ジシラン

ジシラン：性質、製造、用途

ジシランは、ケイ素と水素から構成される無機化合物です。常温常圧下では気体として存在し、エタンと類似した構造を持つことから、エタンのケイ素類縁体と呼ばれています。しかしながら、その反応性はエタンよりもはるかに高いことが知られています。ジシランは独特の刺激臭を有しており、取り扱いには注意が必要です。

ジシランの化学式はSi₂H₆で表されます。 これは、2つのケイ素原子と6つの水素原子が結合した構造をしています。一般式Si₂X₆で表される化合物群（Xは水素原子、ハロゲン、アルキル基、アリール基など）は、ジシランを母化合物とする誘導体であり、これらも広義にはジシランと呼ばれることがあります。

ジシランの製造方法

ジシランの合成にはいくつかの方法が知られています。主な方法として、ケイ化マグネシウムの加水分解が挙げられます。この方法は、ケイ化マグネシウムを水と反応させることで、シラン、ジシラン、トリシランなどのケイ素化合物を生成する反応です。シランの製造法としては主流ではなくなりましたが、ジシランを得るための有効な手段として利用されています。ただし、この方法でシランを製造する場合、痕跡量のジシランが混入することがあり、生成物が自然発火する危険性も伴います。

もう一つの重要な製造経路は、有機ケイ素化合物の工業的製造法であるミュラー・ロショー法の副産物としての生成です。この方法は、主にメチルトリクロロシランなどのクロロシランを原料として用い、様々な有機ケイ素化合物を合成するプロセスです。この過程で、一般式CH₃Si₂H₅₋ₓClₓで表される不揮発性のジシラン誘導体が副生成物として得られます。

また、有機ジシランはクロロシランの還元的ホモカップリングによって合成することも可能です。例えば、トリメチルクロロシランをナトリウムで還元することで、ヘキサメチルジシラン((CH₃)₃Si-Si(CH₃)₃)を合成することができます。この反応は、2分子のトリメチルクロロシランから2つのクロロ原子を除去し、ケイ素原子同士を結合させる反応です。

ジシランの用途と反応

ジシランは、アモルファスシリコン（非晶質シリコン）の原料として重要な役割を果たします。ジシランやシランは、およそ640℃で分解し、アモルファスシリコンを生成します。この反応は化学気相成長法（CVD法）として利用され、太陽電池の製造、特にシリコンウエハーの製造などに広く応用されています。アモルファスシリコンは、薄膜太陽電池などの用途に適した材料として知られています。

ジシランの高い反応性は、様々な化学反応への利用を可能にしています。その反応性を利用した様々な誘導体の合成も盛んに行われています。しかしながら、その反応性ゆえに、取り扱いには注意が必要です。

まとめると、ジシランは、その独特の性質と反応性から、太陽電池材料などの製造において重要な役割を担う化合物です。また、その製造方法や反応性に関する研究は、ケイ素化学の進歩に大きく貢献しています。今後、ジシランの新たな用途や、より効率的な製造方法の開発が期待されます。

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