التنغستن (السادس) الفلوريد

فلوريد التنغستن (VI) ، المعروف أيضًا باسم سداسي فلوريد التنغستن ، هو المركب غير العضوي للتنغستن والفلور مع الصيغة WF6. هذا المركب المقاوم للتآكل هو غاز في ظل ظروف قياسية ، بكثافة تبلغ حوالي 13 جم / لتر (حوالي 11 مرة أثقل من الهواء.) ، يعتبر WF6 واحدًا من أثقل الغازات المعروفة في الظروف القياسية. يستخدم غاز WF6 بشكل شائع في إنتاج دارات أشباه الموصلات وألواح الدارات من خلال عملية ترسيب البخار الكيميائي - عند التحلل ، تترك جزيئات WF6 بقايا من التنجستن المعدني. تعمل هذه الطبقة كمعادن منخفضة المقاومة " interconnect ".

الخصائص

عند الضغط المحيط ودرجات الحرارة فوق 17 درجة مئوية ، يعد سداسي فلوريد التنغستن غازًا مغناطيسيًا عديم اللون. جزيء WF6 هو ثماني السطوح مع مجموعة نقطة التماثل من أوه. مسافات السندات W – F هي 183.2 م. بين 2.3 و 17 درجة مئوية ، يتكثف سداسي فلوريد التنغستن في سائل أصفر شاحب له كثافة تبلغ 3.44 جم / سم 3 عند 15 درجة مئوية. عند 2.3 درجة مئوية ، يتجمد إلى مادة صلبة بيضاء لها بنية بلورية مكعبة ، وثابت شعرية 628 م وكثافة محسوبة 3.99 جم / سم 3. عند درجة حرارة -9 درجة مئوية ، يتحول هذا الهيكل إلى مادة صلبة لتقويم العظام مع ثوابت شعرية تساوي 960.3 م = ب ، 871.3 م ، و ج = 504.4 م ، وكثافة 4.56 جم / سم 3. في هذه المرحلة ، تكون المسافة W – F هي 181 مساءً ، وأقرب ملامسة بين الجزيئات هي 312 مساءً. في حين أن غاز WF6 هو واحد من أثقل الغازات ، حيث تتجاوز الكثافة كثافة غاز الرادون الأثقل (9.73 جم / لتر) ، فإن كثافة WF6 في الحالة السائلة والصلبة تكون معتدلة إلى حد ما. يمكن وصف ضغط البخار لـ WF6 بين -70 درجة مئوية و 17 درجة مئوية بواسطة المعادلة

log10 P = 4.55569 - (1021.208 / (T + 208.45)) ،

حيث P = ضغط البخار (بار) ، T = درجة الحرارة (° C).

التجميع

ينتج سداسي فلوريد التنغستن عادة عن طريق التفاعل الطارد للحرارة لغاز الفلور مع مسحوق التنجستن عند درجة حرارة تتراوح بين 350 و 400 درجة مئوية:

W + 3 F2 → WF6

يتم تكثيف المنتج الغازي وفصله عن طريق التقطير من WOF4 ، وهو شوائب شائعة. في تباين حول الفلورة المباشرة ، يتم وضع المعدن في مفاعل ساخن ، مضغوط قليلاً إلى 1.2 إلى 2.0 رطل (8.3 إلى 13.8 كيلو باسكال) ، مع تدفق ثابت من WF6 مغروس بكمية صغيرة من غاز الفلور.

يمكن استبدال غاز الفلور بالطريقة أعلاه بـ ClF أو ClF3 أو BrF3. يتمثل الإجراء البديل لإنتاج فلوريد التنجستن في تفاعل ثلاثي أكسيد التنجستن (WO3) مع HF أو BrF3 أو SF4. يمكن أيضًا الحصول على فلوريد التنغستن عن طريق تحويل سداسي كلوريد التنغستن:

WCl6 + 6 HF → WF6 + 6 HCl أو

WCl6 + 2 AsF3 → WF6 + 2 AsCl3 أو

WCl6 + 3 SbF5 → WF6 + 3 SbF3Cl2

ردود الفعل

عند ملامسة الماء ، يعطي سداسي فلوريد التنغستن فلوريد الهيدروجين (HF) وأوكسي فلوريد التنغستن ، ويشكل في النهاية ثلاثي أكسيد التنغستن:

WF6 + 3 H2O → WO3 + 6 HF

على عكس بعض فلوريد المعادن الأخرى ، فإن WF6 ليس عاملًا مفيدًا للفلورة ولا يعد مؤكسدًا قويًا. يمكن تقليله إلى WF4 الأصفر.