Polysilane
પોલીસીલેન એ સૂત્ર (R2Si) n સાથે ઓર્ગેનોસિલિકન સંયોજનો છે. તેઓ પરંપરાગત કાર્બનિક પોલિમરના સંબંધી છે પરંતુ તેમના કરોડરજ્જુ સિલિકોન અણુઓથી બનેલા છે. તેઓ વિશિષ્ટ ઓપ્ટિકલ અને વિદ્યુત ગુણધર્મો દર્શાવે છે. તેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે સિલિકોન કાર્બાઇડના અગ્રદૂત તરીકે થાય છે. સૌથી સરળ પોલીસીલેન (SiH2) n હશે, જે મુખ્યત્વે સૈદ્ધાંતિક રસ ધરાવે છે, વ્યવહારુ રસ ધરાવતું નથી. પ્રથમ પોલીસીલેન, પોલી (ડાઇમિથાઇલસિલિલીન), [(CH3) 2Si] x, ની જાણ 1949માં જનરલ ઇલેક્ટ્રિકના ચાર્લ્સ એ. બુર્ખાર્ડ (1916-1991) દ્વારા કરવામાં આવી હતી. તે ડાયમિથાઇલડિક્લોરોસિલેન સાથે સોડિયમ ધાતુને ગરમ કરીને તૈયાર કરવામાં આવ્યું હતુંઃ (CH3) 2SiCl2 + 2 Na → [(CH3) 2Si] n + 2 NaCl ડાયક્લોરોસિલેનનું સુધારેલું વુર્ટ્ઝ જોડાણ ઉચ્ચ પરમાણુ વજન, રેખીય પોલિસિલેન વ્યુત્પન્ન માટેનો વ્યવહારુ અને સામાન્ય માર્ગ છે. આ પ્રતિક્રિયા આલ્કલી ધાતુના વિખેરણનો ઉપયોગ કરીને નિષ્ક્રિય દ્રાવકમાં ઊંચા તાપમાને હાથ ધરવામાં આવે છે. આલ્કોહોલ ઉમેરવાથી પોલિમરાઇઝેશન બંધ થાય છે. વુર્ટ્ઝ-પ્રકારના પોલિમરાઇઝેશનની મુખ્ય મર્યાદા એ છે કે અવેજીઓએ જોરદાર પ્રતિક્રિયાની પરિસ્થિતિઓને સહન કરવી જ જોઇએ. મિથાઈલ, બેન્ઝાઈલ અને ફિનાઈલ અવેજી માટે પ્રતિક્રિયા સારી રીતે કામ કરે છે. સખત પરિસ્થિતિઓમાં, ઉત્પાદનની ઉપજ થોડા ટકાથી આશરે 50 ટકા સુધીની હોય છે. તેવી જ રીતે, પોટેશિયમ-ગ્રેફાઇટ (KC8) નો ઉપયોગ પરંપરાગત વુર્ટ્ઝ જોડાણ માટે જરૂરી કરતાં ઘણા ઓછા તાપમાને થઈ શકે છે. આ પ્રતિક્રિયા સામાન્ય રીતે ઉત્પાદનોના ત્રિકોણીય વિતરણનું ઉત્પાદન કરે છેઃ નીચા પરમાણુ વજનના અપૂર્ણાંક અને બે ઉચ્ચ પરમાણુ વજનના અપૂર્ણાંકો. નીચા પરમાણુ વજનના અપૂર્ણાંકમાં પાંચ અને છ સભ્યોની રિંગ્સ હોય છે, એટલે કે [SiR2] 5 અને [SiR2] 6. આ વીંટીઓની રચના પોલિમરની વૃદ્ધિ સાથે સ્પર્ધા કરે છે. પોલિસિલેન્સના સંશ્લેષણ માટેની બીજી પદ્ધતિ સિલેનનું ડિહાઇડ્રોજેનેટિવ કપલિંગ છે. ગુણધર્મો બુરખાર્ડ દ્વારા મેળવેલા ઉત્પાદનનું કામ કરવું મુશ્કેલ હતું કારણ કે તે કાર્બનિક દ્રાવકોમાં અદ્રાવ્ય હતું. પોલીસીલેનમાં રસ 1980ના દાયકાની શરૂઆતમાં ફરી શરૂ થયો જ્યારે એવું નોંધવામાં આવ્યું કે [(CH3) 2Si] x ને થર્મોલિસિસ દ્વારા સિલિકોન કાર્બાઇડમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે. પોલિસિલેન્સ અત્યંત સ્ફટિકીય (અને સામાન્ય રીતે અદ્રાવ્ય) થી લઈને આકારહીન પદાર્થો સુધી હોય છે, જે કાર્બનિક દ્રાવકોમાં વધુ દ્રાવ્ય હોય છે. સમપ્રમાણતામાં ઘટાડો અને કાર્બનિક અવેજીને લંબાવવાથી સ્ફટિકતા ઓછી થાય છે. ઘણા પોલીસીલેન રબરના ઇલાસ્ટોમર્સ હોય છે. જ્યારે ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટો (SbF5, આયોડિન, FeCl3, ફેરોસિનિયમ) સાથે ડોપ કરવામાં આવે છે, ત્યારે પોલિમર સેમિકન્ડક્ટર્સ બની જાય છે. મોટાભાગના લગભગ 300 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી સ્થિર હોય છે અને, પોલિસિલિકન હાઇડ્રાઇડ્સથી વિપરીત, સામાન્ય તાપમાને ઓક્સિજન માટે નિષ્ક્રિય હોય છે. તેઓ સરળતાથી હાઇડ્રોલાઇઝ્ડ થતા નથી. પોલિસિલેન્સ પ્રકાશવાહકતા દર્શાવે છે, જો કે અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશના સંપર્કમાં આવે ત્યારે તેનું અધઃપતન થાય છે. ઉચ્ચ-પરિમાણીય પોલીસીલીકોન હાઇડ્રાઇડ્સના હાઇડ્રોજન પરમાણુઓને કાર્બનિક બાજુ-જૂથો સાથે બદલીને રેન્ડમ નેટવર્ક ઓર્ગેનોસિલિકન પોલિમર આપી શકાય છે, પરંતુ આ પોલીસીલીન આધાર નામ જાળવી રાખે છે, ઉદાહરણ તરીકે, પોલીમીથિલસિલાઇનની જેમ. 29સી એન. એમ. આર. સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી પોલિમરની સૂક્ષ્મ રચનામાં આંતરદૃષ્ટિ પ્રદાન કરે છે. જો પડઘો વ્યાપક હોય, તો ઓલિગોમેરાઇઝેશનની શક્યતા છે; જો તે તીક્ષ્ણ હોય, તો સિલિકોન બેકબોનમાં અમુક પ્રકારની પેટર્નનું અનુમાન કરી શકાય છે. થર્મોલિસિસથી સિલિકોન કાર્બાઇડ યાજિમા અને સહકાર્યકરોએ શોધ્યું કે [Me2Si] n નું પાયરોલિસિસ SiC રેસાની રચના તરફ દોરી જાય છે. આ પરિવર્તનથી પોલિસિલેન્સ અને તેમના વ્યુત્પન્ન પર સંશોધન શરૂ થયું છે. પ્રીસેરામિક પોલિમર તરીકે, પોલિકાર્બોસિલેન્સનો ઉપયોગ નિષ્ક્રિય વાતાવરણમાં પાયરોલિસિસ દ્વારા ગાઢ સિલિકોન કાર્બાઇડ અને સિલિકોન ઓક્સિકાર્બાઇડનું ઉત્પાદન કરવા માટે થઈ શકે છે. સ્ટીરિયોલિથોગ્રાફીમાં સંશોધિત પોલિસિલેન્સનું ફોટોપોલિમરાઇઝેશન અને ત્યારબાદ સિરામાઇઝેશન એ સિરામિક્સના એડિટિવ મેન્યુફેક્ચરિંગ તરફનો એક ઉભરતો માર્ગ છે. સ્પેક્ટ્રોસ્કોપિક લાક્ષણિકતાઓ અને બેન્ડ માળખું પોલિસિલેન્સ σ-ડીલોકેલાઇઝેશન દર્શાવે છે. આ લાક્ષણિકતા ઉદાહરણ તરીકે, સી-સી સિગ્મા બોન્ડ્સની તુલનામાં સી-સી સિગ્મા બોન્ડ્સમાં ઇલેક્ટ્રોન માટે ઓછી આયનીકરણ ઊર્જામાંથી ઉદ્ભવે છે. તદનુસાર, તેઓ યુવી-પ્રદેશમાં (300-400 nm) મજબૂત રીતે શોષી લે છે કારણ કે તીવ્ર σ-σ * ઇલેક્ટ્રોનિક transitions.6 પોલિસિલેન્સ યુવી પ્રકાશની હાજરીમાં અધોગતિ પામે છે કારણ કે σ-σ * ઇલેક્ટ્રોનિક સંક્રમણોને બંધન તોડવા તરીકે વિચારી શકાય છે, ઘણીવાર કેટલીક એપ્લિકેશનોને બાકાત રાખે છે. ડાયલકિલ પોલિસિલેન્સમાં લગભગ 4.5 eVનું બેન્ડ ગેપ હોય છે. દરેક સિલિકોનમાં એરિલ અવેજીની રજૂઆત બેન્ડ ગેપને લગભગ 3.5 eV સુધી ઘટાડે છે, જે સરહદી સેમિકન્ડક્ટર બનાવે છે. પોલિસિલીન એ સૂત્ર (આરએસઆઈ) એન (આર = આલ્કાઈલ) સાથે ઓર્ગેનોસિલિકોન સંયોજનોનો સંબંધિત વર્ગ છે. તેઓ પોલીસીલેન કરતાં વધુ ક્રોસ-લિંક્ડ છે અને તેનો ઓછો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. આ પણ જુઓ પોલીસિલિકોન હેલાઇડ પોલીસિલોક્સેન-સિલિકોન અણુઓ વચ્ચે ઓક્સિજન સાથે જોડાયેલા સંદર્ભો સિલેન ઓર્ગેનોસિલિકોન પોલિમર ઓર્ગેનિક સેમિકન્ડક્ટર્સ ઇલાસ્ટોમર્સ