Silany – podstawowe informacje
Silany to związki chemiczne, w których centralnym atomem jest krzem, do którego przyłączone są cztery różne podstawniki za pomocą wiązań σ. W zależności od rodzaju podstawników, silany dzieli się na kilka grup:
- Hydrosilany – zawierają przynajmniej jedno wiązanie Si-H.
- Silany alifatyczne – mają wyłącznie grupy alifatyczne.
- Silany aromatyczne – zawierają grupy aromatyczne.
- Halogenosilany – posiadają przynajmniej jeden atom halogenu (np. fluor, chlor) przyłączony do krzemu.
- Silanole – zawierają co najmniej jedną grupę hydroksylową.
- Alkoksysilany – mają grupy alkoksylowe.
- Polisilany – charakteryzują się łańcuchem -Si-Si-Si-.
Produkcja silanów
Silany są wytwarzane w przemyśle w kilku etapach:
- Przekształcenie krzemionki (czystego piasku) w czysty krzem.
- Bezpośrednia synteza chlorosilanów, alkilochlorosilanów, fluorosilanów i hydrosilanów z gazowanego krzemu w wysokiej temperaturze z odpowiednimi reagentami (np. chlorem, wodorem).
- Reakcja chlorosilanów z wodą lub alkoholami, prowadząca do powstania silanolów i alkoksysilanów.
Właściwości silanów
Reaktywność silanów zależy od podstawników, a w porównaniu do związków węgla, silany są zazwyczaj bardziej reaktywne z powodu silniejszej polaryzacji wiązań krzem-niemetal:
- Alkilosilany i arylosilany – stabilne, chemicznie odporne ciecze lub ciała stałe.
- Halogenosilany – gazowe lub cieczowe, reagują spontanicznie z wodą oraz kwasami.
- Hydrosilany – mniej reaktywne od halogenosilanów, ale wiązania Si-H są wrażliwe na hydrolizę.
- Silanole – mogą ulegać kondensacji z wydzieleniem wody, tworząc wiązania Si-O-Si.
- Alkoksysilany – reagują z wodą w warunkach kwasowych lub zasadowych, prowadząc do powstania silanolów i alkoholi.
Zastosowanie silanów
Silany są fundamentem chemii metaloorganicznej krzemu oraz chemii silikonów, wykorzystywane do produkcji:
- Cyklosiloksanów
- Polisiloksanów
- Żywic silikonowych
- Silikażu
- Polisilany
- Polisilazany
- Krzemowych materiałów ceramicznych
