Fluoreto de tungstênio (VI)

O fluoreto de tungstênio (VI), também conhecido como hexafluoreto de tungstênio, é o composto inorgânico de tungstênio e flúor com a fórmula WF6. Este composto incolor e corrosivo é um gás sob condições padrão, com uma densidade de cerca de 13 g / L (aproximadamente 11 vezes mais pesada que o ar), WF6 é um dos gases mais pesados ​​conhecidos em condições padrão. O gás WF6 é mais comumente usado na produção de circuitos semicondutores e placas de circuito através do processo de deposição química de vapor - após a decomposição, as moléculas de WF6 deixam um resíduo de tungstênio metálico. Esta camada serve como interconexão metálica de baixa resistência ".

Propriedades

À pressão ambiente e temperaturas acima de 17 ° C, o hexafluoreto de tungstênio é um gás diamagnético incolor. A molécula WF6 é octaédrica com o grupo de pontos de simetria de Oh. As distâncias de ligação W – F são 183.2 pm. Entre 2,3 e 17 ° C, o hexafluoreto de tungsténio condensa-se num líquido amarelo pálido com a densidade de 3,44 g / cm3 a 15 ° C. A 2,3 ° C congela-se num sólido branco com uma estrutura cristalina cúbica, a constante de malha de 628 pm e densidade calculada 3,99 g / cm3. A -9 ° C, esta estrutura se transforma em um sólido ortorrômbico com as constantes de rede de a = 960,3 pm, b = 871,3 pm, e c = 504,4 pm, e a densidade de 4,56 g / cm3. Nesta fase, a distância W – F é de 181 pm, e os contatos intermoleculares médios mais próximos são 312 pm. Enquanto o gás WF6 é um dos gases mais pesados, com a densidade excedendo a do radônio de gás elementar mais pesado (9,73 g / L), a densidade do WF6 no estado líquido e sólido é bastante moderada. A pressão de vapor do WF6 entre -70 ° C e 17 ° C pode ser descrita pela equação

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

em que P = pressão de vapor (bar), T = temperatura (° C).

Síntese

O hexafluoreto de tungstênio é comumente produzido pela reação exotérmica de flúor gasoso com pó de tungstênio a uma temperatura entre 350 e 400 ° C:

W + 3 F2 → WF6

O produto gasoso é condensado e separado por destilação do WOF4, uma impureza comum. Numa variação da fluoretação direta, o metal é colocado em um reator aquecido, levemente pressurizado a 1,2 a 2,0 psi (8,3 a 13,8 kPa), com um fluxo constante de WF6 infundido com uma pequena quantidade de flúor gasoso.

O flúor gasoso no método acima pode ser substituído por ClF, ClF3 ou BrF3. Um procedimento alternativo para a produção de fluoreto de tungstênio é reagir ao trióxido de tungstênio (WO3) com HF, BrF3 ou SF4. O fluoreto de tungstênio também pode ser obtido pela conversão de hexacloreto de tungstênio:

WCl6 + 6 HF → WF6 + 6 HCl ou

WCl6 + 2 AsF3 → WF6 + 2 AsCl3 ou

WCl6 + 3 SbF5 → WF6 + 3 SbF3Cl2

Reações

Em contato com a água, o hexafluoreto de tungstênio fornece fluoreto de hidrogênio (HF) e oxifluoretos de tungstênio, formando trióxido de tungstênio:

WF6 + 3 H2O → WO3 + 6 HF

Ao contrário de alguns outros fluoretos metálicos, o WF6 não é um agente de fluoração útil nem é um poderoso oxidante. Pode ser reduzido ao WF4 amarelo.