有機硅化合物

有機硅化合物

organosilicon compound

硅烷的通式SinH2n+2。已知的有SiH4 、Si2H6、Si3H8、Si4H10、Si5H12和Si6H14六種直鏈的或支鏈的氫化硅。硅烷的熱穩定性隨著分子中硅原子的增多而迅速降低。SiH4和Si2H6在400℃時開始分解，Si4H10 在室溫時已明顯分解，Si6H14的分解速率更快。硅烷在空氣中能燃燒，生成SiO2和水；與鹵素單質作用生成鹵代硅烷；在催化劑存在下與鹵化氫作用生成鹵代物；硅烷能被水分解成SiO2和氫氣；硅烷與醇類反應生成硅酸酯。此外，硅烷在催化劑存在下還能與氯仿發生氫和氯的對換作用。

硅烷可由鹵化硅與氫化鋁鋰在乙醚中反應製取。硅烷中的甲硅烷較重要，它是熱分解法製取超級硅，生產半導體硅的原料。硅氧烷是含有結構的有機硅化合物，簡單的硅氧烷如下：硅氧烷可由有機鹵化硅烷水解而製得。它是聚硅氧烷的單體。

硅和碳同屬元素周期表的第ⅣA族，它們都是4價態元素。二者在化學性質上有許多相似的地方，能夠形成許多結構相似的化合物，例如硅烷、鹵代硅烷、硅醇、硅醚和硅酮等（見表1）。這類化合物分子含有碳-硅鍵，稱為有機硅化合物。

表1：碳化合物與相應的硅化合物

但是碳和硅在性質上又有差別，這些差別反映在有機硅化合物的結構上，有如下幾個突出的特點：

1、Si-Si鍵沒有C-C鍵牢固，因此硅原子不能形成很長的硅鏈。已知的最長硅鏈為6個硅原子的己硅烷。但是，Si-O鍵的鍵能比C-O鍵能大，因而硅能通過Si-O鍵形成很長的聚硅氧鏈。這可以從下面列出的電負性和鍵能數據得到解釋。

電負性：Si 1.8；C 2.5；O 3.5；H 2.15

鍵 能(kJ/mol)：C-Si 301

C-C 327.3>Si-Si 221.5

C-H 415.3>Si-H 317.7

C-O 359.8

2、硅一般不能形成烯烴、炔烴相應的硅化物，也不形成簡單的硅芳香環。

3、硅原子半徑比碳大（硅原子半徑0.117nm，碳原子半徑0.077nm），可極化度大，而電負性較小，與C、H相連時呈正電性，因此易受親核試劑進攻。由於碳原子體積較大，在反應時所受空間位阻較小，因而化學反應活性比碳大。

4、硅原子除以 sp 雜化軌道成鍵外，還可利用其空的3 d軌道參與成鍵，採取 spd雜化（五配位體，雙三角錐型絡合物）或 spd 雜化（六配位體，正八面體型絡合物）形成不同的化合物。如氟硅酸根負離子[SiF] 就是一個六配位體化合物。

有機硅化合物自20世紀30年代以來得到了迅速的發展，是元素有機化合物中研究的較多的一種，在現代化學工業中佔有相當重要的地位。

化合物

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有機硅高分子是主鏈含有硅原子的高分子化合物。目前最主要的有機硅高分子是聚硅氧烷。聚硅氧烷是由許多含雙鍵的單體聚合而成的鏈狀、環狀或網狀的高分子化合物，通常稱為硅酮。它的結構特點是含有一個硅、氧原子交替排列的基本骨架，每個硅原子上都連有有機基團。聚硅氧烷中的硅氧鍵具有高穩定性。在商品硅酮中，有機基團是甲基、較長的烷基、氟代烷基、苯基、乙烯基和一些其他基團。這類聚合物耐高溫和低溫，防水，防潮，對化學藥品穩定，並有優良的介電性能。例如，硅橡膠、硅樹脂、硅油、硅漆等可用作高級潤滑劑、高級絕緣材料、織物防水劑、脫膜劑、上光劑、消泡劑等。

有些有機硅化合物還可做有機合成試劑，如硅氫化試劑。