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硅化物

銅臭 / 2022-07-28

硅與電正性較高的元素，特別是金屬元素化合而產(chǎn)生的二元化合物稱為硅化物。它們與上面所討輪的碳化物相對應(yīng)。由于硅的電負(fù)性較碳為低，故硅化物與金屬型碳化物較為相似。大多數(shù)的硅化物皆有金屬的光澤，高導(dǎo)電性和高熔點，對水和稀酸皆穩(wěn)定。它們的成分與組分元素的原子價無明顯關(guān)系，如鐵有FeSi?、 FeSi、Fe?Si?,鈷有CoSi?, CoSi?, CoSi, Co?Si?、 Co?Si等組成的硅化物。此外，少數(shù)的堿土金屬的硅化物M?Si(M=Mg、Ca、Sr、Ba)和化鋰LisSi(其他堿金屬不與硅作用)皆為水和稀酸所分解，故與離子型的碳化物較相似。金屬硅化物的一般制法是將其粗分一同熔化或用適當(dāng)過量的相應(yīng)金屬使二氧化硅還原。

一、硅的氫化物

與烷系碳?xì)浠衔锵囝愃?，硅氬化物的粗成也可以通?SinH?n?? 表之，物理性質(zhì)也多相類似。因此，硅的氫化物又稱為硅烷。羥典的制法是在氫氧流丙加稀鹽酸于硅化鎂，所產(chǎn)生的氣體為氫和幾種不同的氨化硅的混合物，加以分餾即可將各租分分開。混合氬化物中約含40% SiH?、30%Si?H?、15%Si?H?、10%Si?H??和5%分子量更高的硅烷。由硅化鎂和鹽酸作用而產(chǎn)生硅烷的過程是相當(dāng)復(fù)雜的，但總的反應(yīng)可以下式表示:

Mg?Si+4HCl=SiH?+2MgCl?

4Mg?Si+16HCl=Si?H??+8MgC?g+3H?

現(xiàn)將最簡單的幾個硅烷的性質(zhì)列于表14-9內(nèi)。由表內(nèi)數(shù)據(jù)可見

硅的氫化物皆為共價化合物，它們的揮發(fā)性和熔點等性質(zhì)皆隨分子量的增高而遞變。它們與空氣或氧一接觸即自動燃燒，對熱也不穩(wěn)定，分子量愈高，愈易分解。硅烷在硅石的容器內(nèi)雖然不與純水起作用，但水內(nèi)只要有微量堿質(zhì)，如加入少許玻璃屑，即發(fā)生分解作用:

SiH?+4OH?=SiO???+4H?

這是由于它對氬氧離子有非常強(qiáng)的敏感性。硅烷是強(qiáng)還原劑，可使高錳酸鹽還原為二氧化錳，汞????還原為汞???或汞???，銅????還原為氨化銅等。用鹵化鋁為催化劑，在100°C時，氯化氫或溴化氫可將硅烷的氫逐一用氯或溴取代，形成SiH?Br、SiH?Br?、SiHBr?和SiBr?。

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