解放军文职招聘考试硅烷

 硅烷
硅与碳相似，有一系列氢化物，不过由于 Si - Si 键远小于 C - C 键，因此没有很长的硅链存在，这就决定了硅的氢化物无论在种类和数量上都远不如碳的氢化物多。硅的氢化物中最具有代表性的是甲硅烷 SiH₄ 。
甲硅烷 SiH₄ 是无色无臭的气体，熔点 88K ，沸点 161K 。其分子结构类似于甲烷。由于 H 的电负性大小介于 C 和 Si 之间，所以 CH₄ 中碳氢键的共用电子对靠近碳，而 SiH₄ 中共用电子对靠近 H ，因此使得 SiH₄ 的还原性比 CH₄ 强。 Si 由于有空的 d 轨道可以在反应中被利用，所以 SiH₄ 可以水解，比 CH₄ 活泼等得多。
1 、甲硅烷的性质
① SiH ₄ 的热稳定性不如 CH ₄ ， CH ₄ 的分解温度要比 SiH ₄ 高出 1000K （从键能数据也可看出 SiH ₄ 不如 CH ₄ 稳定）：
773K 1773K
                SiH 4 → Si + 2H ₂ 2CH ₄ → C ₂ H ₂ + 2H ₂
② SiH ₄ 的还原性比 CH ₄ 强，表现在 SiH ₄ 在空气中可以自燃，在溶液中可与氧化剂发生反应：
                           SiH ₄ + O ₂ → SiO 2 + 2H ₂ O
              SiH ₄ + 2KMnO ₄ → MnO ₂ ↓ + K ₂ SiO ₃ + H ₂ O + H ₂ ↑
              SiH ₄ + 8AgNO ₃ + 2H ₂ O → 8Ag ↓ + SiO ₂ ↓ + 8HNO ₃
SiH ₄ 与 KMnO ₄ 反应可以用来检验硅烷。
③ SiH ₄ 易水解，而 CH ₄ 则无此反应：
                      SiH ₄ + (n+2)H ₂ O → SiO ₂·H ₂ O + 4H ₂ ↑
2 、甲硅烷的制备
由于硅不能直接与 H ₂ 作用，因此甲硅烷以 SiO ₂ 为原料先制得金属硅化物，再与酸反应来制备：
                          SiO ₂ + 4Mg → Mg ₂ Si + 2MgO
                          Mg ₂ Si + 4HCl → SiH ₄ + MgCl ₂
这样制得的 SiH ₄ 不纯，通常含有乙硅烷、丙硅烷等杂质。用强还原剂氢化铝锂 LiAlH ₄ 还原硅的卤化物，可制得纯度高的 SiH ₄ ： SiC_{l 4} + LiAlH 4 → SiH ₄ + LiCl + AlCl ₃
SiH 4 被大量地用于制高纯 Si 。硅的纯度越高，大规模集成电路的性能就越好。