Triclorosilano

triclorosilano es un compuesto inorgánico de fórmula HCl₃Si. Es un líquido incoloro, volátil. El triclorosilano purificado es el principal precursor del silicio ultrapuro en la industria de los semiconductores. En agua, se descompone rápidamente para producir un polímero de siloxano mientras emite ácido clorhídrico. Debido a su reactividad y amplia disponibilidad, se utiliza con frecuencia en la síntesis de compuestos orgánicos que contienen silicio.

Producción

El triclorosilano se produce mediante el tratamiento de polvo de silicio de grado metalúrgico con cloruro de hidrógeno soplado a 300 °C. También se produce hidrógeno, como se describe en la ecuación química:

Si + 3 HCl → HCl₃Si + H₂

Se pueden lograr rendimientos del 80 al 90 %. Los principales subproductos son tetracloruro de silicio (fórmula química SiCl₄), hexaclorodisilano (Si₂Cl₆) y diclorosilano (H₂SiCl₂), del que se puede separar el triclorosilano por destilación.

También se produce a partir de tetracloruro de silicio:

Si + 3 SiCl₄ + 2 H₂ → 4 HCl₃Si

Aplicaciones

El triclorosilano es el ingrediente básico utilizado en la producción de polisilicio purificado.

HCl₃Si → Si + HCl + Cl₂

Ingrediente en hidrosililación

A través de la hidrosililación, el triclorosilano es un precursor de otros compuestos orgánicos de silicio útiles:

RCH=CH₂ + HSiCl₃ → RCH₂CH₂SiCl₃

Algunos productos útiles de esta u otras reacciones similares incluyen octadeciltriclorosilano (OTS), perfluoroctiltriclorosilano (PFOTCS) y perfluorodeciltriclorosilano (FDTS). Estos reactivos se utilizan en ciencia de superficies y nanotecnología para formar monocapas autoensambladas. Tales capas que contienen flúor disminuyen la energía superficial y reducen la adherencia. Este efecto suele explotarse como recubrimiento para MEMS y sellos microfabricados para una litografía de nanoimpresión (NIL) y en herramientas de moldeo por inyección.

Síntesis orgánica

El triclorosilano es un reactivo en la conversión de ácidos benzoicos en derivados del tolueno. En el primer paso de una reacción de dos recipientes, el ácido carboxílico se convierte primero en el compuesto de triclosililbencilo. En el segundo paso, el derivado de sililo bencílico se convierte en el derivado de tolueno con base.

Seguridad

Reacciona violentamente con el agua (H₂O) produciendo SiO₂, gas cloro (Cl), cloruro de hidrógeno (HCl) y calor. De acuerdo con una ficha de seguridad, los derrames de triclorosilano se pueden neutralizar utilizando NaOH o NaHCO3, por una o dos partes de triclorosilano.