N-гетероциклические карбены стабилизируют радикал Si2H

Исследователям из Германии впервые удалось выделить и охарактеризовать стабильный радикал, содержащий два атома кремния и гидридный водород.

Одноэлектронное восстановление позволяет получить содержащий два атома кремния и гидридный водород радикал в смешанно-валентном состоянии (сверху справа). (Рисунок из Chem. Sci., 2016, DOI: 10.1039/c6sc01569g)

Гидриды кремния с открытой валентной оболочкой могут существовать как высокоактивные реакционноспособные частицы, образующиеся во время химического осаждения паров кремния – ключевого процесса получения полупроводников, например, для солнечных батарей. Такие гидриды крайне нестабильны, и их очень сложно детектировать в реакционной смеси, не говоря уже про то, чтобы выделить в пригодном для исследования виде.

Александер Филиппу (Alexander Filippou) с коллегами из Университета Бонна смог уловить находящийся в смешанно-валентном состоянии радикал, содержащий два атома кремния и гидридный водород, стабилизировав его двумя N-гетероциклическими карбенами. Теоретические и экспериментальные исследования показали, что необычный молекулярный фрагмент характеризуется терминальной связью кремний-водород и спиновой плотностью, асимметрично распределенной между атомами кремния. Соединение, содержащее один атом кремния в степени окисления +1, а другой – в степени окисления 0, является исключительным примером выделенного гидрида кремния, степень окисления элемента №14 в котором меньше, чем +2.

С помощью одногоэлектронного восстановления кремнийорганических прекурсоров с помощью KC8 гидридный радикал кремния удалось выделить в составе темно-зелёного кристаллического вещества, устойчивого при комнатной температуре.