Tetrasilan

Strukturformel
Struktur von Tetrasilan
Allgemeines
Name	Tetrasilan
Andere Namen	n-Tetrasilan
Summenformel	Si4H10
Kurzbeschreibung	farblose, an der Luft selbstentzündliche Flüssigkeit<ref name="voltaix">Material Safety Data Sheet for Tetrasilane (Si4H10) (PDF-Datei)</ref>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer (Listennummer) 616-515-4 ECHA-InfoCard 100.132.456 PubChem 6327668 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	122,42 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig<ref name="voltaix" />
Dichte	0,792 g·cm−3<ref name="CRC-Handbook" />
Schmelzpunkt	−89,9 °C<ref name="CRC-Handbook">David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. Internet Version 2005. Auflage. CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Physical Constants of Inorganic Compounds, S. 4-81 – 4-81.</ref>
Siedepunkt	108,1 °C<ref name="CRC-Handbook" />
Dampfdruck	27 Torr (20 °C)<ref name="voltaix" />
Löslichkeit	Zersetzung in Wasser<ref name="voltaix" />
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung<ref>Vorlage:CL Inventory/nicht harmonisiertFür diesen Stoff liegt noch keine harmonisierte Einstufung vor. Wiedergegeben ist eine von einer Selbsteinstufung durch Inverkehrbringer abgeleitete Kennzeichnung von tetrasilane im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA)Vorlage:Abrufdatum (Achtung: Anstelle des obigen defekten Links dürfte /industry dieser Link korrekt sein.)</ref> Gefahrensymbol H- und P-Sätze H: 250 P: ?
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Tetrasilan ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der Silane mit der Halbstrukturformel SiH₃–(SiH₂)₂–SiH₃. Es ist das Siliciumanalogon des n-Butans und ist konstitutionsisomer zu iso-Tetrasilan.

Darstellung und Reaktionen

Tetrasilan kann im Gemisch mit anderen Silanen durch Umsetzung von Magnesiumsilicid (Mg₂Si) mit wässrigen Säuren, z. B. mit 20%iger Phosphorsäure bei 50–60 °C gewonnen werden.<ref name="Steudel2014">Ralf Steudel: Chemie der Nichtmetalle: Synthesen - Strukturen - Bindung – Verwendung. De Gruyter, 2014, ISBN 978-3-11-030797-9, S. 294–295 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). </ref>

<math>\mathrm{Mg_2Si + \ 4 H^+\ \longrightarrow \ Si_nH_{2n+2}}</math>

Im gewonnenen Rohsilan können Silane bis n=15 isoliert werden, wobei das Gemisch neben dem linearen n–Tetrasilan auch iso–Tetrasilan enthält. Bei der Umsetzung von Magnesiumsilicid mit 25%iger Salzsäure entstehen 40 % Monosilan, 30 % Disilan, 15 % Trisilan, 10 % Tetrasilan und 5 % höhere Silane.<ref name="Wiberg2011">Egon Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie: Mit einem Anhang: Chemiegeschichte. Walter de Gruyter, 2011, ISBN 978-3-11-023832-7, S. 319–320 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). </ref> Das Gemisch kann durch fraktionierende Destillation getrennt werden.

Daneben können höhere Silane auch durch Einwirkung von stillen elektrische Entladungen auf Monosilan gewonnen werden:<ref name="Steudel2014" />

<math>\mathrm{SiH_4 \ \rightarrow \ SiH_2 \ + \ H_2}</math>

<math>\mathrm{SiH_2 \ + \ SiH_4 \rightarrow \ H_3Si{-}SiH_3}</math>

<math>\mathrm{SiH_2 \ + \ H_3Si{-}SiH_3 \rightarrow \ H_3Si{-}SiH_2{-}SiH_3}</math>

<math>\mathrm{SiH_2 \ + \ H_3Si{-}SiH_2{-}SiH_3 \rightarrow \ H_3Si{-}SiH_2{-}SiH_2{-}SiH_3}</math>

Eigenschaften

Tetrasilan ist eine farblose, pyrophore Flüssigkeit von widerwärtigem Geruch, die bereits unter 54 °C zur Selbstentzündung neigt.<ref name="voltaix" /> Im Vergleich zu Trisilan ist reines Tetrasilan weniger stabil und zersetzt sich bei Raumtemperatur am Tageslicht langsam unter Wasserstofffreisetzung und Bildung der kürzeren Homologen.<ref name="Siliciumwasserstoffe XVI">Alfred Stock, Paul Stiebeler, Friedrich Zeidler: Siliciumwasserstoffe, XVI.: Die höheren Siliciumhydride. In: Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. Band 56, Nr. 7, 4. Juli 1923, S. 1695–1705, doi:10.1002/cber.19230560735. </ref>

Reaktionen

Aus Tetrasilan bildet sich durch photochemische Disproportionierung 3-Silylpentasilan und Disilan:<ref name="ZAAC_1976_9">F. Fehér, I. Fischer: Beiträge zur Chemie des Siliciums und Germaniums, XXVIII. Die photochemische Disproportionierung von n-Tetrasilan, Darstellung und Eigenschaften von 3-Silylpentasilan. In: Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. Band 421, Nr. 1, März 1976, S. 9–14, doi:10.1002/zaac.19764210103. </ref>

<math>\mathrm{2 \ Si_4H_{10} \rightarrow \ Si_2H_6 \ + H_3Si{-}SiH(Si_2H_6)_2 }</math>

Durch Erhitzung von n-Tetrasilan in Xylol in Gegenwart von Aluminiumchlorid kann iso-Tetrasilan gewonnen werden.<ref>Franz Fehér, Franz Ocklenburg, Dieter Skrodzki: Beiträge zur Chemie des Siliciums und Germaniums, XXXII, Isomerisierung von höheren Silanen mit Aluminiumchlorid. In: Zeitschrift für Naturforschung B. 35, 1980, S. 869–872 (PDF, freier Volltext).</ref>

<math>\mathrm{2 \ H_3Si{-}SiH_2{-}SiH_2{-}SiH_3 \longrightarrow \ H_3Si{-}SiH(SiH_3)_2 }</math>

Einzelnachweise

<references />

Vorlage:Klappleiste/Anfang Monosilan | Disilan | Trisilan | Tetrasilan | Pentasilan | Hexasilan Vorlage:Klappleiste/Ende