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[ ].
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Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Bisheriger Kenntnisstand
- Hyperkoordinierte Siliciumverbindungen
- Pentakoordiniertes Silicium
- Hexakoordiniertes Silicium
- Höhere Koordination am Silicium
- B-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
- Hyperkoordinierte Siliciumverbindungen
- 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
- Halogenierte Verbindungen mit E-C-N-Einheit
- 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 X3 E-CH2-N-Sequenz (E = Si, Ge)
- Synthese von N,N-Dimethylaminomethyl-trifluorsilan
- Umsetzung von GeCh₂ Dioxan mit N,N-Dimethylmethylen-iminiumchlorid
- Verbindungen mit X Si-N-N-Sequenz
- Trimethylhydrazido-trifluorsilan und Bis(trimethylhydrazido)-difluorsilan
- Trimethylhydrazido-chlorsilan
- N,N-Dimethyl-N'-trifluorsilyl-N-trimethylsilylhydrazin
- Durchführung und Daten der Röntgenstrukturanalysen
- Synthese der Ausgangsverbindungen
- Dank
- Zusammenfassung
- Summary
- Literaturverzeichnis
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der Synthese und Charakterisierung neuartiger halogenierter Silane und Germane, die sich durch β-ständige Stickstoffunktionen auszeichnen. Das Hauptziel der Arbeit ist die Untersuchung der Donor-Akzeptor-Wechselwirkungen zwischen dem Silicium- oder Germaniumatom und den benachbarten Stickstoffatomen. Dabei werden verschiedene Strukturtypen der Verbindungen mit E-C-N- und Si-N-N-Atomsequenzen untersucht.
- Synthese und Charakterisierung neuer halogenierter Silane und Germane mit β-ständigen Stickstoffunktionen
- Untersuchung der Donor-Akzeptor-Wechselwirkungen zwischen dem Silicium- oder Germaniumatom und den benachbarten Stickstoffatomen
- Analyse der strukturellen und elektronischen Eigenschaften verschiedener Strukturtypen
- Elucidierung des Einflusses der β-ständigen Stickstoffunktionen auf die Eigenschaften der Silane und Germane
- Vergleich der Ergebnisse mit bekannten Daten aus der Literatur
Zusammenfassung der Kapitel
Die Arbeit gliedert sich in fünf Kapitel. Das erste Kapitel bietet eine allgemeine Einleitung zum Thema und stellt die Motivation für die vorliegende Arbeit dar. Das zweite Kapitel beleuchtet den bisherigen Kenntnisstand über hyperkoordinierte Siliciumverbindungen sowie Donor-Akzeptor-Wechselwirkungen zwischen N und Gruppe-14-Elementen. Kapitel 3 präsentiert die neuen Ergebnisse der Arbeit, die sich auf die Synthese und Charakterisierung von halogenierten Verbindungen mit E-C-N- und Si-N-N-Einheiten konzentriert. Kapitel 4 beschreibt die experimentellen Methoden und Durchführung der Synthesen. Das letzte Kapitel beinhaltet einen Dank an alle Beteiligten sowie eine Zusammenfassung der wichtigsten Ergebnisse der Arbeit.
Schlüsselwörter
Die Arbeit befasst sich mit den zentralen Themen halogenierter Silane und Germane, β-ständigen Stickstoffunktionen, Donor-Akzeptor-Wechselwirkungen, hyperkoordinierten Siliciumverbindungen, Synthese und Charakterisierung sowie spektroskopischen und quantenchemischen Methoden.
- Arbeit zitieren
- Krunoslav Vojinovic (Autor:in), 2001, Halogenierte Silane und Germane mit ß-ständigen Stickstoffunktionen, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/6606
