La tetraazida de silicio es un compuesto binario térmicamente inestable de silicio y nitrógeno con un contenido de nitrógeno del 85,7% (por masa molar ). Este compuesto de alta energía se quema espontáneamente y solo se puede estudiar en una solución. [1] [2] [3] Una coordinación adicional a una estructura coordinada séxtuple, como un ion hexaazidosilicato [Si(N 3 ) 6 ] 2− [4] o como un aducto con ligandos bidentados Si(N 3 ) 4 ·L 2 [2] dará como resultado sólidos cristalinos relativamente estables que se pueden manipular a temperatura ambiente.
La tetraazida de silicio se sintetiza mediante la conversión de tetracloruro de silicio con azida de sodio en benceno . [1] [3]
La reacción del tetracloruro de silicio con un exceso de azida de sodio a temperatura ambiente en acetonitrilo dará como resultado la formación de hexaazidosilicato de sodio ( Na 2 [Si(N 3 ) 6 ] ) que, al agregar ligandos como 2,2′-bipiridina y 1,10-fenantrolina, dará como resultado aductos estables de tetraazida de silicio. [2] Otras bases como la piridina y la tetrametiletilendiamina no reaccionarán con el ion hexaazidosilicato. [2]
Otra preparación de una sal de hexaazidosilicato de bis(trifenilfosfina)iminio [(Ph 3 P) 2 N] 2 [Si(N 3 ) 6 ] es posible mediante la conversión de azida de bis(trifenilfosfina)iminio [(Ph 3 P) 2 N]N 3 con tetracloruro de silicio en acetonitrilo, donde Ph es fenilo . [4]
La tetraazida de silicio es un compuesto cristalino blanco que detona incluso a 0 °C. [1] El compuesto puro, y también las muestras contaminadas con triazida de cloruro de silicio SiCl(N 3 ) 3 y diazida de dicloruro de silicio SiCl 2 (N 3 ) 2 , pueden detonar espontáneamente sin una causa clara. [5] El compuesto es susceptible a la hidrólisis . [3] Es soluble en éter dietílico y benceno . [1]
El compuesto de adición con 2,2'-bipiridina es mucho más estable. Se registra un punto de fusión de 212 °C con una entalpía de fusión de 110 J/g. La medición DSC muestra a 265 °C una reacción exotérmica aguda con una entalpía de -2400 J/g. Se encuentran resultados similares para el compuesto de adición con 1,10-fenantrolina. Como el compuesto aislado solvatado de hemiacetonitrilo expulsa disolvente a 100 °C, y muestra entonces en la medición DSC a partir de 240 °C en adelante una fuerte reacción exotérmica con un calor generado de 2300 J/g. [2] Las entalpías son más altas que las de la azida sódica con -800 J/g, [6] pero aún más bajas que los valores encontrados con explosivos clásicos como RDX con -4500 J/g. [2] Los compuestos de adición son estables en solución. A partir de los datos de espectroscopia IR y RMN de protones se puede concluir que no se produce disociación en la tetraazida de silicio y la 2,2'-bipiridina o, por ejemplo, la 1,10-fenantrolina. [2] Por otro lado, la sal de hexaazidosilicato de bis(trifenilfosfino)iminio [(Ph 3 P) 2 N] 2 [Si(N 3 ) 6 ] es relativamente estable. El compuesto se funde a 214 °C y muestra una reacción en la medición DSC a 250 °C. [4] Una investigación de análisis termogravimétrico acoplado a espectrometría de masas indicó como productos de reacción nitrógeno , tetraazida de silicio y ácido hidrazoico . [4]
Es poco probable que la tetraazida de silicio libre tenga una aplicación práctica debido a su alta inestabilidad. En solución, el compuesto tiene usos potenciales como materia prima para materiales ricos en nitrógeno. [2] Se ha patentado una aplicación como reactivo en la fabricación de poliolefinas. [7] Los aductos estabilizados pueden servir como compuestos energéticos en reemplazo de la azida de plomo . [2]