甲硅烷

Template:NoteTA Template:Distinguish Template:Chembox 甲硅烷（Template:Lang-en），也稱甲-{zh-hans:矽;zh-hk:硅;zh-tw:硅;}-烷、矽甲烷，化学式为SiH₄，是一种硅烷；有时也被简称为硅烷（勿混淆）。它的结构与甲烷类似，只是用硅取代了甲烷中的碳。在室温下，硅烷是一种易燃的气体，在空气中，无需外加火源，硅烷就可以自燃。但是有学者认为，硅烷本身是很稳定的，在自然状态下，是以聚合物的状态存在的。在超过420摄氏度的环境下，硅烷会分解成硅和氢，因此硅烷可以被用来以薄膜沉積提纯硅，是半導體工業重要的特用電子級氣體之一。

甲硅烷是在1857年由德国化学家海因里希·布夫（Template:Lang）和弗里德里希·維勒（Template:Lang）通过盐酸和硅化铝反应发现的。

制备

工業上，多晶塊狀硅首先在摄氏200度置於流床反應器下化合：硅與通入的氯化氢形成三氯硅烷和氫氣。反應式如下：

$\mathrm{S}\mathrm{i}+3\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}⟶\mathrm{H}\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2$

將經過蒸餾純化的三氯化硅置於有催化劑的resinous bed反應器而產生歧化反應，形成硅烷和四氯化硅。反應式如下：

$4\mathrm{H}\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_3⟶\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4+3\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_4$

此反應的催化劑常以金屬鹵化物爲主，尤其是氯化鋁。

安全

甲硅烷会在Template:Convert下自燃。至今已有多起因甲硅烷泄漏导致的燃烧和爆炸引起的伤亡事故。

$\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4+2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$Template:Spaces$\mathrm{\Delta }H=-1517\text{ kJ/mol }=-47.23\text{ kJ/g}$

相较于纯甲硅烷，经非活性气体（如氮气和氩气）稀释的甲硅烷暴露于空气时更容易燃烧，在純氮里只要加入1%的矽烷和就有可能引發爆炸。

和甲烷不同，甲硅烷是剧毒，大鼠暴露于4小时的甲硅烷中的致死剂量（LC₅₀）是0.96%（9,600 ppm）。另外，甲硅烷接触眼睛产生的硅酸会刺激眼睛。

參見

• 矽烷
• 乙矽烷

延伸阅读

• Template:Cite book

外部链接

• organofunctional silanes from Degussa AG Template:Wayback
• organofunctional silanes for building protection - water repellents - masonry protection - Graffiti Controll - sealer - easy to clean surface from Degussa AG Template:Wayback
• -{R|http://www.siridion.com}- Template:Wayback chlorosilanes for telecommunication and electronic materials from Degussa
• 以硅烷化合物製備多晶矽原料