テトラクロロシラン 化学特性,用途語,生産方法
外観
無色～わずかにうすい黄色, 澄明～ほとんど澄明の液体
溶解性
水, エタノールに分解。エーテルに可溶。水で分解する。
解説
テトラクロロシラン,発煙性の液体．融点－70 ℃，沸点57.6 ℃．密度1.48 g cm－3．分子はSiを中心とする正四面体でSi-Cl0.201 nm．水と反応するとSi-Clが切れてケイ酸となる．アンモニアと反応してSi(NH2)4およびNH4Clとなる．純粋なケイ素，有機ケイ素化合物，シリコーン樹脂などの合成原料，高純度シリカ，石英ガラス，半導体の製造などに用いられる．[CAS 10026-04-7]
森北出版「化学辞典（第2版）
用途
高純度シリコンの調整、腐食防止のための金属コーティング、 戦場での煙幕、.シリコン誘導体の原料
ジンテーゼ
テトラクロロシラン,塩素を無定形ケイ素と加熱するか，二酸化ケイ素をマグネシウムまたは炭素と加熱して塩素を通すか，四塩化炭素蒸気を加熱した二酸化ケイ素と反応させると得られる．
使用上の注意
瞬時に加水分解するので、湿気の多い空気中では塩素ガスを含む白煙を生じる。有毒である。
説明
Chlorosilanes (general formula RnHmSiCl4-n-m, where R is an
alkyl, aryl, or olefin group) are compounds in which silicon is
bound to between one and four chlorine atoms, bonds with
hydrogen and/or organic groups making its total number of
bonds up to four. Chlorosilanes react with water, moist air, and
steam, producing heat and toxic, corrosive hydrogen chloride
fumes. Contact between gaseous hydrogen chloride and metals
may release gaseous hydrogen, which is inflammable and
explosive. Chlorosilanes react vigorously with oxidizing agents,
alcohols, strong acids, strong bases, ketones, and aldehydes.
化学的特性
Clear colorless liquid
使用
Tetrachlorosilane, can be used as a coupling agent for the synthesis of amine from carboxylic acid and an amide. It can also be used in preparation of high purity silicon, used in photovoltaic cells, and in the semiconductors industry.
調製方法
Manufactured directly by the reaction of chlorine on silicon
metal or ferrosilicon at 500C or silicon carbide.
一般的な説明
Tetrachlorosilane is a colorless, fuming liquid with a pungent odor. Tetrachlorosilane is decomposed by water to hydrochloric acid with evolution of heat. Tetrachlorosilane is corrosive to metals and tissue in the presence of moisture. Tetrachlorosilane is used in smoke screens, to make various silicon containing chemicals, and in chemical analysis.
反応プロフィール
Chlorosilanes, such as Tetrachlorosilane, are compounds in which silicon is bonded to from one to four chlorine atoms with other bonds to hydrogen and/or alkyl groups. Chlorosilanes react with water, moist air, or steam to produce heat and toxic, corrosive fumes of hydrogen chloride. They may also produce flammable gaseous H2. They can serve as chlorination agents. Chlorosilanes react vigorously with both organic and inorganic acids and with bases to generate toxic or flammable gases. Tetrachlorosilane is incompatible with alkali metals and dimethyl sulfoxide.
危険性
Toxic by ingestion and inhalation, strong
irritant to tissue.
健康ハザード
Inhalation causes severe irritation of upper respiratory tract resulting in coughing, choking, and a feeling of suffocation; continued inhalation may produce ulceration of the nose, throat, and larynx; if inhaled deeply, edema of the lungs may occur. Contact of liquid with eyes causes severe irritation and painful burns; may cause permanent visual impairment. Liquid may cause severe burns of skin. Repeated skin contact with dilute solutions or exposure to concentrated vapors may cause dermatitis. Ingestion causes severe internal injury with pain in the throat and stomach, intense thirst, difficulty in swallowing, nausea, vomiting, and diarrhea; in severe cases, collapse and unconsciousness may result.
火災危険
Behavior in Fire: Contact with water in foam applied to adjacent fires will produce irritating fumes of hydrogen chloride.
安全性情報
四塩化ケイ素の安全性
取扱上
四塩化ケイ素は、皮膚、粘膜に付着すると、重度の刺激性があり、紅斑・浮腫重度の結膜炎や咳などを引き起こす可能性があります。取扱いの際は、保護マスク、不浸透性保護手袋、側板付き保護眼鏡、長袖作業着などを着用してください。
関連法規
反応性が高く、腐食性の高い物質としては意外なほど、主要な国内法規には該当していませんが、国内の法令においては以下が適用されています。
- 船舶安全法:腐食性物質 (危規則第3条危険物告示別表第1)
- 航空法:腐食性物質 (施行規則第194条危険物告示別表第1)
- 港則法:危険物・腐食性物質 (法第21条2、則第12条、昭和54告示547別表二ロ)
不燃性であり、爆発や火災を発生させる危険性は高くないため、消防法の危険物には指定されていません。しかし、火災が発生した場合は、熱や炎、消火時に使用した水などによって、腐食性や毒性の高い塩化水素ガスが発生し、非常に濃い煙を出すため注意が必要です。危険がなければ、火災場所から容器を移動させる等の処置をとることをおすすめします。
使用用途
四塩化ケイ素は、そのままの状態で使用されることはほとんどありません。基本的には、他のケイ素化合物の原料として使用されます。
1. 高純度の四塩化ケイ素
シリコン単結晶用やシリコンウエハーのエピタキシャル成長用、エッチングガスなどの半導体分野、合成石英、合成石英ガラス用の原料として使用されています。合成石英ガラスは、純度が高く、金属不純物が少ないです。その上、光をよく通し、熱に強いため、光ファイバーや半導体用のフォトマスクに使用されています。
2. 一般純度の四塩化ケイ素
樹脂の補強充填剤、半導体研磨用のCMPスラリー、、塗料などの粘性調整剤などに使用される酸化ケイ素 () の原料として使用されています。この他、各種有機シリコン (シランカップリング剤、シリコーン樹脂用など) の原料にも使用されます。
安全性プロファイル
Mildly toxic by inhalation. A corrosive irritant to eyes, skin, and mucous membranes. Reacts with water to form HCl. Violent reaction with Na, K. When heated to decomposition it emits toxic fumes of Cl-. See also CHLOROSILANES.
特徴
四塩化ケイ素の分子式はSiCl4で、分子量は169.89です。比重は1.52、融点が-70℃、沸点が57.6℃で、常温常圧では無色の粘性のある液体の状態です。また、息苦しくなるような刺激臭を持っています。エーテル、、、四塩化炭素に溶解します。
水、強酸化剤、強酸、アルコール、塩基、ケトン、アルデヒドと激しく反応し、有毒で腐食性の高い塩化水素 (HCl) を生成します。湿気の多い空気中では瞬時に加水分解して塩素ガスを含む白煙を生じます。
水の存在下においては、加水分解で生成したの働きで、多くの金属を腐食します。このため、使用できる金属はニッケル鋼、銅ニッケル合金などに限られます。樹脂では、、、テフロンなどが使用可能です。
製造方法
四塩化ケイ素の製造方法
一般的には、金属ケイ素と塩素、または塩化水素を加熱するか、ケイ化カルシウムなどを塩素化することによって製造されます。必要とする製品純度に対応する純度の原料を使用する必要があります。
金属ケイ素の塩素化:Si + 4HCl → SiCl4 + 2H2
ケイ化カルシウムの塩素化:CaSi2 + 5Cl2 → 2SiCl4 + CaCl2
また、もみがら、稲わらなどのケイ酸バイオマスから四塩化ケイ素を製造する研究も報告されています。
環境運命予測
Studies of rats subjected to acute inhalation of 10 structurally
similar chlorosilanes, including tetrachlorosilane, suggest that
the acute toxicity of chlorosilanes is largely due to the hydrogen
chloride hydrolysis product. The observed effects were similar
to those of HCl inhalation both qualitatively (clinical signs)
and quantitatively (molar equivalents of hydrogen chloride at
the atmospheric LC50).
純化方法
Distil it under vacuum and store it in sealed ampoules under N2. It fumes in moist air and is very sensitive to moisture. It is soluble in organic solvents. It is a strong irritant. [Schenk in Handbook of Preparative Inorganic Chemistry (Ed. Brauer) Academic Press Vol I pp 682-683 1963.]
テトラクロロシラン 上流と下流の製品情報
原材料
準備製品