Tetracloruro de silicio - Silicon tetrachloride
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| Nombres | |||
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Nombre IUPAC
Tetraclorosilano
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| Otros nombres
Tetracloruro de silicio tetraclorosilano |
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| Identificadores | |||
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Modelo 3D ( JSmol )
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| ChemSpider | |||
| Tarjeta de información ECHA |
100.030.037 
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| Número CE | |||
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PubChem CID
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| Número RTECS | |||
| UNII | |||
| un numero | 1818 | ||
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Tablero CompTox ( EPA )
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| Propiedades | |||
| SiCl 4 | |||
| Masa molar | 169,90 g / mol | ||
| Apariencia | Líquido incoloro | ||
| Densidad | 1,483 g / cm 3 | ||
| Punto de fusion | −68,74 ° C (−91,73 ° F; 204,41 K) | ||
| Punto de ebullición | 57.65 ° C (135.77 ° F; 330.80 K) | ||
| Reacción | |||
| Solubilidad | soluble en benceno , tolueno , cloroformo , éter | ||
| Presión de vapor | 25,9 kPa a20 ° C | ||
| −88,3 · 10 −6 cm 3 / mol | |||
| Estructura | |||
| Tetraédrico | |||
| 4 | |||
| Termoquímica | |||
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Entropía molar estándar ( S |
240 J · mol −1 · K −1 | ||
| −687 kJ · mol −1 | |||
| Riesgos | |||
| Ficha de datos de seguridad |
Ver: hoja de datos MSDS |
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| Pictogramas GHS |
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| Palabra de señal GHS | Advertencia | ||
| 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 fuego) | |||
| Compuestos relacionados | |||
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Otros aniones
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Tetrafluoruro de silicio Tetrabromuro de silicio Tetrayoduro de silicio |
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Otros cationes
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Tetracloruro de carbono Tetracloruro de germanio Cloruro de estaño (IV) Tetracloruro de titanio |
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Clorosilanos relacionados
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Clorosilano diclorosilano triclorosilano |
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| Página de datos complementarios | |||
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Índice de refracción ( n ), constante dieléctrica (ε r ), etc. |
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Datos termodinámicos |
Comportamiento de fase sólido-líquido-gas |
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| UV , IR , RMN , MS | |||
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Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
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 verificar ( ¿qué es ?)
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| Referencias de Infobox | |||
Tetracloruro de silicio o tetraclorosilano es el compuesto inorgánico con la fórmula SiCl 4 . Es un incoloro volátil líquido que los vapores en el aire. Se utiliza para producir silicio y sílice de alta pureza para aplicaciones comerciales.
Preparación
El tetracloruro de silicio se prepara mediante la cloración de varios compuestos de silicio como ferrosilicio , carburo de silicio o mezclas de dióxido de silicio y carbono. La ruta del ferrosilicio es la más común.
En el laboratorio, el SiCl 4 se puede preparar tratando el silicio con cloro :
- Si + 2 Cl 2 → SiCl 4
Fue preparado por primera vez por Jöns Jakob Berzelius en 1823.
La salmuera puede estar contaminada con sílice cuando la producción de cloro es un subproducto de un proceso de refinación de metales a partir del mineral de cloruro metálico. En raras ocasiones, el dióxido de silicio en el sílice se convierte en tetracloruro de silicio cuando se electroliza la salmuera contaminada .
Reacciones
Como otros clorosilanos, el tetracloruro de silicio reacciona fácilmente con el agua :
- SiCl 4 + 2 H 2 O → SiO 2 + 4 HCl
Por el contrario, el tetracloruro de carbono no se hidroliza fácilmente. La reacción se puede notar al exponer el líquido al aire, el vapor produce humos al reaccionar con la humedad para dar un aerosol de ácido clorhídrico en forma de nube .
Con alcoholes y etanol reacciona para dar ortosilicato de tetrametilo y ortosilicato de tetraetilo :
- SiCl 4 + 4 ROH → Si (OR) 4 + 4 HCl
Cloruros de polisilicio
A temperaturas más altas, se pueden preparar homólogos de tetracloruro de silicio mediante la reacción:
- Si + 2 SiCl 4 → Si 3 Cl 8
De hecho, la cloración del silicio va acompañada de la formación de hexaclorodisilano Si 2 Cl 6 . Una serie de compuestos que contienen hasta seis átomos de silicio en la cadena se pueden separar de la mezcla mediante destilación fraccionada .
Reacciones con otros nucleófilos.
El tetracloruro de silicio es un electrófilo clásico en su reactividad. Forma una variedad de compuestos de organosilicio tras el tratamiento con reactivos de Grignard y compuestos de organolitio :
- 4 RLi + SiCl 4 → R 4 Si + 4 LiCl
La reducción con reactivos hidruros proporciona silano .
Comparación con otros compuestos de SiX 4
| SiH 4 | SiF 4 | SiCl 4 | SiBr 4 | SiI 4 | |
|---|---|---|---|---|---|
| pb (˚C) | -111,9 | -90,3 | 56,8 | 155,0 | 290,0 |
| mp (˚C) | -185 | -95.0 | -68,8 | 5,0 | 155,0 |
| Longitud del enlace Si-X (Å) | > 0,74 | 1,55 | 2.02 | 2,20 | 2,43 |
| Energía de enlace Si-X (kJ / mol) | 384 | 582 | 391 | 310 | 234 |
Usos
El tetracloruro de silicio se utiliza como intermedio en la fabricación de polisilicio , una forma hiperpura de silicio, ya que tiene un punto de ebullición conveniente para la purificación mediante destilación fraccionada repetida . Se reduce a triclorosilano (HSiCl 3 ) mediante hidrógeno gaseoso en un reactor de hidrogenación y se utiliza directamente en el proceso de Siemens o se reduce posteriormente a silano (SiH 4 ) y se inyecta en un reactor de lecho fluidizado . El tetracloruro de silicio reaparece en ambos procesos como subproducto y se recicla en el reactor de hidrogenación. Se realizó la epitaxia en fase vapor del tetracloruro de silicio reductor con hidrógeno a aproximadamente 1250 ° C:
-
SiCl
4(g) + 2 H
2(g) → Si (s) + 4 HCl (g) a 1250 ° C
El polisilicio producido se utiliza como obleas en grandes cantidades por la industria fotovoltaica para células solares convencionales hechas de silicio cristalino y también por la industria de semiconductores.
El tetracloruro de silicio también se puede hidrolizar a sílice de pirólisis . El tetracloruro de silicio de alta pureza se utiliza en la fabricación de fibras ópticas. Este grado debe estar libre de impurezas que contengan hidrógeno como el triclorosilano. Las fibras ópticas se fabrican mediante procesos como MCVD y OFD, donde el tetracloruro de silicio se oxida a sílice pura en presencia de oxígeno.
Problemas de seguridad y medioambientales
En China se ha informado de contaminación por la producción de tetracloruro de silicio asociada con el aumento de la demanda de células fotovoltaicas que ha sido estimulado por programas de subvenciones. La MSDS señala que uno debe "¡evitar todo contacto! ¡En todos los casos consulte a un médico! ... la inhalación causa dolor de garganta y sensación de ardor".