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

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_{2}O\ \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_{2}O\ _{\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

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

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

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 Roempp Online - Version 3.5, 2009, Georg Thieme Verlag, Stuttgart.
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 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 Zubereitungen 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.