Вольфрам (VI) фторид

Вольфрам (VI) фторид, также известный как гексафторид вольфрама, является неорганическим соединением вольфрама и фтора с формулой WF6. Это коррозийное бесцветное соединение представляет собой газ в стандартных условиях с плотностью около 13 г / л (примерно в 11 раз тяжелее воздуха). WF6 является одним из самых тяжелых известных газов при стандартных условиях. Газ WF6 чаще всего используется при производстве полупроводниковых схем и печатных плат в процессе химического осаждения из паровой фазы - при разложении молекулы WF6 оставляют остаток металлического вольфрама. Этот слой служит металлическим «межсоединением» с низким сопротивлением.

Свойства

При давлении окружающей среды и температуре выше 17 ° C гексафторид вольфрама представляет собой бесцветный диамагнитный газ. Молекула WF6 является октаэдрической с точечной группой симметрии Oh. Расстояние связи W – F составляет 183,2 пм. При температуре от 2,3 до 17 ° С гексафторид вольфрама конденсируется в бледно-желтую жидкость с плотностью 3,44 г / см 3 при 15 ° С. При 2,3 ° C он замерзает в белое твердое вещество с кубической кристаллической структурой, постоянной решетки 628 пм и расчетной плотностью 3,99 г / см3. При -9 ° C эта структура превращается в ромбическое твердое тело с постоянными решетки a = 960,3 пм, b = 871,3 пм и с = 504,4 пм, а плотность 4,56 г / см3. В этой фазе расстояние W – F составляет 181 пм, а средние ближайшие межмолекулярные контакты - 312 пм. В то время как газ WF6 является одним из самых тяжелых газов, плотность которого превышает плотность самого тяжелого элементарного газового радона (9,73 г / л), плотность WF6 в жидком и твердом состоянии довольно умеренная. Давление пара WF6 в диапазоне от -70 ° C до 17 ° C можно описать уравнением

log10 P = 4,555569 - (1021,208 / (Т + 208,45)),

где P = давление пара (бар), T = температура (° C).

Синтез

Гексафторид вольфрама обычно получают экзотермической реакцией газообразного фтора с порошком вольфрама при температуре от 350 до 400 ° C:

W + 3 F2 → WF6

Газообразный продукт конденсируется и отделяется дистилляцией от WOF4, обычной примеси. В варианте прямого фторирования металл помещают в нагретый реактор со слабым давлением до 1,2-2,0 фунт / кв.дюйм (8,3-13,8 кПа) с постоянным потоком WF6, в который вводят небольшое количество газообразного фтора.

Газообразный фтор в вышеуказанном способе может быть замещен ClF, ClF3 или BrF3. Альтернативной процедурой получения фторида вольфрама является взаимодействие триоксида вольфрама (WO3) с HF, BrF3 или SF4. Фторид вольфрама также можно получить путем превращения гексахлорида вольфрама:

WCl6 + 6 HF → WF6 + 6 HCl или

WCl6 + 2 AsF3 → WF6 + 2 AsCl3 или

WCl6 + 3 SbF5 → WF6 + 3 SbF3Cl2

Реакции

При контакте с водой гексафторид вольфрама дает фтористый водород (HF) и оксифториды вольфрама, в конечном итоге образуя триоксид вольфрама:

WF6 + 3 H2O → WO3 + 6 HF

В отличие от некоторых других фторидов металлов, WF6 не является полезным фторирующим агентом и не является сильным окислителем. Это может быть уменьшено до желтого WF4.