Tetracloreto de silício

Tetracloreto de silício é um composto inorgânico de fórmula SiCl4. é um líquido incolor e volátil que fumega ao ar. É usado na produção de silício de alta pureza e sílica para aplicações comerciais.

Tetracloreto de silício
Alerta sobre risco à saúde
Nome IUPAC Cloreto de silício (IV)
Outros nomes Tetracloreto de silício
Tetraclorossilano
Identificadores
Número CAS 10026-04-7
PubChem 24816
Número EINECS 233-054-0
ChemSpider 23201
Número RTECS VW0525000
SMILES
InChI
1/Cl4Si/c1-5(2,3)4
Propriedades
Fórmula molecular SiCl4
Massa molar 169.90
Aparência Líquido incolor
Densidade 1.483 g/cm3
Ponto de fusão

-68.74°C

Ponto de ebulição

57.65°C

Solubilidade em água Se decompõe
Solubilidade Solúvel em benzeno, tolueno, clorofórmio, éter
Pressão de vapor 25.9 kPa a 20°C
Estrutura
Estrutura cristalina Tetraédrica
Geometria de
coordenação		 4
Riscos associados
MSDS MSDS at Oxford University
Classificação UE Irritante (Xi)
Índice UE 014-002-00-4
NFPA 704
0
3
2
W
Frases R R14, R36/37/38
Frases S S2, S7/8, S26
Ponto de fulgor -18°C
Compostos relacionados
Outros aniões/ânions Tetrafluoreto de silício
Tetrabrometo de silício
Tetraiodeto de silício
Outros catiões/cátions Tetracloreto de carbono
Tetracloreto de germânio
Cloreto de estanho (IV)
Tetracloreto de titânio
Clorosilanos relacionados Clorossilano
Diclorossilano
Triclorossilano
Página de dados suplementares
Estrutura e propriedades n, εr, etc.
Dados termodinâmicos Phase behaviour
Solid, liquid, gas
Dados espectrais UV, IV, RMN, EM
Exceto onde denotado, os dados referem-se a
materiais sob condições normais de temperatura e pressão
Referências e avisos gerais sobre esta caixa.
Alerta sobre risco à saúde.

Preparação

Tetracloreto de silício pode ser preparada a partir de vários compostos de silício, tais como ferro-silício, carbeto de silício, ou misturas de dióxido de silício e carbono. O método do ferro-silício é o mais comum.[1]

Em laboratório, SiCl4 pode ser obtido tratando-se silício com cloro:

Si + 2 Cl2 → SiCl4

Foi preparado primeiramente por Jöns Jakob Berzelius em 1823.

Reações

Hidrólise e reações relacionadas

Como outros clorossilanos, tetracloreto de silício reage imediatamente com água:

SiCl4 + 2 H2O → SiO2 + 4 HCl

Em contrapartida, tetracloreto de carbono não se hidrolisa facilmente. As diferenças nas taxas de hidrólise são atribuídas ao maior raio atômico do átomo de silício, o que permite o ataque ao silício. Nota-se a reação ao expor o líquido ao ar, o vapor produz névoa à medida que reage com a umidade para gerar um aerossol de ácido clorídrico.[2] Reage com metanol e etanol para dar origem a ortossilicato de tetrametila e ortossilicato de tetraetila:

SiCl4 + 4 ROH → Si(OR)4 + 4 HCl

Cloretos de poli-silício

A altas temperaturas homólogos do tetracloreto de silício podem ser preparados pela reação:

Si + SiCl4 → Si2Cl6

De fato, a cloração do silício é acompanhada pela formação de Si2Cl6. É possível separar da mistura uma série de compostos contendo mais de seis átomos de silício na cadeia por destilação fracionada.

Reações com outros nucleófilos

Por sua reatividade, tetracloreto de silício é um eletrófilo clássico.[3] Forma uma variedade de compostos organossilícicos por tratamento com reagentes de Grignard e compostos de organolítio:

4 RLi + SiCl4 → R4Si + 4 LiCl

Redução por hidretos libera silano.

Usos

Tetracloreto de silício é usado como intermediário na fabricação de silício de alta pureza,[1] já que tem um ponto de ebulição conveniente para purificação por repetida destilação fracionada. É, então, reduzido a silício pelo hidrogênio (H2). Enormes quantidades de silício muito puro derivado do tetracloreto são usadas na indústria de semicondutores, bem como na produção de células fotovoltaicas. Pode ainda ser hidrolisado a sílica de alta pureza (sílica fundida). Fibras ópticas são fabricadas a partir de tetracloreto de silício de alta pureza. Deve ser livre de hidrogênio e de impurezas como triclorossilano. Fibras ópticas são feitas usando processos como MCVD e OFD, nos quais o tetracloreto de silício é oxidado a sílica por oxigênio puro: SiCl4 + O2 → SiO2 + 2 Cl2

Segurança e questões ambientais

Poluição gerada na produção de silício foi reportada na China associada com a demanda crescente por células fotovoltaicas, estimulada por programas de subsídio.[4]

Ver também

Referências
  1. Walter Simmler "Silicon Compounds, Inorganic" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2000, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a24_001
  2. Clugston & Flemming
  3. Greenwood & Earnshaw2nd
  4. http://www.washingtonpost.com/wp-dyn/content/article/2008/03/08/AR2008030802595.html
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