Kiseltetraazid
|
|
|
|
| Namn | |
|---|---|
| Andra namn Tetraazidosilan
|
|
| Identifierare | |
|
3D-modell ( JSmol )
|
|
| ChemSpider | |
|
PubChem CID
|
|
|
|
|
|
| Egenskaper | |
| Si( N3 ) 4 | |
| Molar massa | 196,1659 g/mol |
| Utseende | Vita kristaller |
| Smältpunkt | 212 °C (414 °F; 485 K) |
| Reagerar | |
|
Om inte annat anges ges data för material i standardtillstånd (vid 25 °C [77 °F], 100 kPa).
|
|
Kiseltetraazid är en termiskt instabil binär förening av kisel och kväve med en kvävehalt på 85,7 % (i molmassa ). Denna högenergiförening förbränns spontant och kan endast studeras i en lösning. En ytterligare koordination till en sexfaldigt koordinerad struktur såsom en hexaazidosilikatjon [Si(N 3 ) 6 ] 2− eller som en addukt med bikajoniska ligander Si(N 3 ) 4 · L 2 kommer att resultera i relativt stabila, kristallina fasta ämnen som kan hanteras i rumstemperatur.
Förberedelse
Kiseltetraazid syntetiseras genom omvandling av kiseltetraklorid med natriumazid i bensen .
Reaktionen av kiseltetraklorid med ett överskott av natriumazid vid rumstemperatur i acetonitril kommer att resultera i bildning av natriumhexaazidosilikat ( Na 2 [Si(N 3 ) 6 ] ) som genom tillsats av ligander som 2,2'-bipyridin och 1 ,10-fenantrolin kommer att resultera i stabila kiseltetraazid-addukter. Andra baser såsom pyridin och tetrametyletylendiamin kommer inte att reagera med hexaazidosilikatjonen.
En annan framställning av ett bis(trifenylfosfin) iminiumhexaazidosilikatsalt [(Ph3P ) 2N ] 2 [ Si(N3 ) 6 ] är möjlig genom omvandling av bis(trifenylfosfin)iminiumazid [ (Ph3P ) 2N ] N 3 med kiseltetraklorid i acetonitril, där Ph är fenyl .
Egenskaper
Kiseltetraazid är en vit kristallin förening som kommer att detonera även vid 0 °C. Den rena föreningen, och även kiselkloridtriazid SiCl(N 3 ) 3 och kiseldikloriddiazid SiCl 2 (N 3 ) 2 kontaminerade prover, kan detonera spontant utan tydlig orsak. Föreningen är känslig för hydrolys . Det är lösligt i dietyleter och bensen .
Tillsatsföreningen med 2,2'-bipyridin är mycket mer stabil. En smältpunkt på 212 °C med en smältentalpi på 110 J/g registreras. DSC -mätningen visar vid 265 °C en skarp exoterm reaktion med en entalpi på -2400 J/g. Liknande resultat har hittats för additionsföreningen med 1,10-fenantrolin. Eftersom den hemiacetonitril solvatiserade isolerade föreningen driver ut lösningsmedel vid 100 °C och visar sedan i DSC-mätningen från 240 °C och framåt en stark exoterm reaktion med en genererad värme på 2300 J/g. Entalpierna är högre än för natriumazid med −800 J/g, men fortfarande lägre än de värden man möter med klassiska sprängämnen som RDX med −4500 J/g. Tillsatsföreningarna är stabila i lösning. Man kan dra slutsatsen från IR-spektroskopi och proton-NMR -data att ingen dissociation sker i kiseltetraazid och 2,2'-bipyridin eller till exempel 1,10-fenantrolin. Bis(trifenylfosfino)iminiumhexaazidosilikatsaltet [(Ph3P ) 2N ] 2 [ Si(N3 ) 6 ] är å andra sidan relativt stabilt. Föreningen smälter vid 214 °C och visar i DSC-mätningen vid 250 °C en reaktion. En masspektrometrikopplad termogravimetrisk analysundersökning indikerade som reaktionsprodukter kväve , kiseltetraazid och vätesyra .
Ansökningar
En praktisk tillämpning av fri kiseltetraazid är osannolik på grund av den höga instabiliteten. I lösning har föreningen potentiella användningsområden som råmaterial för kväverika material. En applikation som reagens vid tillverkning av polyolefiner har patenterats. De stabiliserade addukterna kan fungera som energetiska föreningar som ersättning för blyazid .