Monosilan

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Strukturformel
Struktur von Monosilan
Allgemeines
Name Monosilan
Andere Namen
  • Siliciumwasserstoff
  • Silakan
  • Siliciumhydrid
  • Silan
Summenformel SiH4
CAS-Nummer 7803-62-5
PubChem 23953
Kurzbeschreibung

farbloses Gas mit unangenehmen Geruch[1]

Eigenschaften
Molare Masse 32,12 g·mol−1
Aggregatzustand

gasförmig

Dichte

1,35 g·l−1 (1013 hPa, 15 °C) [2]

Schmelzpunkt

−185 °C [2]

Siedepunkt

−112 °C [2]

Löslichkeit

löslich unter Hydrolyse in Wasser [2]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [2]
02 – Leicht-/Hochentzündlich 04 – Gasflasche

Gefahr

H- und P-Sätze H: 220​‐​280
P: 210​‐​377​‐​381​‐​403 [2]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [3][2]
Hochentzündlich
Hoch-
entzündlich
(F+)
R- und S-Sätze R: 12​‐​17
S: 9​‐​16​‐​33
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Monosilan ist der einfachste Vertreter der Silane (auch Siliciumwasserstoffe genannt) und somit das Siliziumanalogon von Methan, CH4. Es hat – im Gegensatz zu Methan – einen unangenehmen repulsiven Geruch.[4]

Chemische Eigenschaften[Bearbeiten]

Monosilan ist hoch entzündlich und pyrophor, d. h. Monosilan entzündet sich an der Luft selbst. Austretendes Monosilan kann nicht gelöscht werden. Bei der Verbrennung entstehen Kieselsäure und Wasserdampf.

\mathrm{SiH_4 + 2\,O_2 \rightarrow SiO_2 + 2\,H_2O\  \quad \Delta H \ll 0}

In Wasser bei einem pH-Wert oberhalb von 7 zersetzen sich Silane zu Kieselsäure und Wasserstoff:

\mathrm{SiH_4 + 4\, H_2O\ _{\overrightarrow{\mathrm{pH\ >\ 7}}} \ Si(OH)_4 + 4\, H_2}
Monosilan und Wasser bilden Kieselsäure und Wasserstoff.

Unter Luft- und Feuchtigkeitsausschluß ist Monosilan bis ca. 300 °C stabil. Darüber tritt Zerfall in Silizium und Wasserstoff ein.

\mathrm{SiH_4 \rightarrow Si + 2\,H_2\  }

Die UN-Nummer von Monosilan ist 2203, der Gefahrzettel 2.1.

Herstellung von Monosilan[Bearbeiten]

Monosilan kann im Labor durch Reaktion von Magnesiumsilicid mit Salzsäure hergestellt werden. Technische Herstellungsverfahren beruhen auf der Hydrierung von Siliziumtetrachlorid mit Lithiumhydrid im Lithiumchlorid/Kaliumchlorid-Eutektikum[1],

\mathrm{SiCl_4\ +\ 4\ LiH\longrightarrow\ SiH_4\ +\ 4\ LiCl}

bzw. auf der Dismutation von Hydrogenchlorsilanen, wie z. B. Trichlorsilan.[5]

Verwendung[Bearbeiten]

Monosilan wird zur Abscheidung von Silizium- Siliziumoxid- und Siliziumnitridschichten verwendet. Daher wird Monosilan hauptsächlich in der Halbleiterfertigung oder bei der Herstellung von Solarzellen eingesetzt.

Siehe auch[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b Roempp Online - Version 3.5, 2009, Georg Thieme Verlag, Stuttgart.
  2. a b c d e f g Eintrag zu Monosilan in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 15. Januar 2008 (JavaScript erforderlich)
  3. Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Gemischen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  4. Wolfgang Legrum: Riechstoffe, zwischen Gestank und Duft, Vieweg + Teubner Verlag (2011) S. 68−69, ISBN 978-3-8348-1245-2.
  5. Holleman, Wiberg: Lehrbuch d. Anorg. Chem, 91.-100. Auflage, Walter de Gruyter Verlag, Berlin, 1985.