En química inorgánica , los clorosilanos son un grupo de compuestos químicos reactivos que contienen cloro , relacionados con el silano ( SiH 4 ) y utilizados en muchos procesos químicos. Cada uno de estos productos químicos tiene al menos un enlace silicio -cloro ( Si-Cl ). El triclorosilano se produce a mayor escala. El clorosilano original es tetracloruro de silicio ( SiCl 4 ). [1]
Estos incluyen clorosilano (H 3 SiCl) , diclorosilano (H 2 SiCl 2 ) y, lo más importante, triclorosilano (HSiCl 3 ) . La ecuación idealizada para la producción de triclorosilano es: [2]
El metiltriclorosilano (CH 3 SiCl 3 ) , el dimetildiclorosilano ((CH 3 ) 2 SiCl 2 ) y el cloruro de trimetilsililo ((CH 3 ) 3 SiCl) se producen mediante el proceso directo . La reacción del cloruro de metilo con una aleación de silicio y cobre . Cada uno de estos tres metilclorosilanos son reactivos comunes en la química del organosilicio.
Los metilclorosilanos reaccionan con el agua para producir cloruro de hidrógeno , dando siloxanos. En el caso del cloruro de trimetilsililo, el producto hidrolizado es el hexametildisiloxano :
La reacción análoga del dimetildiclorosilano da polímeros o anillos de siloxano:
Muchos compuestos que contienen enlaces Si-Cl se pueden convertir en hidruros utilizando hidruro de litio y aluminio . Este tipo de conversión se demostró para la preparación de silano:
El tetracloruro de silicio y el triclorosilano son intermediarios en la producción de silicio ultrapuro en la industria de los semiconductores. Los clorosilanos obtenidos a partir de silicio bruto se purifican mediante técnicas de destilación fraccionada y luego se reducen con hidrógeno para dar silicio de99.999 999 999 % pureza.
Los clorosilanos orgánicos se utilizan frecuentemente como recubrimientos para superficies de silicio y vidrio , y en la producción de polímeros de silicona (polisiloxano). Si bien se pueden utilizar fenilclorosilanos y muchos otros, los metilsiloxanos se producen en mayores cantidades. [ cita necesaria ]
Los metilclorosilanos tienen de uno a tres grupos metilo . En el caso del dimetildiclorosilano , hay dos átomos de cloro disponibles, de modo que una reacción con un exceso de agua produce una cadena lineal de enlaces tipo éter entre los átomos de silicio. Como en los poliéteres , estos enlaces flexibles producen un polímero gomoso, el polidimetilsiloxano (PDMS). El metiltriclorosilano se puede utilizar para inducir ramificaciones y entrecruzamientos en moléculas de PDMS, mientras que el clorotrimetilsilano sirve para finalizar las cadenas principales, lo que limita el peso molecular.
Otras especies formadoras de ácido, especialmente el acetato , pueden reemplazar al cloro en la síntesis de silicona con poca diferencia en la química del polímero terminado. Estos análogos de los clorosilanos son bastante comunes en los selladores y adhesivos comercializados para los consumidores y como precursores de la silicona de grado médico, debido a su toxicidad reducida.