Ανόργανα σιλάνια

Τα «ανόργανα σιλάνια» είναι μια ανόργανη ομόλογη σειρά χημικών ενώσεων που περιέχουν πυρίτιο και υδρογόνο, χωρίς κανένα διπλό, τριπλό δεσμό ή δακτύλιο. Είναι τα πυριτικά ανάλογα των αλκανίων. Αποτελούνται από αλυσίδα ατόμων πυριτίου με ομοιοπολικό δεσμό σ (3sp³-3sp³) μεταξύ τους και με άτομα υδρογόνου [με τα οποία σχηματίζεται δεσμός σ (3sp³-1s), πόλωσης 2% Si⁺H^-]. Ο γενικός τους τύπος είναι Si_vH_2v+2.

• Μερικοί συγγραφείς εντάσσουν στα σιλάνια και ομάδες πυριτικών ενώσεων με διαφορετικό γενικό τύπο ή και με την παρουσία ετεροατόμων (δηλαδή και ατόμων άλλων στοιχείων πλην του πυριτίου και του υδρογόνου), ενώ υπάρχει αυξητική τάση στην πλήρη αντιστοίχιση των τάξεων των πυρητικών ενώσεων με τις αντίστοιχες των οργανικών.

Ονοματολογία

Υπάρχει μια συστηματική ονομασία για τα ανόργανα σιλάνια. Για τα γραμμικά (μη διακλαδισμένα) σιλάνια, η ονομασια τους αποτελείται από δύο τμήματα:

1. Ένα ελληνικό αριθμητικό (δι-, τρι-, κ.ο.κ.) που δηλώνει τον αριθμό των ατόμων πυριτίου της αλυσίδας.
2. Τη σταθερή κατάληξη «-σιλάνιο».

Δηλαδή έχουμε δισιλάνιο (Si₂H₆), τρισιλάνιο (Si₃H₈), κ.ο.κ.. Για το πρώτο μέλος της σειράς, το σιλάνιο (SiH₄), δεν χρησιμοποιείται το αντίστοιχο αριθμητικό (μονο-), γιατί εννοείται. Μερικές φορές, όμως, ονομάζονται και σαν απλές ανόργανες ενώσεις, π.χ. το σιλάνιο μπορεί να ονομαστεί και τετραϋδρίδιο του πυριτίου, αλλά αυτό το σύστημα εφαρμόζεται ακόμη λιγότερο στα μεγαλύτερα σιλάνια και γενικά σπανίζει ολοένα και περισσότερο. Εκτός όμως από τα γραμμικά υπάρχουν και τα ισομερή τους διακλαδισμένα (όπως συμβαίνει και στα αλκάνια). Σ' αυτά ονομάζεται η κύρια (πολυπλοκότερη ή μεγαλύτερη) αλυσίδα και η διακλάδωση ονομάζεται όπως το αντίστοιχο γραμμικό σιλάνιο, αλλά με κατάληξη «-σιλυλο» αντί «-σιλάνιο». Τα ονόματα των διακλαδώσεων τοποθετούται πριν από το όομα της κύριας αλυσίδας. Αν είναι απαραίτητο, επιστρατεύονται και αριθμοί θέση (όπως στα αλκάνια). Έτσι λοιπόν, για τις διακλαδώσεις έχουμε τις ονομασίες σιλυλο- (SiH₃-), δισιλυλο- (Si₂H₅), κ.ο.κ. Π.χ. η ένωση (SiH₃)₃SiH ονομάζεται σιλυλοτρισιλάνιο και είναι το πυριτικό αντίστοιχο του μεθυλοπροπανίου. Σε γενικές γραμμές η ονοματολογία των σιλανίων είναι απόλυτα αντίστοιχη με αυτήν των αλκανίων.

Ιδιότητες

Σχετικά με τις φυσικές ιδιότητες του σιλανίων είναι παρόμοια με των αντίστοιχων υδρογονανθράκων. Το σιλάνιο (SiH₄) και το δισιλάνιο (Si₂H₆) είναι ένα άχρωμα αέρια με μια δυσάρεστη οσμή. Το τρισιλάνιο (Si₃H₈) είναι ένα άχρωμο δηλητηριώδες πτητικό υγρό. Τα ανώτερα μέλη της ομόλογης σειράς βρίσκονται στη στερεά κατάσταση. Τα σιλάνια διαλύονται στην αιθανόλη (C₂H₅OH), στη βενζίνη, στα οργανοσιλάνια και στο διθειάνθρακα (CS₂).

Τα σιλάνια τείνουν να είναι λιγότερο σταθερά (κι άρα πιο δραστικά) από τα ανάλογά τους αλκάνια, επειδή αντίστοιχα ο δεσμός Si-Si είναι λίγο ασθενέστερος από το δεσμό C-C. Έται, το οξυγόνο διασπά τα σιλάνια εύκολα, γιατί ο δεσμός Si-Ο είναι θερμοδυναμνικά σταθερότερος από το δεσμό Si-Si.

Τα σιλάνια μπορούν επίσης να ενσωματώσουν ένα άτομο οξυγόνου στο μόριό τους, σχηματίζοντας υδροξύλιο και δίνοντας έτσι την ανάλογη σιλανόλη, που είναι το πυριτική ανάλογο της αντίστοιχης αλκανόλης. Γενικά υπάρχουν πυριτικά ανάλογα για όλα παράγωγα των αλκανίων.

Εφαρμογές

Υπάρχουν αρκετές βιομηχανικές και ιατροφαρμακευτικές εφαρμογές για το σιλάνιο και για μερικά λειτουργικά σιλάνια. Για παράδειγμα χρησιμοποιούνται ως αντιδραστήρια για τη σύνδεση γυάλινων (πυριτικές ενώσεις) και πολυμερών υλικών (ανθρακούχες ενώσεις), σταθεροπιώντας έτσι το σύνθετο προϊόν. Σχηματίζουν επίσης βιοαδρανείς συνδέσμους με εμφυτεύματα τιτανίου. Άλλες εφαρμογές τους περιλαμβάνουν διάφορα υδρόφοβα προϊόντα, προστασία τοιχοποιίας, έλεγχος των γκράφιτι, εφαρμογές πολυκρυσταλικών στρωμάτων πυριτίου πάνω σε γκοφρέτες πυριτίου στην παραγωγή ημιαγωγών και στεγανωτικά.

Επίσης αποτελούν την πρώτη ύλη για την παραγωγή οργανοσιλανίων και αποτελούν αναγωγικά αντιδραστήρια για τυν οργανική και την οργανομεταλλική χημεία.