Chlorosilane

Chlorosilany to grupa reaktywnych, zawierających chlor związków chemicznych, związanych z silanem i stosowanych w wielu procesach chemicznych. Każda taka substancja chemiczna ma co najmniej jedno wiązanie krzemowo-chlorowe.

przygotowuje się je w procesie Rochowa, który polega na obróbce krzemu chlorowodorem w podwyższonych temperaturach w obecności katalizatora miedziowego. Wyidealizowane równanie to

2 Si + 6 HCl → 2hsicl3 + 2 H2,

Trichlorosilan (HSiCl3) jest głównym produktem; dichlorosilan (H2SiCl2) i tetrachlorek krzemu (SiCl4) otrzymuje się jako produkty uboczne.

wszystkie chlorosilany reagują z wodą, tworząc chlorowodór. Pozostała grupa hydroksylowa wiąże się z krzemem, początkowo tworząc grupę silolową (analogiczną do alkoholu). Ogólnie rzecz biorąc, będzie to ostatecznie wiązać się ze stałą powierzchnią tlenku lub reagować z inną cząsteczką chlorosilanu lub silolu. W tych ostatnich przypadkach atom tlenu tworzy połączenie między dwoma atomami krzemu, analogiczne do wiązania eterowego w związkach organicznych i identyczne z wiązaniem w ditlenku krzemu.

tetrachlorek krzemu (SiCl4) i trichlorosilan (HSiCl3) są półproduktami w produkcji ultraczystego krzemu w przemyśle półprzewodników. Chlorosilany otrzymane z surowego krzemu są oczyszczane metodą destylacji frakcyjnej, a następnie redukowane Wodorem, aby uzyskać krzem o czystości 99,999999999 % (11 dziewiątek).

Organiczne chlorosilany są często stosowane jako powłoki do powierzchni krzemowych i szklanych oraz do produkcji polimerów silikonowych (polisiloksanowych). Podczas gdy fenylochlorosilany i wiele innych mogą być używane, metylosiloksany są produkowane w największych ilościach.

Chlorosilany metylowe mają jedną do trzech grup metylowych. W przypadku dichlorodimetylosilanu dostępne są dwa atomy chloru, dzięki czemu reakcja z nadmiarem wody tworzy liniowy łańcuch eteropodobnych powiązań między atomami krzemu. Podobnie jak w przypadku polieterów, te elastyczne połączenia wytwarzają gumowaty polimer, polidimetylosiloksan (PDMS). Trichlorometylosilan może być stosowany do indukowania rozgałęzień i sieciowania w cząsteczkach PDMS, podczas gdy chlorotrimetylosilan służy do zakończenia łańcuchów szkieletowych, ograniczając masę cząsteczkową.

inne gatunki kwasotwórcze, zwłaszcza octan, mogą zastąpić chlor w syntezie silikonu z niewielką różnicą w chemii gotowego polimeru. Te analogi chlorosilanów są dość powszechne w uszczelniaczach i klejach sprzedawanych konsumentom oraz jako prekursory silikonu medycznego, ze względu na zmniejszoną toksyczność.