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硅的鹵化物

銅臭 / 2022-07-29

相當(dāng)于化學(xué)式SiX?的簡單的硅鹵化物可由租分元秦直接化合而制得。四氟化硅也可由氟化氯與二氧化硅作用而形成。這些化合物皆很穩(wěn)定，但由于硅與氧的強(qiáng)親和勢，故與水接觸雖在常溫也立即分解:

SiX?+4H?O=H?SiO?+4HX

穩(wěn)定性是從碘化硅到氟化硅而遞增，這由它們的生成熱也反映出來。四氟化硅與氟離子有加成作用，形成六氟格硅酸離子:

Si?4+2F?=[SiF?]??

這個(gè)離子在水溶液內(nèi)穩(wěn)定，其他鹵化硅沒有這種加合作用。氟化硅之所以能單獨(dú)地有作用，是由于F?離子體積比CI?、Br?、I?離子小得多的緣故，現(xiàn)在將最簡單的鹵化硅的特性常數(shù)列于表14-10中。

1.四氟化硅SiF?

螢石粉和石英砂的混合物與濃酸加熱即得四氟化硅，所起反應(yīng)是先從氟石釋出HF,然后再與石英反應(yīng):

CaF?+H?SO?=CaSO?+2HF; SiO?+4HF=SiF?+ 2H?O

純SiF?的最簡便制法是加強(qiáng)熱于氟硅酸鋇，所發(fā)生的反應(yīng)為

Ba[SiF?]=BaF?+SiF?

四氟化硅是無色而有刺鼻臭味的氣體，在濕空氣內(nèi)發(fā)煙。在常壓下冷卻，四氟化硅氣直接凝秸為固體(升華溫度，-95°C)，在壓力下，它可凝為液體(臨界溫度，-15°C,臨界壓力，50大氣壓)。

這化合物很穩(wěn)定，干燥時(shí)，不腐觸玻璃，水可使其分解，形成硅酸凝膠:

SiF?+4H?O=H?SiO?+4HF

所生成的氬氟酸隨即與未水解的氟化硅化合而形成氟硅酸H?SiF?。

2.氟硅酸和氟硅酸鹽

氫氟酸與氟化硅化合而形成氟硅酸:

2HF+SiF?=H?SiF?

平常制備氟硅酸溶液是將氟化硅氣通入水內(nèi)，濾去所生成的硅酸凝膠:

3SiF?+4H?O=H?SiO?+2H?[SiF?]

加濃硫酸于氟硅酸鋇即得氣體無水氟硅酸，但容易分解為共組分2HF+SiF?即合在常溫，分解度也大于50%，在水溶液內(nèi)則很穩(wěn) 定，自由的氫氟酸存在量極微，故不觸刻玻璃。13.3% 浪度的溶液是恒沸點(diǎn)溶液，可加以蒸餾而不改變其浪度。它是一種強(qiáng)酸，強(qiáng)度遠(yuǎn)高于氫氟酸，約與硫酸相同。

用氟硅酸分解碳酸鹽或在溶液內(nèi)混合相應(yīng)的粗分即得氟硅酸鹽，堿金屬除鋰和銨外，它們的氟硅酸鹽皆比較難溶于水。鋇鹽的溶解度更小。其他金屬的氟硅酸鹽大都溶于水。這些鹽的晶體常有特征的秸晶習(xí)性，故有時(shí)應(yīng)用于無機(jī)微量分析。

3.四氯化硅SiCl?

在氯氣流內(nèi)加熱硅或二氧化硅與碳的混合物即產(chǎn)生四氯化硅。它是無色而有刺鼻臭味的液體，在潮濕的空氣內(nèi)發(fā)生濃煙，因?yàn)樗c空氣中水汽發(fā)生水解作用:

SiCl?+4H?O=H?SiO?+4HCl

若使氨同時(shí)蒸發(fā)，則所生成的煙霧更為濃厚，因NH?與HCI合成氯化銨霧，軍艦上常利用這反應(yīng)作煙幕。四氯化硅與SO?或P?O?反應(yīng)，除產(chǎn)生二氧化硅外，還形成硅的氯氧化物:

2SiCI?+2SO?=Si?OCl?+S?O?Cl?

SiCl?+4SO?=SiO?+2S?O?Cl?

而P?O?產(chǎn)生POCl?。

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