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硅的卤化物


铜臭 / 2022-07-29

   相当于化学式SiX₄的簡单的硅卤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与二氧化硅作用而形成。这些化合物皆很稳定,但由于硅与氧的强亲和势,故与水接触虽在常温也立即分解:

SiX₄+4H₂O=H₄SiO₄+4HX
稳定性是从碘化硅到氟化硅而递增,这由它們的生成热也反映出来。四氟化硅与氟离子有加成作用,形成六氟格硅酸离子:
Si₄4+2F⁻=[SiF₆]⁻⁻

这个离子在水溶液内稳定,其他卤化硅沒有这种加合作用。氟化硅之所以能单独地有作用,是由于F⁻离子体积比CI⁻、Br⁻、I⁻离子 小得多的缘故,現在将 最简单的卤化硅的特性常数列于表14-10中。
1.四氟化硅SiF₄
  螢石粉和石英砂的混合物与濃酸加热即得四氟化硅,所起反应是先从氟石釋出HF,然后再与石英反应:
CaF₂+H₂SO₄=CaSO₄+2HF; SiO₂+4HF=SiF₄+ 2H₂O
純SiF₄的最簡便制法是加强热于氟硅酸鋇,所发生的反应为
Ba[SiF₆]=BaF₂+SiF₄
四氟化硅是无色而有刺鼻臭味的气体,在湿空气内发烟。在常压 下冷却,四氟化硅气直接凝秸为固体(升华温度,-95°C),在压力下,它可凝为液体(临界温度,-15°C,临界压力,50大气压)。
  这化合物很稳定,干燥时,不腐触玻璃,水可使其分解,形成硅酸凝胶:
SiF₄+4H₂O=H₄SiO₄+4HF
所生成的氩氟酸随即与未水解的氟化硅化合而形成氟硅酸H₂SiF₆。
2.氟硅酸和氟硅酸盐
  氫氟酸与氟化硅化合而形成氟硅酸:
2HF+SiF₄=H₂SiF₆
平常制备氟硅酸溶液是将氟化硅气通入水内,滤去所生成的硅酸凝胶:
3SiF₄+4H₂O=H₄SiO₄+2H₂[SiF₆]
加浓硫酸于氟硅酸鋇即得气体无水氟硅酸,但容 易分解为共组分2HF+SiF₄即合在常温,分解度也大于50%,在水溶液内則很稳 定,自由的氢氟酸存在量极微,故不触刻玻璃。13.3% 浪度的溶液 是恒沸点溶液,可加以蒸餾而不改变其浪度。它是一种强酸, 强度远高于氫氟酸,約与硫酸相同。
  用氟硅酸分解碳酸盐或在溶液内混合相应的粗分即得氟硅酸盐,碱金屬除鋰和銨外,它們的氟硅酸盐皆比較难溶于水。鋇盐的溶解度更小。其他金屬的氟硅酸盐大都溶于水。这些盐的晶体常有特征的秸晶习性,故有时应用于无机微量分析。
3.四氯化硅SiCl₄
  在氯气流内加热硅或二氧化硅与碳的混合物即产生四氯化硅。它是无色而有刺鼻臭味的液体,在潮湿的空气内发生濃烟,因为它与空气中水汽发生水解作用:
SiCl₄+4H₂O=H₄SiO₄+4HCl
若使氨同时蒸发,則所生成的烟雾更为濃厚,因NH₃与HCI合成氯化銨雾,軍舰上常利用这反应作烟幕。四氯化硅与SO₃或P₂O₅反应,除产生二氧化硅外,还形成硅的氯氧化物:
2SiCI₄+2SO₃=Si₂OCl₆+S₂O₅Cl₂
SiCl₄+4SO₃=SiO₂+2S₂O₅Cl₂
而P₂O₅产生POCl₃。 

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