Monosilan ist der einfachste Vertreter der Silane (auch Siliciumwasserstoffe genannt) und somit das Siliciumanalogon von Methan, CH4. Es hat – im Gegensatz zu Methan – einen unangenehmen, abstoßenden Geruch.
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| Keile zur Verdeutlichung der Geometrie | ||||||||||
| Allgemeines | ||||||||||
| Name | Monosilan | |||||||||
| Andere Namen |
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| Summenformel | SiH4 | |||||||||
| Kurzbeschreibung | farbloses Gas mit unangenehmem Geruch | |||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | ||||||||||
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| Eigenschaften | ||||||||||
| Molare Masse | 32,12 g·mol−1 | |||||||||
| Aggregatzustand | gasförmig | |||||||||
| Dichte | 1,44 g·l−1 (1013 hPa, 0 °C) | |||||||||
| Schmelzpunkt | −185 °C | |||||||||
| Siedepunkt | −112 °C | |||||||||
| Löslichkeit | rasche Hydrolyse in Wasser | |||||||||
| Sicherheitshinweise | ||||||||||
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| MAK | Schweiz: 0,5 ml·m−3 bzw. 0,7 mg·m−3 | |||||||||
| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. |
Herstellung Bearbeiten
Monosilan kann im Labor durch Reaktion von Magnesiumsilicid mit Salzsäure hergestellt werden. Technische Herstellungsverfahren beruhen auf der Hydrierung von Siliciumtetrachlorid mit Lithiumhydrid im Lithiumchlorid/Kaliumchlorid-Eutektikum,
bzw. auf der Dismutation von Hydrogenchlorsilanen, wie z. B. Trichlorsilan.
Chemische Eigenschaften Bearbeiten
Monosilan ist hoch entzündlich und pyrophor, d. h., Monosilan entzündet sich an der Luft selbst. Austretendes Monosilan kann nicht gelöscht werden. Bei der Verbrennung entstehen Siliciumdioxid und Wasserdampf.
In Wasser bei einem pH-Wert oberhalb von 7 zersetzen sich Silane zu Kieselsäure und Wasserstoff:
Unter Luft- und Feuchtigkeitsausschluss ist Monosilan bis ca. 300 °C stabil. Darüber tritt Zerfall in Silicium und Wasserstoff ein.
Durch Einwirkung von Halogenen oder Halogenwasserstoff in Gegenwart von Aluminiumchlorid lassen sich die Wasserstoffatome der Reihe nach ersetzen.
Bei der Umsetzung von Monosilan mit Alkalimetallen z. B. in Ethylenglycoldimethylether bilden sich die Silylverbindungen der entsprechenden Metalle:
Die UN-Nummer von Monosilan ist 2203, der Gefahrzettel 2.1.
Verwendung Bearbeiten
Monosilan wird zur Abscheidung von Silicium-, Siliciumoxid- und Siliciumnitridschichten verwendet. Daher wird Monosilan hauptsächlich in der Halbleiterfertigung oder bei der Herstellung von Solarzellen eingesetzt.
Einzelnachweise Bearbeiten
- ↑ Eintrag zu Silane. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 14. Juli 2014.
- ↑ Eintrag zu Monosilan in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 8. Januar 2021. (JavaScript erforderlich)
- Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach 7803-62-5 bzw. Monosilan), abgerufen am 2. November 2015.
- Wolfgang Legrum: Riechstoffe, zwischen Gestank und Duft, Vieweg + Teubner Verlag (2011) S. 68–69, ISBN 978-3-8348-1245-2.
- A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 91.–100., verbesserte und stark erweiterte Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1985, ISBN 3-11-007511-3.
- 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).
- Barry Arkles: Silanes. (PDF) Reprint from Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Forth Edition, Volume 22, Page 38–69. In: Gelest. S. 53, abgerufen am 10. Dezember 2016 (englisch).