Физико-химические свойства дисиликона(1+)
Дисиликон(1+)
Катионный двухатомный силлиций-содержащий вид (Si2+) возникающий в фундаментальной химии кластеров и исследованиях газовой фазы, имеет значение для аналитических методов и исследований и разработок материалов.
| Номер CAS | Для данной записи не указан |
| Семейство | Катионный кластер силлиция |
| Типичная форма | Ионный вид в газовой фазе |
| Общие маркировки | EP |
Дисиликон(1+) — гомоядерный димер силлиция, существующий как однозарядный катионный кластер; его эмпирическая формула \(\mathrm{Si}_2^{+}\). Структурно этот вид состоит из двух атомов силлиция, связанных друг с другом с общей положительной зарядкой, распределённой по всей структуре димера. Электронная структура определяется валентными орбиталями силлиция (преимущественно 3s и 3p), связь в катионном димере отражает частичный дефицит электронов по сравнению с нейтральными связями Si–Si; заряд усиливает электростатический потенциал и повышает склонность к взаимодействию с нуклеофилами или координирующими лигандами.
В качестве малого катионного кластера дисиликон(1+) ведёт себя как сильный кислотный Льюис в газовой фазе и в контексте координационной химии. Он неполярен лишь в тривиальном смысле гомоядерности, но положительный заряд придаёт высокую поляризуемость и сильные дальнодействующие кулоновские взаимодействия. Классические кислотно-основные концепции pKa неприменимы к изолированному катиону в газовой фазе, однако тенденции реакционной способности соответствуют общей химии кластеров: лёгкая координация с донорами электронов, восприимчивость к окислению O2 или другими окислителями, быстрая реакция с протонированными растворителями с гидролизом или обменом лигандов. Эти свойства делают данный вид важным, прежде всего, в фундаментальных исследованиях электронной структуры кластеров, механизмов реакций ион–молекула, а также в областях, где встречаются ионы, содержащие силлий (плазмы, газофазное осаждение и аналитическая масс-спектрометрия).
Типичные коммерческие маркировки этой субстанции включают: EP.
Основные физические свойства (плотность, температура плавления, температура кипения)
Атомная масса
Расчётная молекулярная масса (масса димера) составляет \(56.17\,\mathrm{г}\,\mathrm{моль}^{-1}\) (указывается как 56.17).
Это значение соответствует сумме двух атомных масс силлиция для заряженного димера; это расчётная молекулярная масса, а не макроскопическое значение атомной массы для твёрдого тела.
Внешний вид и физическое состояние
Экспериментально подтверждённых данных для этого параметра в текущем контексте нет.
Плотность
Экспериментально подтверждённых данных для этого параметра в текущем контексте нет.
Температура плавления
Экспериментально подтверждённых данных для этого параметра в текущем контексте нет.
Температура кипения
Экспериментально подтверждённых данных для этого параметра в текущем контексте нет.
Химические свойства (реакционная способность и степени окисления)
Степени окисления
Вид имеет суммарный формальный заряд \(+1\) (указывается как 1). Для гомоядерного димера \(\mathrm{Si}_2^{+}\) присвоение целочисленных степеней окисления отдельным атомам по сути неоднозначно, так как положительный заряд делокализован по всему каркасу связи; химически релевантным описанием является то, что димер — это катионный электроно-дефицитный кластер, а не два силлициевых атома с определёнными, раздельными степенями окисления.
Реакция с воздухом и водой
Как катионный кластер силлиция, \(\mathrm{Si}_2^{+}\) ожидается высоко реакционноспособным по отношению к окислителям и нуклеофилам. В присутствии молекулярного кислорода или других окислительных газов он претерпевает окислительные пути, приводящие к образованию оксидов силлиция или окисленных фрагментов кластера в газовой фазе или на поверхности. Контакт с проточными средами (вода, спирты) обычно приводит к быстрой реакции — гидролизу, переносу протона или обмену лигандами — с образованием более устойчивых соединений, содержащих связи силлий-кислород или силлий-водород. Эти свойства отражают сильный электрофильный характер заряженного кластера.
Реакция с кислотами и основаниями
\(\mathrm{Si}_2^{+}\) функционирует как кислотный Льюис и координируется с основаниями Льюиса (например, донорными лигандами, молекулами растворителя), образуя комплексы. В сильно основных средах возможно нуклеофильное нападение на силлициевые центры; в сильно кислых средах доминируют процессы протонирования координированных лигандов или процессы, вызванные контр-ионами. Конкретные пути реакции критически зависят от фазы (газовая или конденсированная), контр-ионов и среды лигандов.
Изотопный состав
Стабильные изотопы
Элементарный силлий обычно представлен стабильными изотопами \(\mathrm{^{28}Si}\), \(\mathrm{^{29}Si}\), и \(\mathrm{^{30}Si}\). Изотопный состав любого макроскопического образца \(\mathrm{Si}_2^{+}\) будет отражать изотопное распределение исходного силлия, если не проводилась изотопная обогащённость или разделение.
Радиоизотопы
Экспериментально подтверждённых данных для этого параметра в текущем контексте нет.
Термодинамические параметры
Теплоёмкость и связанные данные
Экспериментально подтверждённых данных для этого параметра в текущем контексте нет.
Энтальпия и энергия Гиббса
Экспериментально подтверждённых данных для этого параметра в текущем контексте нет.
Идентификаторы и синонимы
Регистрационные номера и коды
- Молекулярная формула: \(\mathrm{Si}_2^{+}\) (указывается как Si2+)
- Молекулярная масса: \(56.17\,\mathrm{г}\,\mathrm{моль}^{-1}\) (указывается как 56.17)
- Точная масса / монизотопная масса: 55.95385307
- Формальный заряд: 1
- SMILES: [Si][Si+]
- InChI: InChI=1S/Si2/c1-2/q+1
- InChIKey: MEMLCQNRJARANC-UHFFFAOYSA-N
- Идентификатор ChEBI: CHEBI:30591
- Идентификатор Wikidata: Q27113885
- Внутренний идентификатор соединения (CID): 16019982
Строки SMILES и InChI представлены как текстовые идентификаторы для использования в химико-информационных системах.
Синонимы и распространённые названия
Синонимы, предоставленные депонентом, включают: - дисиликон(1+) - CHEBI:30591 - RefChem:1083826 - lambda1-силанилсиллиций(1+) - Si2(+) - Si2 - Q27113885
Промышленные и коммерческие применения
Основные сектора применения
Конкретного краткого обзора применения в текущем контексте нет; на практике данное вещество выбирают на основании общих описанных выше свойств.
Тем не менее на уровне класса катионные кластеры силлиция актуальны в областях, связанных с фундаментальной химией кластеров, плазмой при обработке полупроводников, ионной химией газовой фазы и аналитической масс-спектрометрией, где обнаруживаются ионы силлия и формируются кластеры.
Типичные примеры применения
- Фундаментальные исследования электронной структуры силлициевых кластеров и связи с использованием спектроскопии газовой фазы и масс-спектрометрии.
- Модельные системы для кинетики реакций ионов и молекул и изучения механизмов, относящихся к процессам плазменного осаждения тонких плёнок и химического осаждения из паровой фазы.
- Аналитические задачи, где катионы силлия обнаруживаются как переходные виды при ионизации или распылении.
Обзор безопасности и обращения
Рекомендации по хранению и обращению
В качестве реакционноспособного дефицитного по электронам силиконового катиона, \(\mathrm{Si}_2^{+}\) обычно получают и используют в контролируемых, инструментированных условиях (например, ионные источники в газовой фазе, плазменные реакторы). Применимы общие принципы обращения с реактивными кремниевыми соединениями: избегать контакта с воздухом и влагой, по возможности использовать методы работы во_inertной атмосфере_, минимизировать образование свободных ионных видов вне закрытых систем и использовать оборудование, предназначенное для работы при низком давлении или в контролируемой атмосфере. Не храните и не обращайтесь с этим видом в неконтролируемом массовом виде; при генерации или манипулировании заряженными кремниевыми кластерами необходимо применять соответствующие меры по герметизации и технологическому контролю.
Для получения подробной информации о рисках, транспортировке и нормативных требованиях пользователь должен обратиться к соответствующему паспорту безопасности материала (SDS) и местному законодательству.
Профессиональное воздействие и защитные меры
Охрана труда должна соответствовать стандартной практике промышленной гигиены при работе с реактивными газами/ионами и твердыми или распылёнными частицами: использование местной вытяжной вентиляции или герметизация источников ионизации, инженерные меры по предотвращению воздействия, а также применение средств индивидуальной защиты (соответствующие перчатки, защитные очки и лабораторные халаты). Избегайте вдыхания и контакта с кожей реактивных аэрозолей или конденсатов, содержащих кремний. Рекомендуется обучение операторов по обращению с системами сжатого газа, вакуумным и плазменным оборудованием, а также ионными источниками.
