¿Qué es el Triclorosilano?
El triclorosilano es un compuesto inorgánico cuya fórmula química es HCl3Si.
También se denomina triclorosilano, tricloruro de silicio o TCS. El triclorosilano puede utilizarse como materia prima para el silicio policristalino de gran pureza (Polysilicon).
El triclorosilano se clasifica como peligroso e inflamable según la Ley de Seguridad e Higiene en el Trabajo y como una sustancia nociva según la Ley de Control de Sustancias Venenosas y Nocivas. Además, se considera una sustancia combustible espontánea y está prohibido su contacto con agua y compuestos de silicio clorados según la Ley de Servicios contra Incendios.
Usos del Triclorosilano
El triclorosilano se utiliza principalmente en los campos de la química inorgánica y orgánica. En el campo de la química de materiales inorgánicos, desempeña un papel muy importante como materia prima del silicio de alta pureza para semiconductores, y en el campo de la química de materiales orgánicos, como materia prima para materiales de acoplamiento de silano. Concretamente, puede utilizarse en la producción de elementos individuales como diodos, obleas y resinas de silicona.
En otras áreas de la síntesis orgánica, también se espera que se utilice como materia prima para compuestos organosilanos especiales y como agente reductor.
Propiedades del Triclorosilano
El triclorosilano tiene un punto de fusión de -126,6°C y un punto de ebullición de 31,8°C. Es un líquido incoloro y transparente a temperatura ambiente con un olor acre.
Es muy inflamable y se enciende fácilmente en el aire. Con NaOH (hidróxido sódico) o NaHCO3 (bicarbonato sódico) se pueden neutralizar unas gotas de triclorosilano.
Estructura del Triclorosilano
El triclorosilano es un compuesto inorgánico formado por hidrógeno, cloro y silicio. Tiene una estructura tetraédrica con un átomo de hidrógeno y tres átomos de cloro unidos a un átomo central de silicio. Tiene una masa molar de 135,45 g/mol y una densidad de 1,342 kg/m3.
Más información sobre el Triclorosilano
1. Síntesis del Triclorosilano
Industrialmente, el triclorosilano se obtiene pulverizando cloruro de hidrógeno gaseoso sobre polvo de silicio a 300°C. En esta reacción se produce hidrógeno. Esta reacción produce hidrógeno junto con triclorosilano. En reactores adecuadamente diseñados, el rendimiento del triclorosilano es del 80-90%. Los principales subproductos son H2SiCl2 (diclorosilano), SiCl4 (tetracloruro de silicio) y Si2Cl6 (hexacloruro de disilicio). El triclorosilano puede extraerse de estos subproductos por destilación.
Además, la reacción inversa puede utilizarse para producir monosilicio de gran pureza.
El subproducto tetracloruro de silicio también puede reaccionar con hidrógeno y silicio para producir triclorosilano.
2. Reacciones del Triclorosilano
Cuando el triclorosilano reacciona con la humedad del aire, se genera cloruro de hidrógeno gaseoso corrosivo y se forma sílice.
El triclorosilano puede utilizarse para convertir el ácido benzoico en derivados del tolueno. En primer lugar, el ácido carboxílico se convierte en un compuesto triclorosilílico bencílico, seguido de la conversión del derivado bencilsililo en un derivado tolueno mediante una base.
La hidrosilación de triclorosilanos y reacciones similares permiten la síntesis de compuestos organosilícicos útiles. Algunos ejemplos son el octadeciltriclorosilano, el perfluorooctiltriclorosilano, el perfluorodeciltriclorosilano, el perfluorooctiltriclorosilano, el perfluorooctiltriclorosilano y el triclorosilano.
3. El Triclorosilano como Materia Prima
Los compuestos organosilícicos obtenidos a través de la hidrosilación del triclorosilano u otras reacciones similares pueden ser utilizados en ciencia de superficies y nanotecnología para formar monocapas autoensambladas. Las capas que contienen flúor reducen la energía superficial y disminuyen la adherencia.
Se utilizan principalmente en revestimientos MEMS (sistemas microelectromecánicos), sellos de microfabricación para litografía de nanoimpresión y moldeo por inyección. Moldeo por inyección.