Tetracloreto de silício - Silicon tetrachloride
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| Nomes | |||
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Nome IUPAC
Tetraclorosilano
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| Outros nomes
Silicon tetracloreto de
tetraclorosilano |
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| Identificadores | |||
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Modelo 3D ( JSmol )
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| ChemSpider | |||
| ECHA InfoCard |
100.030.037 
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| Número EC | |||
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PubChem CID
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| Número RTECS | |||
| UNII | |||
| Número ONU | 1818 | ||
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Painel CompTox ( EPA )
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| Propriedades | |||
| SiCl 4 | |||
| Massa molar | 169,90 g / mol | ||
| Aparência | Líquido incolor | ||
| Densidade | 1,483 g / cm 3 | ||
| Ponto de fusão | −68,74 ° C (−91,73 ° F; 204,41 K) | ||
| Ponto de ebulição | 57,65 ° C (135,77 ° F; 330,80 K) | ||
| Reação | |||
| Solubilidade | solúvel em benzeno , tolueno , clorofórmio , éter | ||
| Pressão de vapor | 25,9 kPa em20 ° C | ||
| −88,3 · 10 −6 cm 3 / mol | |||
| Estrutura | |||
| Tetraédrico | |||
| 4 | |||
| Termoquímica | |||
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Entropia molar padrão ( S |
240 J · mol −1 · K −1 | ||
| −687 kJ · mol −1 | |||
| Perigos | |||
| Ficha de dados de segurança |
Veja: página de dados MSDS |
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| Pictogramas GHS |
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| Palavra-sinal GHS | Aviso | ||
| H315 , H319 , H335 | |||
| P261 , P264 , P271 , P280 , P302 + 352 , P304 + 340 , P305 + 351 + 338 , P312 , P321 , P332 + 313 , P337 + 313 , P362 , P403 + 233 , P405 , P501 | |||
| NFPA 704 (diamante de fogo) | |||
| Compostos relacionados | |||
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Outros ânions
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Tetrafluoreto de silício Tetrabrometo de silício Tetraiodeto de silício |
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Outros cátions
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Tetracloreto de carbono Tetracloreto de germânio Cloreto de estanho (IV) Tetracloreto de titânio |
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Clorossilanos relacionados
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Clorossilano Diclorosilano Triclorosilano |
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| Página de dados suplementares | |||
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Índice de refração ( n ), constante dielétrica (ε r ), etc. |
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Dados termodinâmicos |
Comportamento da fase sólido-líquido-gás |
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| UV , IR , NMR , MS | |||
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Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
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 verificar (o que é ?)
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| Referências da Infobox | |||
O tetracloreto de silício ou tetraclorossilano é o composto inorgânico com a fórmula SiCl 4 . É um incolor volátil líquido de vapores no ar. É usado para produzir silício e sílica de alta pureza para aplicações comerciais.
Preparação
O tetracloreto de silício é preparado pela cloração de vários compostos de silício, como ferrossilício , carboneto de silício ou misturas de dióxido de silício e carbono. A rota do ferrossilício é a mais comum.
No laboratório, o SiCl 4 pode ser preparado tratando o silício com cloro :
- Si + 2 Cl 2 → SiCl 4
Foi preparado pela primeira vez por Jöns Jakob Berzelius em 1823.
A salmoura pode ser contaminada com sílica quando a produção de cloro é um subproduto de um processo de refino de metal a partir do minério de cloreto de metal. Em raras ocorrências, o dióxido de silício na sílica é convertido em tetracloreto de silício quando a salmoura contaminada é eletrolisada .
Reações
Como outros clorossilanos, o tetracloreto de silício reage prontamente com a água :
- SiCl 4 + 2 H 2 O → SiO 2 + 4 HCl
Em contraste, o tetracloreto de carbono não hidrolisa prontamente. A reação pode ser observada na exposição do líquido ao ar, o vapor produz vapores ao reagir com a umidade para dar um aerossol de ácido clorídrico semelhante a uma nuvem .
Com álcoois e etanol, ele reage para dar tetrametil ortossilicato e tetraetil ortossilicato :
- SiCl 4 + 4 ROH → Si (OR) 4 + 4 HCl
Cloretos de polissilício
Em temperaturas mais altas, homólogos de tetracloreto de silício podem ser preparados pela reação:
- Si + 2 SiCl 4 → Si 3 Cl 8
Na verdade, a cloração do silício é acompanhada pela formação de hexaclorodisilano Si 2 Cl 6 . Uma série de compostos contendo até seis átomos de silício na cadeia pode ser separada da mistura usando destilação fracionada .
Reações com outros nucleófilos
O tetracloreto de silício é um eletrófilo clássico em sua reatividade. Ele forma uma variedade de compostos de organossilício após o tratamento com reagentes de Grignard e compostos de organolítio :
- 4 RLi + SiCl 4 → R 4 Si + 4 LiCl
A redução com reagentes de hidreto proporciona silano .
Comparação com outros compostos de SiX 4
| SiH 4 | SiF 4 | SiCl 4 | SiBr 4 | SiI 4 | |
|---|---|---|---|---|---|
| bp (˚C) | -111,9 | -90,3 | 56,8 | 155,0 | 290,0 |
| mp (˚C) | -185 | -95,0 | -68,8 | 5.0 | 155,0 |
| Comprimento da ligação Si-X (Å) | > 0,74 | 1,55 | 2.02 | 2,20 | 2,43 |
| Energia de ligação Si-X (kJ / mol) | 384 | 582 | 391 | 310 | 234 |
Usos
O tetracloreto de silício é utilizado como intermediário na fabricação do polissilício , uma forma hiperpura do silício, pois possui um ponto de ebulição conveniente para purificação por destilação fracionada repetida . Ele é reduzido a triclorossilano (HSiCl 3 ) por gás hidrogênio em um reator de hidrogenação, e usado diretamente no processo Siemens ou ainda reduzido a silano (SiH 4 ) e injetado em um reator de leito fluidizado . O tetracloreto de silício reaparece em ambos os processos como um subproduto e é reciclado no reator de hidrogenação. A epitaxia de fase de vapor de redução de tetracloreto de silício com hidrogênio a aproximadamente 1250 ° C foi realizada:
-
SiCl
4(g) + 2 H
2(g) → Si (s) + 4 HCl (g) a 1250 ° C
O polissilício produzido é usado como bolachas em grandes quantidades pelo fotovoltaica indústria para células solares convencionais feitas de silício cristalino e também pela indústria de semicondutores.
O tetracloreto de silício também pode ser hidrolisado em sílica pirogênica . O tetracloreto de silício de alta pureza é usado na fabricação de fibras ópticas. Este grau deve estar livre de hidrogênio contendo impurezas como o triclorosilano. As fibras ópticas são feitas usando processos como MCVD e OFD, onde o tetracloreto de silício é oxidado a sílica pura na presença de oxigênio.
Segurança e questões ambientais
A poluição da produção de tetracloreto de silício foi relatada na China, associada ao aumento da demanda por células fotovoltaicas, estimulada por programas de subsídios. A FISPQ indica que se deve "evitar todo o contato! Em todos os casos, consulte um médico! ... a inalação causa dor de garganta e sensação de queimação".