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사아이오딘화 규소

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목차

1. 개요

사아이오딘화 규소(SiI₄)는 규소와 아이오딘의 반응으로 생성되는 무색 고체 화합물이다. 물, 알코올, 에테르와 반응하며, 가열하거나 장기간 보관해도 안정적이지만, 물과 반응하여 규산과 요오드화 수소로 분해된다. 탄화 규소와 요오드를 200°C로 가열하거나, 실레인과 아이오딘 증기를 반응시켜 제조할 수 있으며, 다른 SiX₄ 화합물들과 물리적 성질에서 차이를 보인다.

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2. 합성 및 반응

사아이오딘화 규소는 규소와 아이오딘을 직접 반응시켜 합성할 수 있다.[3] 규소-구리 혼합물을 아이오딘으로 처리하면 사아이오딘화 규소가 생성된다.

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약 200°C로 가열하여 규소 또는 탄화 규소와 아이오딘을 반응시켜 대규모로 제조할 수 있다.[4] 실레인과 아이오딘 증기를 130 - 150°C에서 반응시키면 아이오도실레인(SiH3I), 다이아이오도실레인(SiH2I2), 트라이아이오도실레인(SiHI3)을 거쳐 사아이오딘화 규소를 생성할 수 있는데, 이 화합물들은 실온에서 무색 액체이다.[4] 한편, 트라이아이오도실레인은 실온에서 노란색 고체인 아이오도포름과 쉽게 구별된다.

사아이오딘화 규소는 물, 알코올, 에테르 등과 반응하여 분해된다.[9]

2. 1. 반응 예시

사아이오딘화 규소는 물과 공기 중의 수분에 빠르게 반응한다.[4] 가열하거나 실온에서 장시간 보관해도 안정적이지만, 물과 반응하여 무수 규산과 요오드화 수소로 분해되므로 사염화 규소와 마찬가지로 건조가 필요하다.[9]

  • 물과의 반응: 무수 규산과 요오드화 수소를 생성한다.[9]
  • 알코올과의 반응: 무수 규산, 요오드화 에틸 및 요오드화 수소를 생성한다.[9]
  • 에테르와의 반응: 규산 에틸과 요오드화 에틸을 생성한다.[9]

3. 다른 SiX₄ 화합물과의 비교

SiI4는 다른 할로젠화 규소 화합물과 비교했을 때 몇 가지 뚜렷한 차이를 보인다. 끓는점과 녹는점은 SiH4, SiF4, SiCl4, SiBr4 순으로 증가하며, SiI4가 가장 높다. 이는 분자량이 커질수록 분자 간 인력이 강해지기 때문이다. Si-X 결합 길이는 원자 번호가 커질수록 길어지는 경향을 보이는데, 아이오딘의 원자 반지름이 가장 크기 때문에 Si-I 결합 길이가 가장 길다. 반면 Si-X 결합 에너지는 Si-F 결합이 가장 강하고, Si-I 결합이 가장 약하다.[7]

3. 1. 물리적 성질 비교

규소 화합물의 물리적 성질 비교[11]
SiH4SiF4SiCl4SiBr4SiI4
끓는점 (˚C)-111.9-90.356.8155.0290.0
녹는점 (˚C)-185-95.0-68.85.0155.0
Si-X 결합 길이 (Å)>0.74[12]1.552.022.202.43
Si-X 결합 에너지 (kJ/mol)384582391310234


참조

[1] 논문 Molecular Structure of Silicon Tetraiodide
[2] 논문 Direct syntheses and complete characterization of halide-free tetrakis(dialkylamino)silanes
[3] 서적 Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. Academic Press
[4] 문서 REDIRECT
[5] 간행물 Silicon Compounds, Silicon Halides John Wiley & Sons, Inc
[6] 웹사이트 What is the bond length of the H-H bond? https://www.answers.[...]
[7] 서적 Volatile Silicon Compounds Pergamon Press Book
[8] 논문 Molecular Structure of Silicon Tetraiodide
[9] 서적 ヨウ素綜説（第二版） 霞ヶ関出版
[10] 서적 Chemistry of the Elements ButterworthHeinemann
[11] 간행물 Silicon Compounds, Silicon Halides John Wiley & Sons, Inc
[12] 웹인용 What is the bond length of the H-H bond? https://www.answers.[...]
[13] 서적 Volatile Silicon Compounds Pergamon Press Book


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