丁硅烷

丁硅烷是一种硅烷，结构式 SiH₃–(SiH₂)₂–SiH₃。

丁硅烷
别名	正丁硅烷
识别
CAS号	7783-29-1  Y
PubChem	6327668
ChemSpider	122662
SMILES	[SiH3][SiH2][SiH2][SiH3]
EINECS	616-515-4
性质
化学式	H10Si4
摩尔质量	122.42 g·mol−1
外观	在空气中自燃的无色液体[1]
密度	0.792 g·cm−3[2]
熔点	−89.9 °C[2]
沸点	108.1 °C[2]
溶解性（水）	反应[1]
危险性
GHS危险性符号
GHS提示词	Danger
H-术语	H250
相关物质
相关化学品	丁烷
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

制备

丁硅烷可以由硅化镁（Mg₂Si）和酸（如20% 磷酸）在50–60 °C下反应而成：^[3]

${\displaystyle \mathrm {Mg_{2}Si+\ 4H^{+}\ \longrightarrow \ Si_{n}H_{2n+2}} }$

反应可以产生直到十五硅烷的各种硅烷。硅化镁和25% 盐酸的反应会产生40% 甲硅烷、30% 乙硅烷、15% 丙硅烷、10% 丁硅烷和5% 高级硅烷。^[4]反应混合物可以通过蒸馏分离。

此外，包括丁硅烷的各种高级硅烷可以由甲硅烷的放电产生：^[3]

${\displaystyle \mathrm {SiH_{4}\ \rightarrow \ SiH_{2}\ +\ H_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {SiH_{2}\ +\ SiH_{4}\rightarrow \ H_{3}Si{-}SiH_{3}} }$

${\displaystyle \mathrm {SiH_{2}\ +\ H_{3}Si{-}SiH_{3}\rightarrow \ H_{3}Si{-}SiH_{2}{-}SiH_{3}} }$

${\displaystyle \mathrm {SiH_{2}\ +\ H_{3}Si{-}SiH_{2}{-}SiH_{3}\rightarrow \ H_{3}Si{-}SiH_{2}{-}SiH_{2}{-}SiH_{3}} }$

性质

丁硅烷是无色、可自燃的液体，有恶心的味道。它在54 °C以下仍会自燃，^[1]比丙硅烷更不稳定，在室温下缓慢分解成氢气和短硅烷。^[5]

反应

丁硅烷的光解会产生3-甲硅基戊硅烷和乙硅烷：^[6]

${\displaystyle \mathrm {2\ Si_{4}H_{10}\rightarrow \ Si_{2}H_{6}\ +H_{3}Si{-}SiH(Si_{2}H_{6})_{2}} }$

在氯化铝存在下在二甲苯里加热丁硅烷会使其异构化成异丁硅烷。^[7]

${\displaystyle \mathrm {2\ H_{3}Si{-}SiH_{2}{-}SiH_{2}{-}SiH_{3}\longrightarrow \ H_{3}Si{-}SiH(SiH_{3})_{2}} }$

参考资料

1. Material Safety Data Sheet for Tetrasilane (Si₄H₁₀) (PDF-Datei)
2. Lide, D. R. (编), CRC Handbook of Chemistry and Physics 86th, Boca Raton (FL): CRC Press: 81, 2005, ISBN 0-8493-0486-5
3. Steudel, Ralf. Chemie der Nichtmetalle : Synthesen, Strukturen, Bindung, Verwendung. Berlin: Walter de Gruyter GmbH & Co. KG. 2014. ISBN 978-3-11-030797-9. OCLC 878132626 （德语）.
4. Holleman, A. F. Lehrbuch der anorganischen Chemie. Berlin: W. de Gruyter. 1960. ISBN 978-3-11-023832-7. OCLC 868974239 （德语）.
5. Stock, Alfred; Stiebeler, Paul; Zeidler, Friedrich. Siliciumwasserstoffe, XVI.: Die höheren Siliciumhydride. Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft (A and B Series) (Wiley). 1923-07-04, 56 (7): 1695–1705. ISSN 0365-9488. doi:10.1002/cber.19230560735.
6. Fehér, F.; Fischer, I. Beiträge zur Chemie des Siliciums und Germaniums, XXVIII. Die photochemische Disproportionierung von n-Tetrasilan, Darstellung und Eigenschaften von 3-Silylpentasilan. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (Wiley). 1976, 421 (1): 9–14. ISSN 0044-2313. doi:10.1002/zaac.19764210103 （德语）.
7. Franz Fehér, Franz Ocklenburg und Dieter Skrodzki: Beiträge zur Chemie des Siliciums und Germaniums, XXXII, Isomerisierung von höheren Silanen mit Aluminiumchlorid. In: Zeitschrift für Naturforschung B. 35, 1980, S. 869–872 (PDF, freier Volltext).