四氯化硅
物理性质
性状:无色透明发烟液体。易流动,易挥发、具有难闻的窒息性气味。
密度(g/mL,20℃):1.483
相对蒸汽密度(g/mL,空气=1):5.86
熔点(oC): -70
5. 闪点(oC):57.6
溶解性:可与苯、乙醚、氯仿、石油醚、四氯化碳、四氯化锡、四氯化钛、一氯及二氯化硫以任何比例混溶。
作用与用途
1.常温常压下稳定
避免光,明火,高温。本品在湿空气中由于水解和生成氯化氢而冒烟。在干燥的空气或氧气中加热生成氯氧化硅;与氢(或其他还原剂)作用时生成三氯甲硅烷和其他氯代硅烷;与胺、氨迅速反应生成氮化硅聚合物;还能与醇、酚反应生成硅酸酯类;与有机金属化合物(如锌、汞、钠化合物和格林纳试剂)反应生成有机硅烷。当有水存在时,会腐蚀多数金属;没有水存在时,对钢、铁、普通金属及合金实际上不起作用。在温水中放热,并分解成硅酸和氯化氢。遇醇同样起激烈的反应。遇空气中湿气发烟。在水中易水解而转变为硅胶。可与苯、乙醚、三氯甲烷等按任意比混合。与醇类作用可生成原硅酸酯,与格氏试剂作用生成氯硅烷。
2.本品有毒,吸入、吞咽或经皮肤吸收而引起中毒。对皮肤,眼睛,黏膜和其他组织有强烈刺激。生及操作过程注意设备密闭,操作人员穿戴防护用具,避免直接接触。操作场所需通风良好。
性质与稳定性
1.用于制造有机硅化合物,如硅酸酯、有机硅油、高温绝缘漆、有机硅树脂、硅橡胶和耐热垫衬材料。高纯度四氯化硅为制造多晶硅、高纯二氧化硅和无机硅化合物、石英纤维的材料。军事工业用于制造烟幕剂。冶金工业用于制造耐腐蚀硅铁。铸造工业用作脱模剂。
四氯化硅是生产高纯硅的副产物。它不仅是生产光纤预制棒的主要原料,还是无机硅、有机硅、橡胶工业的主要原料,用于电子、航空、精密铸造等领域。
2.用于制造有机硅化物,如硅酸酯、有机硅油、高温绝缘涂料、有机硅树脂、硅橡胶和耐热垫材料。高纯度四氯化硅是制造多晶硅、高纯二氧化硅和无机硅化合物、石英纤维的材料。军事工业中用于制造烟幕剂。冶金工业用于制造耐腐蚀硅铁。铸造工业用作脱模剂。
合成方法
1.硅铁氯化法
先将硅铁加入氯化炉内,然后加热至300℃左右,以7.5 m3/h通人氯气进行反应生成四氯化硅,经冷凝后,得到粗品四氯化硅。将锑粉(为四氯化硅重量的0.05%)加入粗四氯化硅中进行精馏,经回流30 min然后取56~59℃的馏分,制得工业级四氯化硅成品。其
Si+2C12→SiCl4
将工业级四氯化硅进一步精馏并长时间回流,可制得高纯四氯化硅。将硅铁加热至200℃以上,通氯气生成四氯化硅,经精馏而得成品。
2.使氯作用于硅、硅合金、硅化物或二氧化硅与还原剂(碳、镁)的混合物,是合成四氯化硅的常用方法。将硅粉与二氯化钴(Si∶Co=10∶1)加热到460℃,使二氯化钴还原,再用氯在低温(136℃)下作用即可。
3.采用硅铁氯化法。先将硅铁加入氯化炉内,然后加热至300℃左右,以7.5m3/h通入氯气进行反应生成四氯化硅,经冷凝后,得到粗品四氯化硅。将锑粉(为四氯化硅质量的0.05%)加入粗四氯化硅中进行精馏,经回流30min,然后取56~59℃的馏分,制得工业级四氯化硅成品。其反应式如下:Si+2C12→SiCl4
将工业级四氯化硅进一步精馏并长时间回流,可制得高纯四氯化硅。
贮存方法
应贮存在阴凉、通风、干燥的库房内。
用玻璃坛包装,外套木箱,石膏封口。并注明“腐蚀”字样,每坛25kg。按有毒危险品规定贮运。
毒理学数据
1、急性毒性:大鼠吸入LC50:8000 ppm/4H
小鼠吸入LCLo:15 gm/kg;四氯化硅能刺激上呼吸道。如不慎溅到皮肤上,10 min后可使皮肤坏死。溅入眼睛可使角膜和眼睑烧伤。
生态学数据
通常对水体是稍微有害的,不要将未稀释或大量产品接触地下水,水道或污水系统,未经政府许可勿将材料排入周围环境。
计算化学数据
1、 疏水参数计算参考值(XlogP):未确定
2、 氢键供体数量:0
3、 氢键受体数量:0
4、 可旋转化学键数量:0
5、 拓扑分子极性表面积(TPSA):0
6、 重原子数量:5
7、 表面电荷:0
8、 复杂度:19.1
9、 同位素原子数量:0
10、 确定原子立构中心数量:0
11、 不确定原子立构中心数量:0
12、 确定化学键立构中心数量:0
13、 不确定化学键立构中心数量:0
14、 共价键单元数量:1
分子结构数据
1、 摩尔折射率:39.69
2、 摩尔体积(m3/mol):133.6
3、 等张比容(90.2K):333.5
4、 表面张力(dyne/cm):38.7
5、 介电常数:
6、 偶极距(10-24cm3):
7、 极化率:15.73