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2026-03-21T19:02:41Z

HC: Ergänze Kategorie:Alkylsiliciumverbindung

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{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel = [[Datei:Tetramethylsilane Structural formula V1.svg|150px|Strukturformel von Tetramethylsilan]]
| Andere Namen = * TMS
* Siliciumtetramethyl
| Summenformel = C4H12Si
| CAS = {{CASRN|75-76-3}}
| EG-Nummer = 200-899-1
| ECHA-ID = 100.000.818
| PubChem = 6396
| ChemSpider =
| Beschreibung = farblose Flüssigkeit mit charakteristischem Geruch<ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=Tetramethylsilan|ZVG=3110|CAS=75-76-3|Abruf=2026-01-02}}</ref>
| Molare Masse = 88,23 g·[[mol]]−1
| Aggregat = flüssig
| Dichte = 0,65 g·cm−3<ref name="GESTIS" />
| Schmelzpunkt = *−107,2 [[Grad Celsius|°C]] (α-Form)<ref name="Harada">Harada, M.; Atake, T.; Chihara, H.: ''Thermodynamic properties of polymorphic phases of tetramethylsilane'' in [[J. Chem. Thermodyn.]] 9 (1977) 523–534, {{DOI|10.1016/0021-9614(77)90156-2}}.</ref>
* −102,1 °C (β-Form)<ref name="Harada" />
* −99,1 °C (γ-Form)<ref name="Harada" />
| Siedepunkt = 26 °C<ref name="GESTIS" />
| Dampfdruck = *750 h[[Pascal (Einheit)|Pa]] (20 °C)<ref name="GESTIS" />
* 2,145 bar (50 °C)<ref name="GESTIS" />
* 3,355 bar (65 °C)<ref name="GESTIS" />
| Löslichkeit = nahezu unlöslich in Wasser (20 mg·l−1 bei 25 °C)<ref name="GESTIS" />
| Brechungsindex = 1,3587 (20 °C)<ref name="CRC90_3_480">{{CRC Handbook|Auflage=90|Titel=Physical Constants of Organic Compounds|Kapitel=3|Startseite=480}}</ref>
| Quelle GHS-Kz = <ref name="GESTIS" />
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|02}}
| GHS-Signalwort = Gefahr
| H = {{H-Sätze|224}}
| EUH = {{EUH-Sätze|-}}
| P = {{P-Sätze|210|233|240|241|242|403+235}}
| Quelle P = <ref name="GESTIS" />
| MAK =
}}

'''Tetramethylsilan''' (TMS) ist eine [[Chemie|chemische]] Substanz mit der [[Konstitutionsformel]] Si(CH3)4, die aus einem zentralen [[Silicium]]-Atom (Si) und vier daran gebundenen [[Methylgruppe]]n (–CH3) besteht.

== Darstellung ==
Tetramethylsilan lässt sich durch die [[Grignard-Reaktion]] aus [[Siliciumtetrachlorid]] und [[Methylmagnesiumchlorid]] synthetisieren.
Es lässt sich auch durch Reaktion von [[Chlortrimethylsilan]] mit Natriummethylaluminiumchlorid darstellen.<ref name="brauer">[[Georg Brauer]] (Hrsg.), unter Mitarbeit von [[Marianne Baudler]] u. a.: ''Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie.'' 3., umgearbeitete Auflage. Band I, Ferdinand Enke, Stuttgart 1975, ISBN 3-432-02328-6, S. 705.</ref>
:<math>\mathrm{3 \ NaCl + AlCl_3 + 2 \ Al + 3 \ CH_3Cl \longrightarrow 3 \ NaCH_3AlCl_3}</math>
:<math>\mathrm{NaCH_3AlCl_3 + (CH_3)_3SiCl \longrightarrow (CH_3)_4Si + NaAlCl_4}</math>

Eine der ersten Synthesen von Tetramethylsilan gelang 1865 [[James Mason Crafts]] und [[Charles Friedel]] durch Umsetzung von Siliciumtetrachlorid mit [[Dimethylzink]] bei 200 °C.<ref name="DOI10.1002/jlac.18651360217" />
:<math>\mathrm{SiCl_4 + 2 \ Zn(CH_3)_2 \longrightarrow Si(CH_3)_4 + 2 \ ZnCl_2}</math>

== Eigenschaften ==
=== Physikalische Eigenschaften ===
Tetramethylsilan ist eine niedrig siedende farblose Flüssigkeit. Der Siedepunkt unter [[Normaldruck]] liegt bei 26 °C.<ref name="GESTIS" /> Die [[Dampfdruck]]funktion ergibt sich nach [[Antoine-Gleichung|Antoine]] entsprechend log10(P) = A−(B/(T+C)) (P in bar, T in K) mit A = 3,97703, B = 1047,272 und C = −36,057 im Temperaturbereich von 208,93 bis 293.64 K.<ref name="Aston">Aston, J.G.; Kennedy, R.M.; Messerly, G.H.: ''The heat capacity and entropy, heats of fusion and vaporization and the vapor pressure of silicon tetramethyl'' in [[J. Am. Chem. Soc.]] 63 (1941) 2343–2348.</ref> In fester Phase existieren drei [[Polymorphie (Stoffeigenschaft)|polymorphe]] Kristallformen. Die folgende Tabelle zeigt die Schmelzpunkte, [[Schmelzenthalpie]]n und [[Schmelzentropie]]n. Alle Kristallformen stehen [[Monotropie|monotrop]] zueinander.<ref name="Harada" />
{| class="wikitable" style="margin-left:20px; text-align:center; font-size:90%;"
|-
|class="hintergrundfarbe6" colspan="13"| '''Polymorphe Formen von Tetramethylsilan'''<ref name="Harada" />
|-
|class="hintergrundfarbe5" style="text-align:left"|
| Tf in K || Tf in °C || ΔfH in kJ·mol−1 || ΔfS in J·K−1·mol−1
|-
|class="hintergrundfarbe5" style="text-align:left"| α-Form
| 165,92 || −107,23 || 0,703 || 4,24
|-
|class="hintergrundfarbe5" style="text-align:left"| β-Form
| 171,02 || −102,13 || 5,878 || 34,37
|-
|class="hintergrundfarbe5" style="text-align:left"| γ-Form
| 174,07 || −99,08 || 6,874 || 39,51
|}

=== Chemische Eigenschaften ===
Tetramethylsilan ist als Flüssigkeit oder Dampf extrem entzündbar. Es bildet leicht entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Die Verbindung hat einen [[Flammpunkt]] unterhalb von −20 °C. Der [[Explosionsgrenze|Explosionsbereich]] liegt zwischen 1,0 Vol.‑% (36 g/m³) als untere Explosionsgrenze (UEG) und 37,9 Vol.‑% (1385 g/m³) als obere Explosionsgrenze (OEG). Die [[Grenzspaltweite]] wurde mit 0,65 mm bestimmt. Es resultiert damit eine Zuordnung in die [[Explosionsgruppe]] IIB. Die [[Zündtemperatur]] beträgt 330 °C. Der Stoff fällt somit in die [[Temperaturklasse]] T2.<ref name="GESTIS" /> Tetramethylsilan ist in Wasser nahezu unlöslich.<ref name="brauer" />

== Verwendung ==
=== Als Referenz in der NMR-Spektroskopie ===
TMS wird in der [[NMR-Spektroskopie]] als Standardsubstanz für die Kalibrierung der [[Chemische Verschiebung|chemischen Verschiebung]] von 1H- und 13C-Spektren in organischen Lösungsmitteln verwendet. Dem TMS-Signal wird eine chemische Verschiebung von 0 ppm zugeordnet. Es eignet sich für diesen Zweck aus folgenden Gründen besonders gut:

* TMS liefert in beiden Spektren jeweils ein einziges intensives Signal.
* Das Signal liegt wegen der geringen Elektronegativität von [[Silicium]] bei einer niedrigeren Frequenz als die Signale gewöhnlicher [[Organische Verbindung|organischer Verbindungen]].
* TMS ist chemisch weitgehend inert und kann deshalb der Probe als interner Standard zugefügt werden.
* TMS ist leicht flüchtig und kann daher nach der Messung leicht wieder entfernt werden.

==== Alternativen ====
In wässrigen Lösungen, in denen TMS quasi unlöslich ist, werden stattdessen die wasserlöslichen Derivate DSS (2,2-Dimethyl-2-silapentan-5-sulfonsäure, Natriumsalz) oder [[Natriumtrimethylsilylpropionat|TSP]] (3-(Trimethylsilyl)-propionsäure, Natriumsalz) verwendet. In organischen Lösungsmitteln kann alternativ zu TMS auch [[Octamethylcyclotetrasiloxan]] (OMS) verwendet werden, falls ein höherer Siedepunkt erwünscht ist.

=== Als Methylierungsmittel ===
Obwohl TMS – wie oben angegeben – weitgehend inert ist, wurde es erfolgreich als [[Methylierung]]smittel in [[Transmetallierung]]sreaktionen eingesetzt:<ref>{{Literatur |Autor=H. Schmidbaur, W. Findeiss |Titel=A Simple Route to Organogallium Compounds |Sammelwerk=Angewandte Chemie International Edition in English |Band=3 |Nummer=10 |Datum=1964-10 |Seiten=696 |DOI=10.1002/anie.196406961}}</ref>
:<math>\mathrm{(CH_3)_4Si + GaCl_3 \longrightarrow (CH_3)_3SiCl + GaCl_2(CH_3)}</math>

== Sicherheitshinweise ==
Die Dämpfe sind reizend für die Augen und die Atemwege, in höheren Konzentrationen besteht eine narkotische Wirkung.

== Weblinks ==
{{Commonscat|Tetramethylsilane|Tetramethylsilan|audio=0|video=0}}

== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="DOI10.1002/jlac.18651360217">{{Literatur |Autor=J. M. Crafts, C. Friedel |Titel=Ueber das Siliciummethyl und die Kieselsäure-Methylather |Sammelwerk=Annalen der Chemie und Pharmacie |Band=136 |Nummer=2 |Datum=1865 |Seiten=203–211 |DOI=10.1002/jlac.18651360217}}</ref>
</references>

{{Normdaten|TYP=s|GND=4184909-7}}

[[Kategorie:Carbosilan]]
[[Kategorie:Alkylsiliciumverbindung]]

Tetramethylsilan - Versionsgeschichte

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