Tétrasilane

Le tétrasilane est un composé chimique de formule Si4H10. Ce silane est l'analogue structurel du n-butane C4H10. Il se présente comme un liquide pyrophorique incolore à l'odeur repoussante qui tend à s'enflammer spontanément dans l'air au-dessus de 54 °C. Il se décompose lentement à la lumière du jour en libérant de l'hydrogène H2 et des silanes plus légers[3].

Tétrasilane
Structure du tétrasilane
Identification
No CAS 7783-29-1
No ECHA 100.132.456
No CE 616-515-4
Propriétés chimiques
Formule H10Si4Si4H10
Masse molaire[1] 122,4214 ± 0,0019 g/mol
H 8,23 %, Si 91,77 %,
Propriétés physiques
T° fusion −89,9 °C[2]
T° ébullition 108,1 °C[2]
Masse volumique 0,792 g·cm-3[2]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

On peut produire un mélange de silanes en faisant réagir du siliciure de magnésium Mg2Si avec des acides dilués, par exemple de l'acide phosphorique H3PO4 à 20 % de 50 à 60 °C[4]. Le mélange obtenu peut contenir des silanes SinH2n+2 jusqu'au terme n = 15, avec de l'isotétrasilane (SiH3)3SiH en plus du n-tétrasilane. La réaction du siliciure de magnésium avec de l'acide chlorhydrique à 25 % donne 40 % de silane SiH4, 30 % de disilane Si2H6, 15 % de trisilane Si3H8, 10 % de tétrasilane Si4H10 et 5 % de silanes supérieurs[5]. Ce mélange peut être séparé par distillation fractionnée.

On obtient également des silanes supérieurs à partir du silane sous l'effet de décharges électrostatiques[4].

Le tétrasilane se dismute en 3-silylpentasilane et disilane sous l'effet de la lumière[6] :

2 Si4H10 ⟶ Si2H6 + H3Si–SiH(Si2H6)2.

L'isotétrasilane peut être obtenu en chauffant le n-tétrasilane dans du xylène en présence de chlorure d'aluminium[7] :

H3Si–SiH2–SiH2–SiH3 ⟶ H3Si–SiH(SiH3)–SiH3.

Notes et références
  1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  2. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press/Taylor and Francis, 2005, p. 4-81
  3. (de) Alfred Stock, Paul Stiebeler et Friedrich Zeidler, « Siliciumwasserstoffe, XVI.: Die höheren Siliciumhydride », Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft (A and B Series), vol. 56, no 7,‎ , p. 1695-1705 (DOI 10.1002/cber.19230560735, lire en ligne)
  4. (de) Ralf Steudel, Chemie der Nichtmetalle: Synthesen - Strukturen - Bindung – Verwendung, De Gruyter, 2014, p. 294-295. (ISBN 978-3-11-030797-9)
  5. (de) Egon Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie: Mit einem Anhang: Chemiegeschichte, Walter de Gruyter, 2011, p. 319-320. (ISBN 978-3-11-023832-7)
  6. (de) F. Fehér et I. Fischer, « Beiträge zur Chemie des Siliciums und Germaniums, XXVIII. Die photochemische Disproportionierung von n‐Tetrasilan, Darstellung und Eigenschaften von 3‐Silylpentasilan », Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, vol. 421, no 1,‎ , p. 9-14 (DOI 10.1002/zaac.19764210103, lire en ligne)
  7. (de) Franz Fehér, Franz Ocklenburg et Dieter Skrodzki, « Beiträge zur Chemie des Siliciums und Germaniums, XXXII [1]. Isomerisierung von höheren Silanen mit Aluminiumchlorid », Zeitschrift für Naturforschung B, vol. 35, no 7,‎ , p. 869-872 (DOI 10.1515/znb-1980-0715, lire en ligne)
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