Halogenierte Silane und Germane mit ß-ständigen Stickstoffunktionen

Mémoire (de fin d'études) , 2001 , 65 Pages , Note: 1,3

Chimie - Chimie Anorganique

Silicium und seine Verbindungen sind aufgrund der enormen Breite an Verwendungsmöglichkeiten von großer Bedeutung für Technik und Alltag. Die Anwendungen reichen von Baustoffen über Hochtemperaturwerkstoffe bis hin zur Verwendung von Reinstsilicium in der Mikroelektronik[ ].

Stoffe wie Siliciumcarbid[ ] (SiC), Siliciumnitrid[2] (Si3N4) und Siliciumdioxid (SiO2) sind sowohl wegen ihrer großen Härte, thermischen Belastbarkeit und chemischen Resistenz, als auch wegen ihrer halbleitenden (SiC) und dielektrischen Eigenschaften (SiO2, Si3N4) zu unverzichtbaren Materialien in der modernen Industrie geworden. Heutzutage können mittels Chemical Vapour Deposition[ ] (CVD) oder Pyrolyse präkeramischer Polymere[ ] Werkzeuge, Lager und andere stark belastete Teile im Maschinenbau[ , ] antiabrasiv beschichtet werden. Siliciumdioxid, -nitrid aber auch das Oxynitrid (Si2N2O) bilden außerdem als Dielektrika wichtige Bestandteile von mikroelektronischen Bauteilen. Neben den gängigen Kombinationen von Gasen wie Ammoniak mit Monosilan oder Dichlorsilan, deren Handhabung und Mischungskonstanz problematisch sind, werden zunehmend sogenannte Single Source Precursoren[ , ], also flüchtige Einkomponentenvorstufen mit Si-N-Funktionalitäten eingesetzt. Die Synthese und Erforschung von neuen Verbindungen mit Si-C-N- und Si-N-N-Atomsequenz kann hierbei zur Entwicklung neuer, effizienterer Verfahren für derartige Beschichtungen beitragen.

Von technischem Interesse sind auch Organosiliciumverbindungen mit Si-N-Bindungen, wenn z.B. anorganische Polysiloxan- oder Polysilangerüste mit anderen Komponenten verbunden werden sollen, die sich durch Amidbindungen fixieren lassen. Man findet derartige Verbindungen in kommerziell erhältlichen Haftvermittlern zwischen anorganischen und organischen Polymeren, Vernetzungs- und Oberflächenmodifizierungsmitteln[ ].
[...]

Inhaltsverzeichnis

• Einleitung
• Bisheriger Kenntnisstand
  • Hyperkoordinierte Siliciumverbindungen
    • Pentakoordiniertes Silicium
    • Hexakoordiniertes Silicium
    • Höhere Koordination am Silicium
  • ß-Donor-Akzeptor-Wechselwirkungen zwischen N und Gruppe- 14-Elementen
    • Verbindungen mit E-O-N-Atomsequenz
    • Verbindungen mit E-N-N-Atomsequenz
    • Verbindungen mit E-C-N-Atomsequenz
• Neue Ergebnisse
  • Halogenierte Verbindungen mit E-C-N-Einheit
    • N,N-Dimethylaminomethyl-trifluorsilan
    • N,N-Dimethylaminomethyl-trichlorgerman
  • Halogenierte Verbindungen mit Si-N-N-Einheit
    • Trimethylhydrazido-trifluorsilan und Bis(trimethylhydrazido)-difluorsilan
    • Trimethylhydrazido-chlorsilan
    • N,N-Dimethyl-N'-trifluorsilyl-N'-trimethylsilylhydrazin
• Experimenteller Teil
  • Allgemeine Arbeitstechnik
  • Methoden zur Stoffcharakterisierung
    • Schmelz- und Siedepunktsbestimmung
    • GC-Massenspektrometrie
    • Kernresonanzspektroskopie
    • Infrarotspektroskopie
    • Quantenchemische Rechnungen
    • Ausgangsverbindungen
  • Durchführung der Umsetzungen
    • Synthese der Ausgangsverbindungen
      • Versuche zur Synthese von GeF4
      • N,N-Dimethylaminomethyl-trichlorsilaN
    • Verbindungen mit X3E-CH2-N-Sequenz (E = Siz Ge)
      • Synthese von N,N-Dimethylaminomethyl-trifluorsilan
      • Umsetzung von GeCb -Dioxan mit N,N-Dimethyl-methyleniminiumchlorid
    • Verbindungen mit XnSi-N-N-Sequenz
      • Trimethylhydrazido-trifluorsilan und Bis(trimethylhydrazido)-difiuorsilan
      • Trimethylhydrazido-chlorsilan
      • N,N-Dimethyl-N'-trifluorsilyl-N'-trimethylsilylhydrazin
    • Durchftihn_ang und Daten der Röntgenstrukturanalysen
  • Dank
  • Zusammenfassung
  • Summarv
  • Literaturverzeichnis

  Zielsetzung und Themenschwerpunkte

  Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der Synthese und Charakterisierung neuer halogenierter Silane und Germane mit ß-ständigen Stickstoffunktionen. Ziel ist es, die Struktur und Bindungsverhältnisse dieser Verbindungen zu untersuchen und die Stärke der Wechselwirkungen zwischen den Elementen Silicium oder Germanium und den ß-ständigen Stickstoffatomen zu bestimmen. Dabei wird der Einfluss der verbrückenden Spacer-Einheit auf die Molekülgeometrie und die Stärke der Wechselwirkung untersucht.

  • Hyperkoordination von Silicium und Germanium durch ß-ständige Stickstoffatome
  • Einfluss der Spacer-Einheit auf die Stärke der Donor-Akzeptor-Wechselwirkung
  • Struktur und Konformation von halogenierten Silanen und Germanen mit ß-ständigen Stickstoffunktionen
  • Vergleich mit theoretischen Berechnungen und bekannten Verbindungen
  • Untersuchung der Reaktivität und Eigenschaften der synthetisierten Verbindungen

  Zusammenfassung der Kapitel

  Die Einleitung stellt die Bedeutung von Siliciumverbindungen für Technik und Alltag dar und führt in das Thema der Hyperkoordination am Silicium ein. Der Abschnitt "Bisheriger Kenntnisstand" behandelt die Synthese, Struktur und Reaktivität von hyperkoordinierten Siliciumverbindungen und beleuchtet die Bedeutung von ß-Donor-Akzeptor-Wechselwirkungen zwischen Stickstoff und Gruppe-14-Elementen. Dabei werden verschiedene Verbindungsklassen mit O-, NR- und CH2-Spacer-Gruppen vorgestellt.

  Der Abschnitt "Neue Ergebnisse" präsentiert die Synthese und Charakterisierung von halogenierten Silanen und Germanen mit E-C-N- und E-N-N-Atomgerüsten. Dabei werden die Struktur und Bindungsverhältnisse der Verbindungen sowie die Stärke der E- - -N-Wechselwirkung untersucht. Die Ergebnisse werden mit theoretischen Berechnungen und bekannten Verbindungen verglichen.

  Der "Experimentelle Teil" beschreibt die Synthese der Ausgangsverbindungen und die Durchführung der Umsetzungen. Die Methoden zur Stoffcharakterisierung, wie NMR-Spektroskopie, IR-Spektroskopie, GC-Massenspektrometrie und Röntgenstrukturanalyse, werden detailliert erläutert.

  Schlüsselwörter

  Die Schlüsselwörter und Schwerpunktthemen des Textes umfassen hyperkoordinierte Siliciumverbindungen, ß-Donor-Akzeptor-Wechselwirkungen, halogenierte Silane und Germane, Stickstoffunktionen, Spacer-Einheit, Struktur und Bindungsverhältnisse, NMR-Spektroskopie, IR-Spektroskopie, Röntgenstrukturanalyse, quantenchemische Berechnungen.

• Université: Technical University of Munich (Institut für Anorganische und Analytische Chemie)
• Note: 1,3
• Auteur: Krunoslav Vojinovic (Auteur)
• Année de publication: 2001
• Pages: 65
• N° de catalogue: V6606
• ISBN (ebook): 9783638141420
• Langue: allemand
• mots-clé: Halogenierte, Silane, Germane, Stickstoffunktionen