Silane — wikipédia electricity nyc

Les catalyseurs les plus souvent utilisés dans ces différents processus sont les halogénures métalliques et plus particulièrement le chlorure d’aluminium AlCl 3. Cette réaction est considérée comme étant une dismutation, c’est-à-dire un double déplacement impliquant le même élément central. On pourrait aussi la voir comme une réaction de redistribution même s’il n’y a pas de modification dans le nombre d’oxydation de l’atome de silicium Si (en effet, cet élément conserve un nombre d’oxydation nominale de +IV dans les trois composés). Cependant, il faut noter que l’utilisation du nombre d’oxydation quand on parle d’une molécule covalente, même polaire, est ambiguë. On pourrait rationaliser le problème en considérant l’atome Si comme étant dans son état d’oxydation formel le plus haut dans la molécule de SiCl 4 et dans son état d’oxydation formel le plus bas dans la molécule de SiH 4 car l’atome de chlore Cl est plus électronégatif que l’atome d’ hydrogène H.

Une méthode de synthèse industrielle alternative pour la préparation de silane de très grande pureté, idéal pour la production de semi-conducteurs à base de silicium, commence par la mise en relation de silicium métallique, de dihydrogène et de tétrachlorosilane puis met en jeu une série complexe de réactions de redistribution (produisant de nombreux produits secondaires recyclés durant le processus) et de distillations : Si + 2 H 2 + 3 SiCl 4 → 4 SiHCl 3 2 SiHCl 3 → SiH 2Cl 2 + SiCl 4 2 SiH 2Cl 2 → SiHCl 3 + SiClH 3 2 SiClH 3 → SiH 4 + SiH 2Cl 2

Pour les démonstrations en classe, le silane peut être produit en chauffant un mélange de sable et de poudre de magnésium pour produire le SiMg 2, puis en le plongeant dans l’ acide chlorhydrique. Le siliciure de magnésium réagit alors avec l’acide pour former du silane gazeux, qui brûle au contact de l’air produisant alors de petites explosions. [10 ]. Cette réaction peut être classifiée comme étant une réaction acido-basique "hétérogène" puisque l’ion siliciure Si 4-, par sa capacité à accepter 4 protons, peut servir de base de Brønsted. Cette réaction peut être écrite comme suit : 4 HCl + SiMg 2 → SiH 4 + 2 MgCl 2

En général, les siliciures d’ alcalino-terreux possèdent l’une de ces stoechiométries : M II 2Si, M IISi et M IISi 2. Dans tous les cas, ces substances réagissent avec les acides de Brønsted pour former différentes sortes d’hydrures de silicium dont la forme dépend de l’anion engagé dans le siliciure. Les produits possibles comprennent SiH 4 et/ou des molécules plus importantes de la série des Si nH 2n+2, un polymère d’hydrure de silicium, ou un acide silicique. Ainsi, M IISi avec leur chaîne topologique d’anions Si 2- (possédant chacun deux doublets d’électrons pouvant accepter des protons) produit l’hydrure polymérique (SiH 2) x.

Le silane est l’ analogue siliceux du méthane. Cependant, l’électronégativité de l’hydrogène étant supérieure à celle du silicium, les liaisons S-H possèdent une polarité à l’opposé de celle des liaisons C-H que l’on peut trouver dans le méthane. Une des nombreuses conséquences est la capacité dont dispose le silane à complexer les métaux de transitions. Une autre : le silane est pyrophorique – il subit une combustion spontanée au contact de l’air, c’est-à-dire sans avoir besoin d’une ignition préalable [11 ]. Cependant, les difficultés rencontrées pour expliquer les données disponibles (et souvent contradictoires) relatives à cette combustion sont associées au fait que le silane est, en lui-même, stable mais que la formation naturelle de silanes plus grands (Si nH 2n+2 pour n>2), sa sensibilité à certaines impuretés comme l’humidité et l’effet catalytique qu’ont les conteneurs utilisés provoquent sa pyrophoricité [12 ]. Au-delà de 420 °C, le silane se décompose spontanément en silicium et en dihydrogène; il peut ainsi être utilisé dans le dépôt chimique en phase vapeur du silicium. L’ énergie de liaison de Si-H est environ égale à 284 kJ/mol, ce qui est à peu près 20% plus faible que la liaison H-H dans la molécule H 2. Par conséquent, les composés possédant des liaisons Si-H sont beaucoup plus réactifs que H 2. Cette force est, par ailleurs, modestement affectée par les autres substituants : les forces de cette liaison dans SiHF 3, SiHCl 3 et SiHMe 3 sont respectivement 419, 382 et 398 kJ/mol [13 ] , [14 ]. Notes et références [ modifier | modifier le code ]