四氯化硅

四氯化硅是化学式为SiCl₄的无机化合物，由永斯·贝采利乌斯于1823年发现。^[6]

四氯化硅
IUPAC名 Silicon (IV) chloride
别名	氯化硅，氯化硅(IV)
识别
CAS号	10026-04-7  Y
PubChem	24816
ChemSpider	23201
SMILES	Cl[Si](Cl)(Cl)Cl
InChI	1/Cl4Si/c1-5(2,3)4
UN编号	1818
EINECS	233-054-0
RTECS	VW0525000
性质
化学式	SiCl4
摩尔质量	169.90 g·mol⁻¹
外观	无色液体
密度	1.48 g/cm3[1]
熔点	-68.8 °C[2]
沸点	56.8 °C[2]
溶解性（水）	剧烈反应[1]
溶解性	可溶于苯、氯仿、乙醚、甲苯[3]
蒸气压	260 hPa当20°C[1]
折光度n D	1.41156[4]
结构
晶体结构	四面体
配位几何	4
热力学
ΔfHm⦵298K	−687 kJ·mol−1[5]
S⦵298K	240 J·mol−1·K−1[5]
危险性
警示术语	R：R14, R36/37/38
安全术语	S：S2, S7/8, S26
MSDS	MSDS at Oxford University
欧盟编号	014-002-00-4
欧盟分类	刺激性（Xi）
NFPA 704	0 3 2 W
相关物质
其他阴离子	四氟化硅 四溴化硅 四碘化硅
其他阳离子	四氯化碳 四氯化锗 氯化锡 四氯化钛
相关氯代硅烷	氯硅烷 二氯硅烷 三氯硅烷
附加数据页
结构和属性	折射率、介电系数等
热力学数据	相变数据、固、液、气性质
光谱数据	UV-Vis、IR、NMR、MS等
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

制备

四氯化硅可以由各种硅化合物（例如硅铁合金（英语：ferrosilicon）和碳化硅）或二氧化硅与碳的混合物的氯化而成，其中最常使用硅铁合金的氯化生产四氯化硅。^[7]

在实验室里，SiCl
4是由硅和氯在600 °C（1,112 °F）下直接反应而成的：^[3]

Si + 2 Cl
2 → SiCl
4

化学性质

与四氯化碳不同，四氯化硅与水迅速反应生成二氧化硅和氯化氢。反应也会产生中间体SiCl₃(OH)、SiCl₂(OH)₂和SiCl(OH)₃，它们可以在低温下分离。^[8]

${\displaystyle SiCl_{4}+2H_{2}O\rightarrow SiO_{2}+4HCl}$

四氯化硅也会和氟化氢交换卤素，生成通式为SiCl_xF_4-x的中间体，最终产生四氟化硅。^[9]

${\displaystyle SiCl_{4}+4HF\rightarrow SiF_{4}+4HCl}$

它和正丁基锂在乙醚里反应，生成四丁基硅烷：^[10]

${\displaystyle {\ce {SiCl4{}+4LiC4H9->[\mathrm {Et_{2}O} ][]Si(C4H9)4{}+4LiCl}}}$

它与甲醇或乙醇反应则分别得到硅酸四甲酯和硅酸四乙酯：^[11]

${\displaystyle SiCl_{4}+4ROH\rightarrow Si(OR)_{4}+4HCl}$

高温下与硅发生归中反应：

${\displaystyle Si+SiCl_{4}\rightarrow Si_{2}Cl_{6}}$+ 同系物

用途

四氯化硅沸点较低，多次分馏可用于生产多晶硅^[7]；也可用于生产高纯的合成石英玻璃（熔融石英）。它可被氢气还原为硅，也可水解为二氧化硅。大量的高纯硅应用在半导体工业和光电池中。

危害

摄入和吸入四氯化硅有毒，而且它对皮肤、眼睛和粘膜有刺激性。和其它氯代硅烷一样，四氯化硅的毒性源自水解形成的氯化氢。^[12]此外，在多晶硅的制造过程中，四氯化硅会污染环境。^[13]

参考资料

1. Record of Siliciumtetrachlorid in the GESTIS Substance Database from the IFA（英语：Institute for Occupational Safety and Health）
2. Silicon Compounds, Silicon Halides. Collins, W.: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; John Wiley & Sons, Inc, 2001.
3. P. W. Schenk. Phosphorus(V) fluoride. G. Brauer (编). Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. 1. NY,NY: Academic Press. 1963: 282–683.
4. Lide, David R. (编). CRC Handbook of Chemistry and Physics 90th. Boca Raton, Florida: CRC Press（英语：CRC Press）. 2009: 140. ISBN 978-1-4200-9084-0 （英语）.
5. Zumdahl, S. S. Chemical Principles 6th. Houghton Mifflin. 2009: A22. ISBN 0-618-94690-X.
6. Rauter, Gustav. Ueber das Siliciumtetrachlorid. Justus Liebig's Annalen der Chemie (Wiley). 1892, 270 (1-2): 235–266. ISSN 0075-4617. doi:10.1002/jlac.18922700114 （德语）.
7. Simmler, W., Silicon Compounds, Inorganic, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, 2005, doi:10.1002/14356007.a24_001
8. Goubeau, Josef; Warncke, Rudolf. Zur Hydrolyse von Halogeniden. I. Die Hydrolyse des Siliciumtetrachlorids. Zeitschrift für anorganische Chemie (Wiley). 1949, 259 (1-4): 109–120. ISSN 0372-7874. doi:10.1002/zaac.19492590109 （德语）.
9. Guber, A.; Köhler, U. Halogen exchange reactions of silicon tetrachloride with fluorine and fluorine-containing substances. Journal of Fluorine Chemistry (Elsevier BV). 1992, 58 (2-3): 321. ISSN 0022-1139. doi:10.1016/s0022-1139(00)80784-8.
10. Pawlenko, Stephan. Organosilicon chemistry. Berlin: W. de Gruyter. 1986: 18. ISBN 978-3-11-086238-6. OCLC 815507315 （意大利语）.
11. hrsg. von Georg Brauer. Unter Mitarb. von M. Baudler. Handbuch der präparativen anorganischen Chemie / 1.. Stuttgart: Enke. 1975: 702. ISBN 3-432-02328-6. OCLC 310719485 （德语）.
12. López, S.; Bergueiro, J.; Fidalgo, J. Silicon Tetrachloride. Encyclopedia of Toxicology. Elsevier. 2014. doi:10.1016/b978-0-12-386454-3.01236-7.
13. Solar Energy Firms Leave Waste Behind in China. The Washington Post. 9 March 2008 [2022-08-14]. （原始内容存档于2022-06-14）.

扩展阅读

• Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements 2nd. Oxford:Butterworth-Heinemann. 1997. ISBN 0-7506-3365-4.

外部链接

• MSDS—牛津大学