Silano

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Silane
Alerta sobre risco à saúde
Silane-2D.png Silane-3D-vdW.png
Nome IUPAC Silane
Outros nomes Silicon tetrahydride
Silicon hydride
Monosilane
Silicane
Identificadores
Número CAS 7803-62-5
PubChem 23953
Número RTECS VV1400000
Propriedades
Fórmula química H4Si
Massa molar 32.12 g mol-1
Aparência Gás incolor
Densidade 1,35 g·l-1 (1 bar, 15 °C, gás) [1]
Ponto de fusão

-185 °C [1]

Ponto de ebulição

-112 °C [1]

Solubilidade em água Insolúvel, sofre hidrólise lenta na água [1]
Estrutura
Forma molecular tetrahedral
Momento dipolar 0 D
Termoquímica
Entalpia padrão
de formação
ΔfHo298
34.31kJ/mol
Entropia molar
padrão
So298
283 J mol−1 K−1
Riscos associados
MSDS ICSC 0564
Índice UE Not listed
Principais riscos
associados
Extremely flammable, potentially pyrophoric
NFPA 704
NFPA 704.svg
4
2
3
 
Frases R R12, R17
Frases S S9, S16, S33
Ponto de fulgor flammable gas
Temperatura
de auto-ignição
294 K (21 °C) (~70°F)
Limites de explosividade 1.37–100%
EUA Limite de exposição
permissível (PEL)
5 ppm (ACGIH TLV)
Compostos relacionados
Compostos de fórmula XH4, em que X é do grupo 14 (antigo 4A), relacionados Metano
Germane
Stannane
Plumbane
Compostos relacionados Dissilano
Metilsilano
Clorossilano
Exceto onde denotado, os dados referem-se a
materiais sob condições normais de temperatura e pressão

Referências e avisos gerais sobre esta caixa.
Alerta sobre risco à saúde.
Silano - Produto antigrafítico.

O silano é um composto químico cuja formula é SiH4. É análogo ao metano (CH4 ), porém derivado do silício. Se presume que a temperatura ambiente o silano é um gás pirofórico – entra em combustão espontaneamente em presença do ar sem necessidade de uma fonte de ignição. Entretanto, há quem acredite que o silano é estável e que a formação natural de silanos maiores durante a sua produção é a causa da sua piroforicidade. Acima dos 420 °C o silano se decompõem em silício e hidrogênio, portanto pode ser empregado na deposição química de vapor de silício.

De forma mais geral, um silano é qualquer análogo dos alcanos, porém derivados do silício. Os silanos consistem numa cadeia de átomos de silício unidos covalentemente a átomos de hidrogênio. A formula geral de um silano é SinH2n+2. Os silanos tendem a ser menos estáveis que seus análogos de carbono, pois a ligação Si-Si é de menor energia que a ligação C-C. O oxigênio decompõem os silanos porque a ligação Si-O é muito estável.

Termoquímica

ΔfH0sólido -1615 kJ/mol

Riscos

Ingestão Relativamente pouco tóxico porém evitar exposição.
Inalação Relativamente de baixa toxicidade, pode provocar tosse
Pele Irritante
Olhos Irritante
Mais informações Hazardous Chemical Database (Em inglês)

Nomenclatura[editar | editar código-fonte]

Existe uma nomenclatura regular para os silanos. Cada nome dos silanos consiste na palavra silano precedida por um prefíxo numérico ( di, tri, tetra, etc. ) correspondente ao número de átomos de silício na molécula. Assim Si2H6 se nomeia como disilano, Si3H8 como trisilano, etc. Não existe prefixo para um, SiH4 é simplesmente silano. Os silanos também podem ser nomeados como qualquer outro composto inorgânico, assim o silano é chamado tetrahidreto de silício. Porém, para os silanos de maior cadeia esta nomenclatura torna-se muito complicada. .

Um "ciclosilano" é um silano na forma de anel, assím como um cicloalcano é um alcano cíclico, na forma de anel.

Também existem os silanos ramificados. O radical SiH3- é chamado silil, Si2H5- é disilanil, etc. Se há um trisilano com um grupo silil unido a um átomo de silicio do meio, se obtém um silil trisilano, de forma paralela aos alcanos ramificados.

Os silanos podem apresentar os mesmos grupos funcionais ligados a cadeias saturadas de silicio, como ocorre com os alcanos. Por exemplo, com o grupo OH formará um silanol. Em teoria existe um análogo de silício para cada alcano.

Produção[editar | editar código-fonte]

Industrialmente, o silano é produzido do silício metalúrgico num processo de duas etapas. Na primeira etapa, reage-se o silício com ácido clorídrico numa temperatura aproximada de 300 °C para produzir triclorosilano, junto com gás hidrogênio, de acordo com a equação química:

Si + 3 HCl → HSiCl3 + H2

O triclorosilano é fervido sobre uma camada resinosa contendo um catalisador que promove sua dismutação em silano e tetracloreto de silício, de acordo com a equação química:

4 HSiCl3 → SiH4 + 3 SiCl4

Geralmente os catalisadores mais comuns usados neste processo são os haleto de metal, particularmente o cloreto de alumínio.

Aplicações[editar | editar código-fonte]

Diversas aplicações industriais e médicas existem para os silanos. Os silanos são usados como agentes de acoplamento para aderir porcelana a um compósito, em obturações dentárias, para otimizar a adesão de fibras de vidro ou fibras naturais a matrizes poliméricas usadas na construção civil, moveleira e de transportes. Também são usados para acoplar uma camada bio-inerte sobre implantes de titânio. Outras aplicações incluem: impermeabilizante de água, com hidróxido de alumínio como retardador de chamas, como material de revestimento antigrafítico (proteger contra pichações) de concreto, pedra e cerâmica, e selantes. A “Degussa AG” é a maior produtora comercial de silanos.

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

Ficha internacional de segurança química do silano.

Referências

  1. a b c d Registo de Monosilan na Base de Dados de Substâncias GESTIS do IFA, accessado em 15 de Janeiro de 2008