vpravo|náhled|Strukturní vzorec disilanu, strukturního analogu ethanu
Silany jsou nasycené chemické sloučeniny odpovídající vzorci SixHy. Patří mezi hydrosilany, sloučeniny obsahující vazby Si-H a jiné vazby Si-X. Atomy křemíku jsou v nich tetraedrické a vodíky jsou koncové. Všechny vazby Si–H a Si–Si jsou jednoduché. Délky vazeb jsou kolem 146 pm u Si–H bond a 233 pm u Si–Si. Strukturou se silany podobají alkanům, nejjednodušším z nich je silan, SiH4, analog methanu, disilan (Si2H6), je analogem ethanu. Jedná se převážně o oblast teoretického zájmu.
Přehled náhled|132px|Cyklopentasilan je svou strukturou podobný cyklopentanu, pouze molekula je větší.
Nejjednodušší jsou nerozvětvené izomery silanů, kde atomy křemíku tvoří přímý řetězec; často nazývané n-izomery. Řetězec však může být na jednom nebo více místech rozvětvený. Počet možných izomerů rychle roste s počtem křemíkových atomů. Homologickou řadu tvoří tyto sloučeniny: silan, SiH4 - jeden křemík a čtyři vodíky disilan, Si2H6 - dva křemíky a šest vodíků, podobný ethanu trisilan, Si3H8 - podobný propanu tetrasilan, Si4H10 - 4 křemíky a 10 vodíků, podobný butanu (jeden rozvětvený izomer: izotetrasilan, obdoba isobutanu) pentasilan, Si5H12 - dva izomery: izopentasilan a neopentasilan)
Názvy silanů se tvoří přidáním přípony -silan k odpovídající číselné předponě; například disilan Si2H6; trisilan Si3H8; tetrasilan Si4H10; pentasilan Si5H12. Jsou známy i pevné polymerní sloučeniny; pokud mají lineární řetězce a atomy vodíku nahrazené alkylovými nebo arylovými skupinami, označují se jako polysilany.
Nejjednodušším necyklickým chirálním silanem je 3-silylhexasilan, H3SiSiH2SiH(SiH3)SiH2SiH2SiH3.
Jsou známy i obdoby cykloalkanů, nazývané cyklosilany, SinH2n, n > 2.
+ Vlastnosti nižších silanů Silan Vzorec Teplota varu [°C] Teplota tání [°C] Hustota [g cm−3] (při 25 °C) silan SiH4 −112 −185 plyn disilan Si2H6 −14 −132 plyn trisilan Si3H8 53 −117 0,743 cyklotrisilan Si3H6 tetrasilan Si4H10 108 −90 0,793 pentasilan Si5H12 153 −72,8 0,827 cyklopentasilan Si5H10 194 −10,5 0,963 hexasilan Si6H14 193,6 −44,7 0,847
Příprava První práce zabývající se přípravou a výrobou silanů vydali Alfred Stock a Carl Somiesky.E. Wiberg, Alfred Stock and the Renaissance of Inorganic Chemistry," Pure Applied Chemistry, Vol. 49 (1977) pp. 691-700. Monosilan a disilan již byly známy, ale v těchto pracích byly popsány i další členy řady SinH2n+2, až do 6 atomů Si. Také popsali tvorbu pevných polymerů.J. W. Mellor, "A Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry," Vol. VI, Longman, Green and Co. (1947) pp. 223 - 227 Jeden ze způsobů přípravy spočíval v hydrolýze silicidů kovů; tímto způsobem vznikaly směsi silanů, které musely být oddělovány v hlubokém vakuu.Hydrides of Boron and Silicon. Ithaca (USA) 1933
Silany (SinH2n+2) jsou tepelně méně stabilní než alkany (CnH2n+2). Jsou náchylné k dehydrogenacím za vzniku vodíku a polysilanů. Z tohoto důvodu je izolace silanů vyšších než heptasilan obtížná.W. W. Porterfield "Inorganic Chemistry: A Unified Approach," Academic Press (1993) p. 219
Silany lze připravovat Schlesingerovým procesem spočívajícím v reakci perchlorovaných silanů s hydridem lithnohlinitým.
Použití
Významné využití má SiH4 v mikroelektronice. Pomocí organokovové epitaxe z plynné fáze se silan tepelným rozkladem přeměňuje na čistý křemík:
SiH4 → Si + 2 H2
Bezpečnost Silan je ve směsi se vzduchem (1 až 98 % SiH4) výbušný; podobné výbušné směsi vytváří i vyšší silany. Lehčí kapalné silany jsou vysoce hořlavé; nebezpečnost se zvyšuje s délkou křemíkového řetězce.
Odkazy
Reference
Související články Organokřemíkové sloučeniny, sloučeniny obsahující vazby mezi atomy uhlíku a křemíku Hydrosilany, větší skupina sloučenin, odpovídajících vzorci HmSiRn (m ≠ 0)
Externí odkazy