Voir la source de Silane (composé)

Vous n’avez pas la permission de modifier cette page, pour la raison suivante :

Votre adresse IP fait partie d’une plage qui a été bloquée sur tous les wikis de la Fondation Wikimédia.

Le blocage a été effectué par ‪EPIC‬. Le motif invoqué est Open proxy/Webhost: See the help page if you are affected.

Début du blocage : 2 juillet 2024 à 09:48
Expiration du blocage : 2 juillet 2025 à 09:48

Votre adresse IP actuelle est 206.189.44.186. La plage bloquée est 206.189.32.0/20.

Veuillez inclure tous les détails ci-dessus dans toutes les demandes que vous effectuerez. Si vous pensez avoir été bloqué(e) par erreur, vous pouvez trouver plus d’informations et d’instructions dans la politique globale Pas de serveurs mandataires ouverts.

Sinon, pour discuter du blocage, veuillez publier une demande de révision sur Méta-Wiki. Vous pouvez également envoyer un courriel à la file des coordinateurs VRT à stewards@wikimedia.org, en incluant tous les détails ci-dessus.

Vous pouvez voir et copier le contenu de cette page.

{{Autre4| le plus simple de toute une famille de composés| cette famille| Silane (famille de composés)}}
{{Infobox Chimie
 | nom = Silane
 | image = 
 | taille image = 240
 | alternative =
 | image2 = 
 | taille image2 = 200
 | alternative2 =
 | images = [[Fichier:Silane-2D.svg|110px]] &nbsp; [[Fichier:Silane-3D-vdW.png|130px]]
 | légende = Structure du silane.
<!-- Général -->
 | DCI = 
 | nomIUPAC = silane
 | nomSystematique = 
 | synonymes = Tétrahydrure de silicium, monosilane, silicane, hydrure de silicium 
 | CAS = {{CAS|7|8|0|3|6|2|5}}
 | ECHA = 100.029.331
 | EINECS = {{EINECS|2|3|2|2|6|3|4}}
 | RTECS = {{RTECS|VV1400000}}
 | ATC = {{ATC|}} {{ATCvet|}}
 | DrugBank = 
 | PubChem = {{CID|23953}}{{SID|}}
 | chEBI = 29389
 | NrE = {{NrE|}}
 | FEMA = {{FEMA|}}
 | SMILES = [SiH4]
 | InChI = 
 | InChIKey = 
 | StdInChI = 1S/H4Si/h1H4
 | StdInChIKey = BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N
 | apparence = gaz [[Pyrophoricité|pyrophorique]] incolore à l'odeur désagréable<ref name="GESTIS">{{GESTIS|ZVG=500073|CAS=7803-62-5|Nom=Monosilane|Date=12 janvier 2021}}</ref>
<!-- Propriétés chimiques -->
 | formule = {{fchim|SiH|4}}|Si=1|H=4|cacher=oui   <!--|exp=|categorisationAuto=désactivée-->
 | masseMol = 
 | pKa = {{pKa||T(°C)=|T(K)=}}
 | momentDipolaire = {{unité/2||D}}
 | susceptibiliteMagnetique = 
 | diametreMoleculaire = {{unité/2||nm}}
 | indiceIode = 
 | indiceAcide = 
 | indiceSaponification = 
<!-- Propriétés physiques -->
 | TTransitionVitreuse = {{tmp||°C}}
 | fusion = {{tmp|-185|°C}}<ref name="GESTIS"/>
 | ebullition = {{tmp|-112|°C}}<ref name="GESTIS"/>
 | solubilite = s'[[hydrolyse]] rapidement dans l'eau<ref name="GESTIS"/>
 | parametreSolubilite = <!-- {{Unité/2||MPa|1/2}} ({{température||°C}}) -->
 | miscibilite = 
 | masseVolumique = {{unité|1.44|kg/m3}} à {{tmp|0|°C}}<ref name="GESTIS"/>
 | TAutoInflammation = {{tmp||°C}}
 | pointEclair = {{tmp||°C}}
 | limitesExplosivite = 1,4 % en volume, {{unité|19|g/m3}}<ref name="GESTIS"/>
 | pressionVapeur = {{unité|29|bar}} à {{tmp|-22|°C}}<ref name="GESTIS"/><br>{{unité|40.8|bar}} à {{tmp|-10|°C}}<ref name="GESTIS"/><br>{{unité|48|bar}} à {{tmp|-3.5|°C}}<ref name="GESTIS"/>
 | viscosite = 
 | pointCritique = {{unité|0.242|g/cm3}} à {{tmp|-3.5|°C}} sous {{unité|48.4|bar}}<ref name="GESTIS"/>
 | pointTriple = {{tmp|-186.4|°C}}<ref name="GESTIS"/>
 | conductivitéThermique = {{Unité/2||W||m|-1|K|-1}}
 | conductivitéÉlectrique = 
 | vitesseSon = {{Unité/2||m||s|-1}}
<!-- Thermochimie -->
 | emsGaz = {{Unité/2||J||K|-1|mol|-1}}
 | emsLiquide = {{Unité/2||J||K|-1|mol|-1}}
 | emsSolide = {{Unité/2||J||K|-1|mol|-1}}
 | esfGaz = {{Unité/2||kJ||mol|-1}}
 | esfLiquide = {{Unité/2||kJ||mol|-1}}
 | esfSolide = {{Unité/2||kJ||mol|-1}}
 | enthFus = 
 | enthVap = {{Unité/2|12.1|kJ||mol|-1}} ({{Unité/2|1|atm}}, {{tmp|-111.9|°C}})<ref name="HbkChmPhys90ed">
{{Ouvrage
 | langue       = en
 | auteur1      = David R. Lide
 | titre        = CRC Handbook of Chemistry and Physics
 | éditeur      = CRC Press Inc
 | année        = 2009
 | numéro d'édition = 90
 | pages totales = 2804
 | format livre = Relié
 | isbn         = 978-1-4200-9084-0
}}</ref>
 | capaciteTherm = {{Unité/2||J||K|-1|mol|-1}}
 | PCS = 
 | PCI = 
<!-- Propriétés biochimiques -->
 | codons = 
 | pHisoelectrique = 
 | acideAmineEss = 
<!-- Propriétés électroniques -->
 | bandeInterdite = 
 | mobiliteElectronique = 
 | mobiliteTrous = 
 | 1reEnergieIonisation = {{unité/2|11.00|±=0.02|eV}} (gaz)<ref name="ouvrage">{{Ouvrage | langue=en | auteur1=David R. Lide | titre=Handbook of chemistry and physics | lieu=Boca Raton | éditeur=CRC | année=2008 | numéro d'édition=89 | pages totales=2736 | passage=10-205 | isbn=978-1-4200-6679-1 | consulté le=2 décembre 2009}}</ref>
 | constanteDielectrique = 
<!-- Cristallographie -->
 | systemeCristallin = 
 | reseauBravais = 
 | Pearson = {{SymbolePearson|}}
 | classe = <!-- '' ''{{surligner|}}'' ''  ({{n°}} )--> {{Infobox Chimie/Groupe espace||ref=}}
 | Schoenflies = 
 | Strukturbericht = 
 | structureType = 
 | parametresMaille = 
 | volume = 
 | macle = 
<!-- Propriétés optiques -->
 | refraction = <!--<math>\textit{n}_{D}^{20}</math> = --> <!-- {{réfraction|T=|λ=|k=|}} -->
 | birefringence = 
 | dispersion = 
 | polychroisme = 
 | fluorescence = <!-- λ<sub>excitation</sub> {{λ||nm}} ; <br />λ<sub>émission</sub> {{λ||nm}} -->
 | absorption = 
 | transparence = 
 | pvrRotatoire = <!-- <math>\lbrack\alpha\rbrack_{D}^{25} = </math> -->
 | cteVerdet = 
<!-- Précautions -->
 | radioactif = 
 | numeroIndex = {{indexCE|}}
 | SGHref = <ref name="GESTIS"/>
 | SGH = {{SGH|SGH02|SGH04|Dgr|H220|H280|P210|P377|P381|P403}}
 | SIMDUTref = <ref name="Reptox">{{Reptox|CAS=7803-62-5| date =23 avril 2009}}</ref>
 | SIMDUT = {{SIMDUT| A = Gaz comprimé<br />température critique = {{tmp|-3.45|°C}}| B6 = Matière réactive inflammable<br />spontanément combustible au contact de l'air<br /><br />Divulgation à 1,0% selon la liste de divulgation des ingrédients}}
 | NFPA704ref = 
 | NFPA704 = {{NFPA 704|Health=|Flammability=|Reactivity=|Other=}}
 | transportRef = <ref name="GESTIS"/>
 | transport = {{ADR|Kemler=23|ONU=2203|Classe=2.1|CodeClassification=|Etiquette=2.1|Etiquette2=|Etiquette3=|Emballage=-}}
 | CIRC = 
 | inhalation = 
 | peau = 
 | yeux = 
 | ingestion = 
<!-- Écotoxicologie -->
 | DL50 = <!-- {{Unité/2||mg||kg|-1}} (souris, [[Ingestion|oral]]) <br /> (souris, [[Injection intraveineuse|i.v.]]) <br /> (souris, [[sous-cutané|s.c.]]) <br /> (souris, [[intrapéritonéal|i.p.]]) -->
 | CL50 = 
 | LogP = <!--([[octanol]]/eau)-->
 | DJA = 
 | ARFD =  <!--mg/kg pc-->
 | AOEL = <!--mg/kg par jour-->
 | odorat = 
<!-- Données pharmacocinétiques -->
 | CAM = 
 | biodisponibilite = 
 | liaisonProteique = 
 | metabolisme = 
 | demiVieDistrib = 
 | demiVieElim = 
 | stockage = 
 | excretion = 
<!-- Considérations thérapeutiques -->
 | classeTherapeutique = 
 | voieAdministration = 
 | grossesse = 
 | conduiteAuto = 
 | precautions = 
 | antidote = 
<!-- Caractère psychotrope -->
 | categoriePsycho = 
 | modeConsommation = 
 | autresNoms = 
 | risqueDependance = 
<!-- Composés apparentés -->
 | autres = 
 | autrescations = 
 | autresanions = 
 | isomères = 
<!-- Supplément -->
 | supplement = 
}}<!-- ----------------------------- Fin de l'infoboîte ----------------------------- -->
Le '''silane''' est un [[composé chimique]] de [[Formule chimique|formule]] {{fchim|SiH|4}}. Il se présente comme un gaz [[Pyrophoricité|pyrophorique]] incolore à l'odeur repoussante<ref name="978-3-8348-1245-2">{{de}} Wolfgang Legrum, ''Riechstoffe, zwischen Gestank und Duft'', Vieweg + Teubner Verlag, 2011, {{p.|68–69}}. {{ISBN|978-3-8348-1245-2}}</ref>. [[Analogue structurel|Analogue]] [[Silicium|silicié]] du [[méthane]] {{fchim|CH|4}}, c'est le plus simple des [[hydrure]]s de [[silicium]], et le plus simple des [[Composé chimique|composés]] de la série des [[Silane (famille de composés)|silanes]], de formule générale {{fchim|Si|''n''|H|2''n''+2}}, qui sont eux-mêmes des analogues siliciés des [[alcane]]s {{fchim|C|''n''|H|2''n''+2}}.

Par extension, on peut également parler de silanes pour désigner collectivement divers dérivés substitués du silane, comme l'[[orthosilicate de tétraméthyle]] {{fchim|Si(OCH|3|)|4}}, l'[[orthosilicate de tétraéthyle]] {{fchim|Si(OCH|2|CH|3|)|4}} ou le [[trichlorosilane]] {{fchim|SiHCl|3}}, ou encore des [[Composé organosilicié|composés organosiliciés]] comme le [[diméthylsilanediol]] {{fchim|Si(OH)|2|(CH|3|)|2}} ou le [[tétraméthylsilane]] {{fchim|Si(CH|3|)|4}}.

== Propriétés et réactions ==

L'[[hydrogène]] étant plus [[Électronégativité|électronégatif]] que le [[silicium]] (2,2 contre 1,9 sur l'[[échelle de Pauling]]), la [[Polarité (chimie)|polarisation]] de la [[Liaison chimique|liaison]] [[Silicium|Si]]–[[Hydrogène|H]] est inverse de celle de la liaison [[Carbone|C]]–[[Hydrogène|H]] (l'électronégativité du [[carbone]] est de 2,55 sur l'échelle de Pauling). Cela a plusieurs conséquences, notamment la propension du silane à former des [[Complexe (chimie)|complexes]] avec les [[Métal de transition|métaux de transition]] ou encore le fait qu'il s'enflamme spontanément dans l'air sans devoir être mis à feu (il est [[Pyrophoricité|pyrophorique]])<ref name="10.1039/JR9350001182">
{{Article
 | langue      = en
 | nom1        = H. J. Emeléus et K. Stewart
 | titre       = 281. The oxidation of the silicon hydrides. Part I
 | périodique  = Journal of the Chemical Society (Resumed)
 | année       = 1935
 | pages       = 1182-1189
 | url texte   = https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1935/JR/JR9350001182
 | consulté le = 25 janvier 2021
 | doi         = 10.1039/JR9350001182
 | pmid        = 
 | bibcode     = 
}}.</ref>. Les données de combustion du silane sont cependant souvent contradictoires car le silane lui-même est plutôt stable tandis que sa pyrophoricité serait due essentiellement à des impuretés telles que la formation de silanes supérieurs au cours de sa production, par la présence de traces d'humidité et par les effets [[catalyse|catalytiques]] de la surface des récipients qui le contiennent<ref name="10.1016/0360-1285(92)90037-2">
{{Article
 | langue      = en
 | nom1        = Seiichiro Koda
 | titre       = Kinetic aspects of oxidation and combustion of silane and related compounds
 | périodique  = Progress in Energy and Combustion Science
 | volume      = 18
 | numéro      = 6
 | jour        = 
 | mois        = 
 | année       = 1992
 | pages       = 513-528
 | url texte   = https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0360128592900372
 | consulté le = 25 janvier 2021
 | doi         = 10.1016/0360-1285(92)90037-2
 | pmid        = 
 | bibcode     = 
}}.</ref>{{,}}<ref name="10.1039/A806743K">
{{Article
 | langue      = en
 | nom1        = Peter L. Timms
 | titre       = The chemistry of volatile waste from silicon wafer processing
 | périodique  = Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions
 | volume      = 
 | numéro      = 6
 | jour        = 
 | mois        = 
 | année       = 1999
 | pages       = 815-822
 | url texte   = https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1999/DT/a806743k
 | consulté le = 25 janvier 2021
 | doi         = 10.1039/A806743K
 | pmid        = 
 | bibcode     = 
}}.</ref>.

En l'absence d'oxygène et d'humidité, le silane se décompose au-dessus de {{tmp|400|°C}} en silicium et hydrogène<ref name="10.1021/ja01292a036">
{{Article
 | langue      = en
 | nom1        = T. R. Hogness, Thomas L. Wilson et Warren C. Johnson
 | titre       = The Thermal Decomposition of Silane
 | périodique  = Journal of the American Chemical Society
 | volume      = 58
 | numéro      = 1
 | jour        = 
 | mois        = janvier
 | année       = 1936
 | pages       = 108-112
 | url texte   = https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ja01292a036
 | consulté le = 28 janvier 2021
 | doi         = 10.1021/ja01292a036
 | pmid        = 
 | bibcode     = 
}}</ref>, ce qui peut être mis à profit pour déposer des [[Couche mince|couches minces]] de silicium par [[dépôt chimique en phase vapeur]] ({{Abréviation|CVD|Chemical Vapor Deposition}}).
:{{fchim|SiH|4}} ⟶ [[Silicium|Si]] + 2 [[Dihydrogène|{{fchim|H|2}}]] au-dessus de {{tmp|400|°C}}.

La [[Réduction (chimie)|réduction]] du silane par un [[métal alcalin]] dissous dans un [[solvant]] donne le dérivé [[Silyle|silylique]] alcalin correspondant. Selon le solvant, deux réactions concurrentes peuvent avoir lieu, par exemple la première réaction seule dans l'[[hexaméthylphosphoramide]] {{fchim|[(CH|3|)|2|N]|3|PO}} (HMPA) et les deux simultanément dans le [[diméthoxyéthane]] {{fchim|CH|3|OCH|2|CH|2|OCH|3}}, par exemple ici avec du [[potassium]] donnant le silanure de potassium {{fchim|KSiH|3}}<ref name="0-471-52691-6">{{en}} {{pdf}} Barry Arkles, « [http://www.gelest.com/wp-content/uploads/Silicon_Hydrides.pdf Silanes] », {{p.|39}}, réimpression de Kirk-Othmer, ''Encyclopedia of Chemical Technology'', {{4e|édition}}, {{vol|22}}, John Wiley & Sons, 1997, {{p.|38-69}}. {{ISBN|0-471-52691-6}}</ref> :
:2 {{fchim|SiH|4}} + 2 [[Potassium|K]] ⟶ 2 {{fchim|KSiH|3}} + [[Dihydrogène|{{fchim|H|2}}]] ;
:{{fchim|SiH|4}} + 2 [[Potassium|K]] ⟶ {{fchim|KSiH|3}} + [[Hydrure de potassium|KH]].

L'[[Énergie de liaison (chimie)|énergie de la liaison]] [[Silicium|Si]]–[[Hydrogène|H]] vaut environ {{unité|384|kJ/mol}}, ce qui est environ 20 % moindre que celle de la liaison H–H dans la [[molécule]] d'[[Dihydrogène|hydrogène]] {{fchim|H|2}}. Il s'ensuit que les composés qui contiennent de telles liaisons Si–H sont plus réactifs que {{fchim|H|2}}. L'énergie de la liaison Si–H est peu affectée par la présence de substituants sur l'atome de silicium : elle vaut ainsi {{unité|419|kJ/mol}} pour le [[trifluorosilane]] {{fchim|SiHF|3}}, {{unité|382|kJ/mol}} pour le [[trichlorosilane]] {{fchim|SiHCl|3}} et {{unité|398|kJ/mol}} pour le [[triméthylsilane]] {{fchim|SiH(CH|3|)|3}}<ref name="0-471-19658-4">{{en}} M. A. Brook, ''Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry'', 2000, J. Wiley. {{ISBN|0-471-19658-4}}.</ref>{{,}}<ref name="MSU">
{{Lien web
 | langue      = en
 | url         = https://web.archive.org/web/20160829213457/http://www.cem.msu.edu/~reusch/OrgPage/bndenrgy.htm
 | titre       = Standard Bond Energies
 | date        = 10 février 1998, archivé le 21 novembre 2016
 | site        = web.archive.org
 | éditeur     = [[université d'État du Michigan]]
 | consulté le = 25 janvier 2021
}}.</ref>.

Le silane est un [[Réducteur (chimie)|réducteur]] fort qui brûle dans l'[[Dioxygène|oxygène]], explose dans le [[Dichlore|chlore]] et s'[[hydrolyse]] rapidement dans l'eau [[Base (chimie)|basique]] ({{nobr|[[Potentiel hydrogène|pH]] > 7}}) selon les réactions :
: {{fchim|SiH|4}} + 2 [[Dioxygène|{{fchim|O|2}}]] ⟶ [[Dioxyde de silicium|{{fchim|SiO|2}}]] + 2 [[Eau|{{fchim|H|2|O}}]] ;
: {{fchim|SiH|4}} + 2 [[Dichlore|{{fchim|Cl|2}}]] ⟶ [[Tétrachlorure de silicium|{{fchim|SiCl|4}}]] + 2 [[Dihydrogène|{{fchim|H|2}}]] ;
: {{fchim|SiH|4}} + 4 [[Eau|{{fchim|H|2|O}}]] ⟶ [[Acide orthosilicique|{{fchim|Si(OH)|4}}]] + 4 [[Dihydrogène|{{fchim|H|2}}]].

En revanche, la réaction avec l'eau pure est très lente : elle est facilitée en présence de traces basiques ou d'un [[acide fort]].

== Production ==

=== Méthodes industrielles ===

Le silane est synthétisé suivant plusieurs procédés<ref name="10.1002/14356007.a24_001">
{{Article
 | langue      = en
 | nom1        = Walter Simmler
 | titre       = Silicon Compounds, Inorganic
 | périodique  = Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry
 | volume      = 
 | numéro      = 
 | jour        = 15
 | mois        = juin
 | année       = 2000
 | pages       = 
 | url texte   = https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/14356007.a24_001
 | consulté le = 28 janvier 2021
 | doi         = 10.1002/14356007.a24_001
 | pmid        = 
 | bibcode     = 
}}.</ref>. Il se forme généralement par réaction de [[chlorure d'hydrogène]] HCl avec du [[siliciure de magnésium]] {{fchim|Mg|2|Si}} :
:[[Siliciure de magnésium|{{fchim|Mg|2|Si}}]] + 4 [[Chlorure d'hydrogène|HCl]] ⟶ 2 [[Chlorure de magnésium|{{fchim|MgCl|2}}]] + {{fchim|SiH|4}}.

On peut également le produire à partir de silicium métallurgique en deux étapes. Le silicium est tout d'abord traité au chlorure d'hydrogène à environ {{tmp|300|°C}} pour produire du [[trichlorosilane]] {{fchim|SiHCl|3}} avec de l'[[Dihydrogène|hydrogène]] {{fchim|H|2}} :
:[[Silicium|Si]] + 3 [[Chlorure d'hydrogène|HCl]] ⟶ [[Trichlorosilane|{{fchim|SiHCl|3}}]] + [[Dihydrogène|{{fchim|H|2}}]].

Le trichlorosilane est ensuite converti en un mélange de silicium et de [[tétrachlorure de silicium]] {{fchim|SiCl|4}} en présence d'un [[catalyse]]ur :
:4 [[Trichlorosilane|{{fchim|SiHCl|3}}]] ⟶ {{fchim|SiH|4}} + 3 [[Tétrachlorure de silicium|{{fchim|SiCl|4}}]].

Les catalyseurs les plus couramment utilisés dans ce procédé sont les [[Halogénure de métal|halogénures de métaux]], notamment le [[chlorure d'aluminium]] {{fchim|AlCl|3}}. Il s'agit d'une [[Redistribution (chimie)|redistribution]], qui peut également être vue comme une [[dismutation]] bien que l'[[état d'oxydation]] du silicium ne varie pas (il vaut +4 aussi bien pour le silane, le trichlorosilane, que le tétrachlorure de silicium) ; cependant, le [[chlore]] étant plus [[Électronégativité|électronégatif]] que l'hydrogène (3,16 contre 2,2 sur l'[[échelle de Pauling]]), l'[[atome]] de silicium de {{fchim|SiCl|4}} présente un état d'oxydation formel plus élevé que celui de {{fchim|SiH|4}}.

Une méthode alternative de production concerne le silane de très grande pureté destiné à la production de silicium de qualité électronique pour l'[[industrie des semiconducteurs]]. Ce procédé utilise également du silicium métallurgique ainsi que de l'hydrogène et du tétrachlorure de silicium. Il fait intervenir une série de redistributions, avec des [[sous-produit]]s qui sont recyclés dans les réactions et des [[distillation]]s, que l'on peut résumer ainsi :
:[[Silicium|Si]] + 2 [[Dihydrogène|{{fchim|H|2}}]] + 3 [[Tétrachlorure de silicium|{{fchim|SiCl|4}}]] ⟶ 4 [[Trichlorosilane|{{fchim|SiHCl|3}}]] ;
:2 [[Trichlorosilane|{{fchim|SiHCl|3}}]] ⟶ [[Dichlorosilane|{{fchim|SiH|2|Cl|2}}]] + [[Tétrachlorure de silicium|{{fchim|SiCl|4}}]] ;
:2 [[Dichlorosilane|{{fchim|SiH|2|Cl|2}}]] ⟶ [[Trichlorosilane|{{fchim|SiHCl|3}}]] + [[Chlorosilane|{{fchim|SiH|3|Cl}}]] ;
:2 [[Chlorosilane|{{fchim|SiH|3|Cl}}]] ⟶ {{fchim|SiH|4}} + [[Dichlorosilane|{{fchim|SiH|2|Cl|2}}]].

Le silane ainsi formé peut être décomposé thermiquement pour donner en une seule passe du silicium de haute pureté et de l'[[Dihydrogène|hydrogène]].

D'autres méthodes de production du silane font intervenir la réduction du [[tétrafluorure de silicium]] {{fchim|SiF|4}} par l'[[hydrure de sodium]] NaH ou la réduction du tétrachlorure de silicium {{fchim|SiCl|4}} par l'[[aluminohydrure de lithium]] {{fchim|LiAlH|4}}. Il est également possible de procéder par réduction du [[dioxyde de silicium]] {{fchim|SiO|2}} sous [[aluminium]] par de l'[[Dihydrogène|hydrogène]] {{fchim|H|2}} dans un mélange de [[chlorure de sodium]] NaCl et de [[chlorure d'aluminium]] {{fchim|AlCl|3}} à haute pression<ref name="978-0199599608">{{en}} Peter Atkins, ''Shriver & Atkins' Inorganic Chemistry'', {{5e|éd.}}, W. H. Freeman, New York, 2010, {{p.|358}}. {{ISBN|978-0199599608}}</ref> :
:3 [[Dioxyde de silicium|{{fchim|SiO|2}}]] + 6 [[Dihydrogène|{{fchim|H|2}}]] + 4 [[Aluminium|Al]] ⟶ 3 {{fchim|SiH|4}} + 2 [[Alumine|{{fchim|Al|2|O|3}}]].

=== À l'échelle du laboratoire ===

[[Fichier:Si hydrides.theora.ogv|vignette|Des morceaux de [[siliciure de magnésium]] sont introduits dans l'[[acide sulfurique]] dilué, ce qui libère du silane et de l'[[Dihydrogène|hydrogène]]. Les bulles de silane s'enflamment au contact de l'air, produisant des mini-explosions. Il se forme du [[dioxyde de silicium]] et de la [[vapeur d'eau]].]]

Les chimistes allemands [[Heinrich Buff]] et [[Friedrich Woehler]] découvrirent le silane en 1857 parmi d'autres produits formés en faisant réagir de l'[[acide chlorhydrique]] HCl sur du siliciure d'aluminium {{fchim|Al|4|Si|3}} ; ils nommèrent le composé ''hydrogène siliciuré''<ref name="Mellor">{{en}} J. W. Mellor, ''A Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry'', {{vol.|{{VI}}}}, Longmans, Green and Co., 1947, {{p.|216}}.</ref>.

Pour les démonstrations en classe, le silane peut être produit en chauffant un mélange de [[sable]] et de poudre de [[magnésium]] pour obtenir du [[siliciure de magnésium]] {{fchim|Mg|2|Si}}, qui peut ensuite être versé dans de l'acide chlorhydrique. Le siliciure de magnésium réagit avec l'acide pour produire du silane {{fchim|SiH|4}}, lequel forme des bulles qui remontent à la surface et s'enflamment spontanément au contact de l'air par [[pyrophoricité]] en laissant entendre un crépitement de petites explosions<ref name="PopSci">
{{Article
 | langue      = en
 | url         = https://web.archive.org/web/20101129090339/http://theodoregray.com/PeriodicTable/PopularScience/2005/10/1/index.html
 | titre       = Making Silicon from Sand
 | date        = octobre 2005, archivé le {{date-|11 novembre 2006}}
 | site        = https://web.archive.org/
 | périodique  = [[Popular Science]]
 | consulté le = 28 janvier 2021
}}.</ref>. On peut considérer cette réaction comme une [[réaction acido-basique]] [[Cinétique chimique#Facteurs influençant la vitesse des réactions|hétérogène]] dans la mesure où l'[[anion]] siliciure Si{{exp|4−}} de la structure [[Structure fluorine|antifluorite]] de {{fchim|Mg|2|Si}} peut servir de [[Théorie de Brønsted-Lowry|base de Brønsted]] acceptant quatre [[proton]]s.
:4 [[Acide chlorhydrique|HCl]] + [[Siliciure de magnésium|{{fchim|Mg|2|Si}}]] ⟶ {{fchim|SiH|4}} + 2 [[Chlorure de magnésium|{{fchim|MgCl|2}}]].

D'une manière générale, les [[Métal alcalino-terreux|métaux alcalino-terreux]] forment des siliciures ayant les [[stœchiométrie]]s {{fchim|M{{exp|{{II}}}}|2|Si}}, M{{exp|{{II}}}}Si et {{fchim|M{{exp|{{II}}}}Si|2}}. Dans tous les cas, ces substances réagissent avec les [[Théorie de Brønsted-Lowry|acides de Brønsted]] pour produire des hydrures de silicium dont la nature dépend des liaisons de l'anion Si dans le siliciure. Il peut par exemple se former du silane {{fchim|SiH|4}}, des [[Silane (famille de composés)|silanes]] plus lourds de la [[série homologue]] de formule générale {{fchim|Si|''n''|H|2''n''+2}}, des hydrures de silicium polymériques, ou un [[acide silicique]] {{fchim|[SiO|''x''|(OH)|4−2''x''|]|''n''}}. Ainsi, M{{exp|{{II}}}}Si, qui contient une chaîne d'anions Si{{exp|2−}} en zigzag sur laquelle chaque Si a deux [[Doublet non liant|doublet non liants]] susceptibles d'accepter des protons, donne l'hydrure polymérique {{fchim|(SiH|2|)|''x''}}.

Enfin, une méthode de production de silane à petite échelle consiste à faire réagir un [[amalgame de sodium]] avec du [[dichlorosilane]] {{fchim|SiH|2|Cl|2}}, ce qui donne, outre le silane, des hydrures de silicium polymérisés {{fchim|(SiH)|''x''}}<ref name="Mellor"/>.

== Applications ==

[[Fichier:Container 【 28T9 】 SINU 212002(1)---No,1 【 Pictures taken in Japan 】.jpg|vignette|Conteneurs de silane de [[Taiyo Nippon Sanso]] à [[Tobishima]], non loin de [[Nagoya]].]]

Alors que les [[Composé organosilicié|organosilanes]] ont des applications variées, le silane proprement dit est utilisé de manière quasi exclusive comme [[Précurseur (chimie)|précurseur]] du [[silicium]] pur, notamment pour l'[[industrie des semiconducteurs]]. La fabrication de [[Module solaire photovoltaïque|modules solaires photovoltaïques]] bon marché a conduit a une consommation substantielle de silane pour le dépôt de [[silicium amorphe]] hydrogéné (a-Si:H) [[dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma]] ({{Abréviation|PECVD|Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition}}) sur divers [[Substrat (électronique)|substrats]] tels que le [[verre]], des [[Métal|métaux]] ou des [[Matière plastique|matières plastiques]].

Le dépôt de silicium par PECVD est assez peu efficient puisqu'il n'utilise qu'environ 15 % du silane, le reste étant perdu. Diverses méthodes de recyclage ont été développées pour améliorer le [[Rendement chimique|rendement]] du procédé et réduire son [[empreinte environnementale]]<ref name="USPatent 20110011129A1">{{US patent | 20110011129A1 | assignee = L'Air Liquide SA pour l'Étude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | inventor = Pierre Briend, Bruno Alban, Henri Chevrel et Denis Jahan | date = 20 janvier 2011 | filed = 18 février 2009 | title = Method for recycling silane ({{fchim|CH|4}}).}}</ref>{{,}}<ref name="10.1016/j.resconrec.2012.10.002">{{Article | langue = en | nom1 = M. A. Kreiger, D. R. Shonnard et J. M. Pearce | titre = Life cycle analysis of silane recycling in amorphous silicon-based solar photovoltaic manufacturing | périodique = Resources, Conservation and Recycling | volume = 70 | date = 01/2013 | pages = 44-49 | url texte = https://www.researchgate.net/profile/Joshua_Pearce/publication/233936189_Life_Cycle_Analysis_of_Silane_Recycling_in_Amorphous_Silicon-Based_Solar_Photovoltaic_Manufacturing/links/59fc1f1aa6fdcca1f2931f53/Life-Cycle-Analysis-of-Silane-Recycling-in-Amorphous-Silicon-Based-Solar-Photovoltaic-Manufacturing.pdf |format=pdf | consulté le = 30 janvier 2021 | doi = 10.1016/j.resconrec.2012.10.002 }}.</ref>.

== Sécurité ==

Le silane étant [[Pyrophoricité|pyrophorique]], les fuites de ce gaz s'enflamment spontanément, de sorte que de nombreux accidents mortels ont eu lieu dans des usines à la suite de feux et d'explosions<ref name="10.1002/prs.680210106">{{Article | langue = en | nom1 = Jenq Renn Chen | titre = Characteristics of fire and explosion in semiconductor fabrication processes | périodique = Process Safety Progress | volume = 21 | numéro = 1 | date = 03/2002 | pages = 19-25 | url texte   = https://aiche.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/prs.680210106 | consulté le = 30 janvier 2021 | doi = 10.1002/prs.680210106 }}.</ref>{{,}}<ref name="10.1002/prs.10136">{{Article | langue = en | auteurs = Jenq‐Renn Chen, Hsiao‐Yun Tsai, Shang‐Kay Chen, Huan‐Ren Pan, Shuai‐Ching Hu, Chun‐Cheng Shen, Chia‐Ming Kuan, Yu‐Chen Lee et Chih‐Chin Wu  | titre = Analysis of a silane explosion in a photovoltaic fabrication plant | périodique  = Process Safety Progress | volume = 25 | numéro = 3 | date = 09/2006  | pages = 237-244 | url texte = https://aiche.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/prs.10136 | consulté le = 30 janvier 2021 | doi         = 10.1002/prs.10136 }}.</ref>{{,}}<ref name="10.1002/prs.10194">
{{Article
 | langue      = en
 | nom1        = Yo‐Yu Chang, Deng‐Jr Peng, Hong‐Chun Wu, Charng‐Cheng Tsaur, Chun‐Cheng Shen, Hsiao‐Yun Tsai et Jenq‐Renn Chen 
 | titre       = Revisiting of a silane explosion in a photovoltaic fabrication plant
 | périodique  = Process Safety Progress
 | volume      = 26
 | numéro      = 2
 | mois        = juin
 | année       = 2007
 | pages       = 155-158
 | url texte   = https://aiche.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/prs.10194
 | consulté le = 30 janvier 2021
 | doi         = 10.1002/prs.10194
}}.</ref>. La [[combustion]] du silane à faible concentration se déroulerait en deux temps, l'[[oxydation]] de l'[[Dihydrogène|hydrogène]] intervenant après la formation du [[dioxyde de silicium]], dont la [[condensation]] accélérerait la formation d'[[eau]] sous l'effet d'une [[rétroaction]] thermique<ref name="10.1016/S0082-0784(98)80095-7">
{{Article
 | langue      = en
 | nom1        = V. I. Babushok, W. Tsang, D. R. Burgess Jr. et M. R. Zachariah
 | titre       = Numerical study of low- and high-temperature silane combustion
 | périodique  = Symposium (International) on Combustion
 | volume      = 27
 | numéro      = 2
 | année       = 1998
 | pages       = 2431-2439
 | url texte   = https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0082078498800957
 | consulté le = 30 janvier 2021
 | doi         = 10.1016/S0082-0784(98)80095-7
}}.</ref>. Le silane dilué dans des gaz inertes comme l'[[Diazote|azote]] ou l'[[argon]] est encore davantage susceptible de s'enflammer dans l'air que le silane pur : même un mélange de 1 % de silane dans l'azote pur s'enflamme facilement<ref name="10.1016/0010-2180(94)00175-R">
{{Article
 | langue      = en
 | nom1        = Shigeo Kondo, Kazuaki Tokuhashi, Hidekazu Nagai, Masaji Iwasaka et Masahiro Kaise
 | titre       = Spontaneous ignition limits of silane and phosphine
 | périodique  = Combustion and Flame
 | volume      = 101
 | numéro      = 1-2
 | mois        = avril
 | année       = 1995
 | pages       = 170-174
 | url texte   = https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/001021809400175R
 | consulté le = 30 janvier 2021
 | doi         = 10.1016/0010-2180(94)00175-R
}}.</ref>. La dilution du silane dans de l'hydrogène permet de réduire les risques industriels lors de la production de [[Cellule photovoltaïque|cellules solaires]] en [[silicium amorphe]] et présente également l'avantage de stabiliser les [[Module solaire photovoltaïque|modules solaires photovoltaïques]] ainsi produits en limitant l'[[effet Staebler-Wronski]] ({{Abréviation|WSE|Staebler-Wronski Effect}})<ref name="10.1016/B978-1-4377-7873-1.00010-3">
{{Article
 | langue      = en
 | nom1        = Christopher J.Petti, Mohamed M. Hilali et Gopalkrishna Prabhu
 | titre       = 10 - Thin Films in Photovoltaics
 | périodique  = Handbook of Thin Film Deposition (Third Edition)
 | année       = 2012
 | pages       = 313-359
 | url texte   = https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9781437778731000103
 | consulté le = 30 janvier 2021
 | doi         = 10.1016/B978-1-4377-7873-1.00010-3
}}.</ref>{{,}}<ref>
{{Article
 | langue      = en
 | nom1        = Wilfried G. J. H. M. Van Sark
 | titre       = Methods of Deposition of Hydrogenated Amorphous Silicon for Device Applications
 | périodique  = Thin Films and Nanostructures
 | volume      = 30
 | année       = 2002
 | pages       = 1-215
 | url texte   = https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1079405002800047
 | consulté le = 30 janvier 2021
 | doi         = 10.1016/S1079-4050(02)80004-7
}}.</ref>. 

Contrairement au [[méthane]], le silane est assez toxique : la [[dose létale médiane]] chez le [[rat de laboratoire]] est de 0,96 % ({{unité|9600|ppm}}) sur quatre heures. De plus, le contact avec l'œil peut former des [[Acide silicique|acides siliciques]] responsables d'irritations oculaires. Le [[National Institute for Occupational Safety and Health]] américain recommande de ne pas dépasser une exposition professionnelle au silane de {{unité|5|ppm}}, soit {{unité|7|mg/m3}}, en moyenne pondérée sur huit heures<ref name="NIOSH">
{{Lien web
 | langue      = en
 | url         = https://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0556.html
 | titre       = Silicon tetrahydride
 | site        = cdc.gov
 | éditeur     = [[Centres pour le contrôle et la prévention des maladies|CDC]]
 | consulté le = 30 janvier 2021
}}.</ref>.

== Notes et références ==
{{Références nombreuses|taille=30}}

{{Palette|Composés binaires de l'hydrogène|Composés du silicium}}
{{Portail|chimie}}

[[Catégorie:Silane]]
[[Catégorie:Gaz inorganique]]
[[Catégorie:Espèce chimique détectée dans le milieu interstellaire ou circumstellaire]]

[[zh:硅烷]]

Modèles utilisés par cette page :

Modèle:, (voir la source) (protégé)
Modèle:1re (voir la source) (protégé)
Modèle:4e (voir la source) (protégé)
Modèle:5e (voir la source) (protégé)
Modèle:ADR (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:ATC (voir la source) (semi-protégé)
Modèle:ATCvet (modifier)
Modèle:Abr (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:Abrd (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:Abréviation (voir la source) (protégé)
Modèle:Abréviation discrète (voir la source) (protégé)
Modèle:Article (voir la source) (protégé)
Modèle:Autre4 (voir la source) (protégé)
Modèle:CAS (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:CID (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:Catégorisation badges (voir la source) (protégé)
Modèle:Classes début infobox (voir la source) (protégé)
Modèle:Date- (voir la source) (protégé)
Modèle:De (voir la source) (protégé)
Modèle:Dièse couleur web (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:EINECS (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:En (voir la source) (protégé)
Modèle:Exp (voir la source) (protégé)
Modèle:FEMA (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:Fchim (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:Formatnum (voir la source) (protégé)
Modèle:Formule chimique (voir la source) (protégé)
Modèle:GESTIS (voir la source) (semi-protégé)
Modèle:II (voir la source) (protégé)
Modèle:ISBN (voir la source) (protégé)
Modèle:IndexCE (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:Indication de format (voir la source) (protégé)
Modèle:Indication de langue (voir la source) (protégé)
Modèle:Infobox/Début (voir la source) (protégé)
Modèle:Infobox/Fin (voir la source) (protégé)
Modèle:Infobox/Image (voir la source) (protégé)
Modèle:Infobox/Image optionnelle (voir la source) (protégé)
Modèle:Infobox/Ligne (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:Infobox/Ligne mixte optionnelle (voir la source) (protégé)
Modèle:Infobox/Ligne mixte optionnelle avec Wikidata par défaut (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:Infobox/Ligne optionnelle (voir la source) (protégé)
Modèle:Infobox/Notice (voir la source) (protégé)
Modèle:Infobox/Sous-titre optionnel (voir la source) (protégé)
Modèle:Infobox/Séparateur (voir la source) (protégé)
Modèle:Infobox/Titre (voir la source) (protégé)
Modèle:Infobox Chimie (voir la source) (semi-protégé)
Modèle:Infobox Chimie/2 (voir la source) (semi-protégé)
Modèle:Infobox Chimie/Groupe espace (modifier)
Modèle:Infodoc (voir la source) (protégé)
Modèle:IsNumeric (voir la source) (protégé)
Modèle:Lang (voir la source) (protégé)
Modèle:Langue (voir la source) (protégé)
Modèle:Lien préfixé avec un deux-points (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:Lien préfixé avec un deux-points/main (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:Lien vers modèle (voir la source) (protégé)
Modèle:Lien web (voir la source) (protégé)
Modèle:Liste horizontale (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:Multiparamètres (voir la source) (protégé)
Modèle:Méta bandeau (voir la source) (protégé)
Modèle:Méta bandeau de note (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:Méta lien vers portail (voir la source) (protégé)
Modèle:Méta lien vers portail/Catégorisation (voir la source) (protégé)
Modèle:Méta palette de navigation (voir la source) (protégé)
Modèle:Méta palette de navigation sous-groupe (voir la source) (protégé)
Modèle:NFPA 704 (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:Nobr (voir la source) (protégé)
Modèle:Non vide (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:Note (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:NrE (modifier)
Modèle:NrONU (modifier)
Modèle:Ordinal (voir la source) (protégé)
Modèle:Ouvrage (voir la source) (protégé)
Modèle:P. (voir la source) (protégé)
Modèle:PKa (modifier)
Modèle:Page h' (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:Palette (voir la source) (protégé)
Modèle:Palette Composés binaires de l'hydrogène (modifier)
Modèle:Palette Composés du silicium (modifier)
Modèle:Pdf (voir la source) (protégé)
Modèle:Portail (voir la source) (protégé)
Modèle:Portail chimie (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:RTECS (modifier)
Modèle:Remplace (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:Reptox (modifier)
Modèle:Rom-maj (voir la source) (protégé)
Modèle:Romain (voir la source) (protégé)
Modèle:Références (voir la source) (protégé)
Modèle:Références nombreuses (voir la source) (protégé)
Modèle:SGH (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:SGH/2 (modifier)
Modèle:SID (voir la source) (semi-protégé)
Modèle:SIMDUT (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:SIMDUT/2 (modifier)
Modèle:Str left (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:Suivi des biographies (voir la source) (protégé)
Modèle:SymbolePearson (modifier)
Modèle:Taille em (voir la source) (protégé)
Modèle:Température (voir la source) (protégé)
Modèle:Tmp (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:Tnavbar (voir la source) (protégé)
Modèle:Trim (voir la source) (protégé)
Modèle:US patent (modifier)
Modèle:Unité (voir la source) (protégé)
Modèle:Unité/2 (voir la source) (semi-protection étendue)
Modèle:VI (voir la source) (protégé)
Modèle:Vol (modifier)
Modèle:Vol. (voir la source) (semi-protection étendue)
Module:Bandeau (voir la source) (protégé)
Module:Bandeau/Class (voir la source) (protégé)
Module:Biblio (voir la source) (protégé)
Module:Biblio/Article (voir la source) (semi-protection étendue)
Module:Biblio/Commun (voir la source) (protégé)
Module:Biblio/Lien web (voir la source) (protégé)
Module:Biblio/Ouvrage (voir la source) (semi-protection étendue)
Module:Biblio/Références (voir la source) (protégé)
Module:Catégorisation badges (voir la source) (semi-protection étendue)
Module:Correction syntaxique (voir la source) (semi-protection étendue)
Module:Date (voir la source) (protégé)
Module:Date/Data (voir la source) (semi-protection étendue)
Module:Dièse couleur web (voir la source) (semi-protection étendue)
Module:Infobox/Titre (voir la source) (protégé)
Module:Langue (voir la source) (protégé)
Module:Langue/Data (voir la source) (semi-protection étendue)
Module:Linguistique (voir la source) (semi-protection étendue)
Module:Multiparamètres (voir la source) (semi-protection étendue)
Module:Nombre2texte (voir la source) (protégé)
Module:Nombre2texte/Data (voir la source) (semi-protection étendue)
Module:Outils (voir la source) (protégé)
Module:P. (voir la source) (protégé)
Module:Palette (voir la source) (semi-protection étendue)
Module:String (voir la source) (semi-protection étendue)
Module:Suivi des biographies (voir la source) (protégé)
Module:Suivi des biographies/données (voir la source) (semi-protection étendue)
Module:TableBuilder (voir la source) (protégé)
Module:Unité (voir la source) (protégé)
Module:Unité/Data (voir la source) (semi-protection étendue)
Module:Wikidata (voir la source) (semi-protection étendue)
Module:Wikidata/I18n (voir la source) (semi-protection étendue)
Module:Yesno (voir la source) (protégé)

Revenir à la page Silane (composé).

Ce document provient de « https://fr.wikipedia.org/wiki/Silane_(composé) ».