氯硅烷

氯硅烷是一种活泼的化合物，化学式为SiH₃Cl。虽然氯硅烷的名称中有“烷”字，但化合物本身并不含碳，因此它是无机物。

制备

氯硅烷可由硅烷和氯化氢在三氯化铝催化剂的存在下反应制备：

$\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\stackrel{AlC{l}_3,100^{o}C}{\to }\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}$

四氯化硅和甲醛的反应也可以得到氯硅烷：

$\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{O}\stackrel{A{l}_2{O}_3,400^{o}C}{\to }\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{C}\mathrm{O}$

化学性质

氯硅烷的化学性质活泼，可以发生一系列的化学反应。

水解反应

氯硅烷在水中可以发生水解：

$\mathrm{2}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\stackrel{}{\to }\mathrm{2}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

水解产生的SiH₃OH会发生分子间缩合，得到乙硅氧烷，而不会形成Si＝O双键：

$\mathrm{2}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{O}\mathrm{H}\stackrel{}{\to }{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{O}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

重排反应

和其他卤代甲硅烷一样，氯硅烷受热发生分子重排：

$\mathrm{2}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{l}\stackrel{}{\to }\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}$

卤素交换

氯硅烷可以和三氟化锑发生卤素交换，产生氟硅烷。

拓展阅读

• Stephen P. Walch, Christopher E. Dateo. Thermal Decomposition Pathways and Rates for Silane, Chlorosilane, Dichlorosilane, and Trichlorosilane Template:Wayback[J]. J. Phys. Chem. A, 2001, 105 (10), pp 2015–2022. DOI: 10.1021/jp003559u
• Rosa Becerra, J. Pat Cannady, Robin Walsh. Time-Resolved Gas-Phase Kinetic and Quantum Chemical Studies of Reactions of Silylene with Chlorine-Containing Species. 1. HCl Template:Wayback[J]. J. Phys. Chem. A, 2004, 108 (18), pp 3987–3993. DOI: 10.1021/jp037630i