Silano

Il silano è un composto inorganico che ha formula SiH₄ ed è pertanto un idruro.

Il silicio, analogamente al carbonio presente nel metano è ibridato sp³ e pertanto il silano ha geometria molecolare di tipo tetraedrico con angoli di legame di 109.5° e la molecola è apolare.

Proprietà

Il silano è un gas incolore, infiammabile e velenoso, con un odore sgradevole. Si infiamma facilmente all’aria, reagisce con agenti ossidanti, è molto tossico per inalazione ed è un forte irritante per la pelle, gli occhi e le mucose. È una specie piroforica e si decompone in modo violento a 400°C in silicio e idrogeno.

È poco solubile in etanolo, etere dietilico, benzene, cloroformio, triclorosilano e tetracloruro di silicio.

Sintesi

Il silano fu ottenuto per la prima volta dai chimici tedeschi Heinrich Buff e Friedrich Woehler alla metà del XIX secolo.

Il silano può essere prodotto dalla reazione tra:

• siliciuro di magnesio e acido cloridrico con formazione di cloruro di magnesio:

Mg₂Si + 4 HCl → SiH₄ + 2 MgCl₂

• silicio e cloruro di idrogeno a 300°C secondo una reazione che avviene in due stadi. Nel primo stadio si forma triclorosilano e idrogeno:

Si + 3 HCl → SiHCl₃ + H₂

Nel secondo stadio il triclorosilano, in presenza di un catalizzatore come cloruro di alluminio, dà luogo alla formazione di silano e tetracloruro di silicio:

4 SiHCl₃ → SiH₄ + 3 SiCl₄

• silicio impuro, idrogeno e tetracloruro di silicio per ottenere triclorosilano. Quest’ultimo è il precursore di una serie di reazioni di redistribuzione ovvero di reazioni che, contrariamente alle reazioni di disproporzione, non comportano variazione dei numeri di ossidazione:

Si + 2 H₂ + 3 SiCl₄ → 4 SiHCl₃

2 SiHCl₃ → SiH₂Cl₂ + SiCl₄

2 SiH₂Cl₂ → SiHCl₃+ SiH₃Cl

2 SiH₃Cl → SiH₄ + SiH₂Cl₂

Questo metodo viene utilizzato per ottenere silano ad elevato grado di purezza da cui, per decomposizione, si può ottenere silicio puro che viene usato nell’industria dei semiconduttori.

Usi

Il silano, contrariamente ai silani, in cui uno o più atomi di idrogeno sono sostituiti da gruppi contenenti carbonio, azoto e ossigeno è usato prevalentemente quale fonte di silicio puro.