Voir la source de Silane (composé)

{{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 = 
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 | indiceIode = 
 | indiceAcide = 
 | indiceSaponification = 
<!-- Propriétés physiques -->
 | TTransitionVitreuse = {{tmp||°C}}
 | fusion = {{tmp|-185|°C}}<ref name="GESTIS"/>
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 | 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"/>
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 | 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 = 
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<!-- Thermochimie -->
 | emsGaz = {{Unité/2||J||K|-1|mol|-1}}
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 | 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}}
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<!-- Propriétés biochimiques -->
 | codons = 
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 | 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 = 
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<!-- Propriétés optiques -->
 | refraction = <!--<math>\textit{n}_{D}^{20}</math> = --> <!-- {{réfraction|T=|λ=|k=|}} -->
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 | fluorescence = <!-- λ<sub>excitation</sub> {{λ||nm}} ; <br />λ<sub>émission</sub> {{λ||nm}} -->
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 | 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 = 
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 | 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.]]) -->
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 | LogP = <!--([[octanol]]/eau)-->
 | DJA = 
 | ARFD =  <!--mg/kg pc-->
 | AOEL = <!--mg/kg par jour-->
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<!-- Données pharmacocinétiques -->
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<!-- Considérations thérapeutiques -->
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<!-- Caractère psychotrope -->
 | categoriePsycho = 
 | modeConsommation = 
 | autresNoms = 
 | risqueDependance = 
<!-- Composés apparentés -->
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 | autrescations = 
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<!-- 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]]