Αιθυλοσιλάνιο
Αιθυλοσιλάνιο | |||
---|---|---|---|
Γενικά | |||
Όνομα IUPAC | Αιθυλοσιλάνιο | ||
Άλλες ονομασίες | Σιλυλαιθάνιο 1-σιλαπροπάνιο | ||
Χημικά αναγνωριστικά | |||
Χημικός τύπος | C2H8Si | ||
Μοριακή μάζα | 60,17 amu[1] | ||
Σύντομος συντακτικός τύπος |
CH3CH2SiH3 | ||
Συντομογραφίες | EtSiH3 | ||
Αριθμός CAS | 2814-75-1[2] | ||
SMILES | CC[SiH3] | ||
Αριθμός EINECS | 213-598-5 | ||
PubChem CID | 6327453 | ||
Ισομέρεια | |||
Ισομερή θέσης | 1 Διμεθυλοσιλάνιο | ||
Φυσικές ιδιότητες | |||
Σημείο τήξης | −180°C | ||
Σημείο βρασμού | 19°C | ||
Πυκνότητα | 693 kg/m³ | ||
Χημικές ιδιότητες | |||
Ελάχιστη θερμοκρασία ανάφλεξης |
−60 °C | ||
Επικινδυνότητα | |||
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa). |
Το αιθυλοσιλάνιο[3] (αγγλικά ethylsilane) είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και πυρίτιο, με μοριακό τύπο C2H8Si, αν και συνήθως παριστάνεται από τον ημισυντακτικό του τύπο, CH3CH2SiH3, ή ακόμη και συντομογραφικά EtSiH3. Είναι ένα αλκυλοσιλάνιο.
Ονοματολογία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Από τις παραπάνω ονομασίες:
- Η πρώτη προκύπτει αν η ένωση θεωρηθεί υποκατεστημένο σιλάνιο (SiH4), δηλαδή ένα άτομο υδρογόνου έχει αντικατασταθεί από αιθύλιο (CH3CH2).
- Η δεύτερη προκύπτει αν η ένωση θεωρηθεί υποκατεστημένο αιθάνιο (CH3CH3), δηλαδή ένα άτομο υδρογόνου έχει αντικατασταθεί από σιλύλιο (SiH3).
- Η τρίτη είναι ονομασία που προκύπτει από την «ονοματολογία αντικαταστάσεως», δηλαδή προπάνιο (CH3CH2CH3) στο οποίο έχει αντικατασταθεί το άτομο άνθρακα (C) #1 από πυρίτιο (Si).
Ισομέρεια[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με βάση το χημικό τύπο του, C2H8Si, έχει ένα ισομερές θέσης: το διμεθυλοσιλάνιο.
Δομή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Η δομή του ομοιάζει γεωμετρικά με αυτήν του προπανίου. Ωστόσο οι δεσμοί C-Si και Si-Η είναι πολωμένοι κατά την έννοια Cδ--Siδ+ και Siδ+-Hδ-, αντίστοιχα, γιατί το πυρίτιο έχει μικρότερη ηλεκτραρνητικότητα (1,90 κατά Paouling) και από τον άνθρακα (2,55 κατά Paouling) και από το υδρογόνο (2,20 κατά Paouling).
Δεσμοί[4] | ||||
Δεσμός | τύπος δεσμού | ηλεκτρονική δομή | Μήκος δεσμού | Ιονισμός |
---|---|---|---|---|
C-H | σ | 2sp³-1s | 107 pm | 3% C- H+ |
C-C | σ | 2sp³-2sp³ | 154 pm | |
C-Si | σ | 2sp³-3sp³ | 188 pm | 10,5% C- Si+ |
Si-H | σ | 3sp³-1s | 143 pm | 3% Si+ H- |
Γωνίες | ||||
HCSi | 109° 28' | |||
CSiH | 109° 28' | |||
HCH | 109° 28' | |||
HSiH | 109° 28' | |||
Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίο[5] | ||||
C#1 | -0,165 | |||
C#2 | -0,09 | |||
Η (Si-H) | -0,03 | |||
Η (C-H) | +0,03 | |||
Si | +0,195 |
Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με αναγωγή αιθυλοτριχλωροσιλανίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με αναγωγή αιθυλοτριχλωροσιλανίου (CH3CH2SiCl3) από λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH4):[6]
Με οργανομαγνησιακή ένωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με επίδραση αιθυλομαγνησιοϊωδίδιου (CH3CH2MgI) σε χλωροσιλάνιο (SiH3Cl) παράγεται αιθυλοσιλάνιο[7]:
Με αιθυλολίθιο και σιλυλοχλωρίδιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με επίδραση αιθυλολιθίου (CH3CH2Li) σε χλωροσιλάνιο (SiH3Cl) παράγεται αιθυλοσιλάνιο[8]:
Με αντιδράσεις προσθήκης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
1. Με προσθήκη σιλανίου σε αιθένιο παράγεται σιλυλαιθάνιο[9]:
2. Με προσθήκη υδρογόνου σε βινυλοσιλάνιο ή σε αιθυλιδενοσιλάνιο ή σε σιλιράνιο παράγεται σιλυλαιθάνιο[9]:
Χαρακτηριστικά[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Το χημικά καθαρό αιθυλοσιλάνιο, στις κανονικές συνθήκες, δηλαδή σε θερμοκρασία 0°C και υπό πίεση 1 atm, είναι υγρό με θερμοκρασία βρασμού 19°C, ελάχιστη θερμοκρασία ανάφλεξης -60°C και με όρια εκρηκτικών μειγμάτων με τον αέρα 1,3-88,9%.[10]
Χημική συμπεριφορά και παράγωγα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Το αιθυλοσιλάνιο έχει ισχυρές αναγωγικές ιδιότητες, καθώς συνδυάζει τη συμπεριφορά καρβιδίου με εκείνη υδριδίου.
Πυρηνόφιλη υποκατάσταση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Διάφορα πυρηνόφιλα (Nu-) αντιδραστήρια, διασπούν, ανάλογα με τις συνθήκες, το δεσμό C-Si ή έναν από τους δεσμούς Si-Η (πιο εύκολα). Οι μηχανισμοί που επικρατούν είναι οι SN2 και SNi. Στην πρώτη περίπτωση σχηματίζεται ενδιάμεσο ασταθές προϊόν γενικού τύπου [CH3CH2SiH3Nu]- με δομή τριγωνικής διπυραμίδας, αφού το πυρίτιο μπορεί να αξιοποιεί και τα 3d τροχιακά του με υβριδισμό 3sp3d. Η γενική μορφή της πυρηνόφιλης υποκατάστασης σε αιθυλοσιλάνιο είναι η ακόλουθη:[11].
- Με ANu συμβολίζεται πυρηνόφιλο αντιδραστήριο.
- Ο ρόλος του BF3 είναι να σχηματίζει το ενδιάμεσο σύμπλοκο [ANu-BF] και διευκολύνει την ενεργοποίηση του ANu.
- Παραδείγματα:
Αιθυλοσιλανόλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
1. Με επίδραση νερού (H2O) σε αιθυλοσιλάνιο παράγεται υδρογόνο και αιθυλοσιλανόλη
- A = H, Nu = OH.
2. Με επίδραση αλκοόλης (ROH) σε αιθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στην αλκοόλη αλκάνιο (RH) και αιθυλοσιλανόλη
- A = R, Nu = OH.
Αιθυλαλκοξυσιλάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με επίδραση αιθέρα (ROR) σε αιθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στον αιθέρα αλκάνιο (RH) και αιθυλαλκοξυσιλάνιο (CH3CH2SiH2OR)
- A = R, Nu = OR.
αιθυλαλκινυλοσιλάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με επίδραση αλκινίων (RC ≡ CH) σε αιθυλοσιλάνιο παράγεται υδρογόνο και αιθυλολκινυλοσιλάνιο (CH3CH2SiH2C ≡ CR)
- A = H, Nu = RC ≡ C.
Αιθυλοκαρβαλκοξυσιλάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με επίδραση εστέρα (RCOOR) σε αιθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στον εστέρα αλκάνιο (RH) και αιθυλοκαρβαλκοξυσιλάνιο (CH3CH2SiH2OOCR, εστέρας της αιθυλοσιλανόλης)
- A = R, Nu = RCOO.
Αιθυλοσιλανονιτρίλιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με επίδραση νιτριλίων (RCN) σε μεθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στο νιτρίλιο αλκάνιο (RH) και αιθυλοσιλανονιτρίλιο
- A = R, Nu = CN.
Αιθυλοαλκυλοσιλάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με επίδραση οργανομεταλλικών ενώσεων (π.χ RNa) σε αιθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο υδρίδιο (π.χ. NaH) και αιθυλαλκυλοσιλάνιο (CH3CH2SiH2R)
- A = Na, Nu = R.
Αιθυλοσιλανοθειόλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με επίδραση θειόλης (RSH) σε αιθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στη θειόλη αλκάνιο (RH) και αιθυλοσιλανοθειόλη
- A = R, Nu = SH.
Αιθυλαλκυλοθειοσιλάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με επίδραση θειαιθέρα (RSR) σε αιθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο στο θειαιθέρα αλκάνιο (RH) και αιθυλαλκυλοθειοσιλάνιο (CH3CH2SiH2SR)
- A = R, Nu = SR.
Αλαλκυλοσιλάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με επίδραση αλκυλαλογονίδιου (RX) σε αιθυλοσιλάνιο παράγεται το αντίστοιχο αλκάνιο (RH) και αλαλκυλοσιλάνιο (CH3CH2SiH2Χ)
- A = R, Nu = X.
Αιθυλοσιλαναμίνες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
1. Με επίδραση αμμωνίας (NH3) σε αιθυλοσιλάνιο παράγεται υδρογόνο και αιθυλοσιλαναμίνη:
- A = H, Nu = NH2.
2. Με επίδραση πρωτοταγούς αμίνης (RNH2) σε αιθυλοσιλάνιο παράγεται υδρογόνο και αιθυλο-Ν-αλκυλοσιλαναμίνη (CH3CH2SiH2NHR):
- A = Η, Nu = RNH.
3. Με επίδραση δευτεροταγούς αμίνης (R2NH) σε αιθυλοσιλάνιο παράγεται υδρογόνο και αιθυλο-Ν,N-διαλκυλοσιλαναμίνη (CH3CH2SiH2NR2):
- A = Η, Nu = R2N.
Προσθήκη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
1. Προσθήκη σε διπλούς δεσμούς. Π.χ. με αιθένιο δίνει αιθυλοσιλυλαιθάνιο:
2. Προσθήκη σε τριπλούς δεσμούς.. Π.χ. με αιθίνιο δίνει αιθυλοσιλυλαιθένιο:
3. Προσθήκη σε συζηγείς διπλούς δεσμούς. Π.χ. με βουταδιένιο-1,3 δίνει 1-αιθυλοσιλυλοβουτένιο-2:
4. Προσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ισοκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με κυκλοπροπάνιο δίνει 1-αιθυλοσιλυλοπροπάνιο:
5. Προσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ετεροκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με εποξυαιθάνιο δίνει αιθυλοσιλυλοξυαιθάνιο[12]:
Παρεμβολή μεθυλενίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Με επίδραση μεθυλενίου ([:CH2]) σε αιθυλοσιλάνιο παράγονται προπυλοσιλάνιο (CH3CH2CH2SiH3), ισοπροπυλοσιλάνιο (CH3CH(SiH3)CH3) και αιθυλομεθυλοσιλάνιο (CH3CH2SiH2CH3)[13]:
Πηγές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
- Γ. Βάρβογλη, Ν. Αλεξάνδρου, Οργανική Χημεία, Αθήνα 1972
- Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
- SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
- Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982
Παρατηρήσεις, υποσημειώσεις και αναφορές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
- ↑ Χρησιμοποιήθηκε η μοριακή μάζα του ισομερούς διμεθυλοσιλάνιου.
- ↑ Δικτυακός τόπος: Buyersguidechem
- ↑ Υπολογισμένο βάση του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακα
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 267, §11.4Α.
- ↑ SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999, σελ. 42, §4.3.
- ↑ A. E. Finholt, A. C. Bond, K. E. Wilzbach, H. I. Schlesinger: The Preparation and Some Properties of Hydrides of Elements of the Fourth Group of the Periodic System and of their Organic Derivatives. In: Journal of the American Chemical Society. 69, 1947, S. 2692, doi:10.1021/ja01203a041.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 267, §11.4Α.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.6., προσαρμογή για μεθυλενοσιλάνιο.
- ↑ 9,0 9,1 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 156, §6.8.6., προσαρμογή για μεθυλενοσιλάνιο.
- ↑ Datenblatt Ethylsilane bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 2. Mai 2015 (PDF).
- ↑ Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991, σελ. 291-293, §19.1.
- ↑ Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, §2.1., σελ. 16-17, εφαρμογή γενικής αντίδρασης για Nu = H-.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.