ทังสเตน (VI) ฟลูออไรด์

ฟลูออไรด์ทังสเตน (VI) หรือที่เรียกว่าทังสเตน hexafluoride เป็นสารประกอบอนินทรีย์ของทังสเตนและฟลูออรีนด้วยสูตร WF6 สารประกอบไม่มีสีกัดกร่อนนี้เป็นก๊าซภายใต้เงื่อนไขมาตรฐานมีความหนาแน่นประมาณ 13 g / L (ประมาณ 11 เท่าหนักกว่าอากาศ) WF6 เป็นหนึ่งในก๊าซที่รู้จักหนักที่สุดภายใต้เงื่อนไขมาตรฐาน แก๊ส WF6 มักใช้ในการผลิตวงจรเซมิคอนดักเตอร์และแผงวงจรผ่านกระบวนการของการตกสะสมไอสารเคมี - เมื่อสลายตัวโมเลกุลของ WF6 จะเหลือของทังสเตนโลหะ เลเยอร์นี้ทำหน้าที่เป็นโลหะต้านทานต่ำ " การเชื่อมต่อระหว่างกัน ".

คุณสมบัติ

ที่ความดันบรรยากาศและอุณหภูมิสูงกว่า 17 ° C ทังสเตน hexafluoride เป็นก๊าซ diamagnetic ที่ไม่มีสี โมเลกุล WF6 เป็นรูปแปดด้านที่มีกลุ่มจุดสมมาตรของโอ้ ระยะทางของพันธบัตร W-F คือ 183.2 pm ระหว่าง 2.3 และ 17 ° C ทังสเตน hexafluoride จะควบแน่นเป็นของเหลวสีเหลืองอ่อนมีความหนาแน่น 3.44 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตรที่อุณหภูมิ 15 องศาเซลเซียส ที่ 2.3 ° C มันค้างเป็นของแข็งสีขาวที่มีโครงสร้างผลึกลูกบาศก์, ค่าคงที่ขัดแตะของ 1828 น. และความหนาแน่นของการคำนวณ 3.99 g / cm3 ที่ −9 ° C โครงสร้างนี้เปลี่ยนเป็นของแข็ง orthorhombic ด้วยค่าคงที่โครงตาข่ายของ a = 960.3 pm, b = 871.3 pm, และ c = 504.4 pm, และความหนาแน่น 4.56 g / cm3 ในระยะนี้ระยะ W-F คือ 181 น. และค่าเฉลี่ยระหว่างโมเลกุลที่ใกล้เคียงที่สุดคือ 312 น. ในขณะที่ก๊าซ WF6 เป็นหนึ่งในก๊าซที่หนักที่สุดโดยมีความหนาแน่นมากกว่าก๊าซเรดอนธาตุที่หนักที่สุด (9.73 g / L) ความหนาแน่นของ WF6 ในสถานะของเหลวและของแข็งอยู่ในระดับปานกลาง ความดันไอของ WF6 ระหว่าง −70 ° C และ 17 ° C สามารถอธิบายได้ด้วยสมการ

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

โดยที่ P = ความดันไอ (บาร์), T = อุณหภูมิ (° C)

การสังเคราะห์

Hexafluoride เป็นปกติผลิตโดยปฏิกิริยาคายความร้อนของก๊าซฟลูออรีนกับผงทังสเตนที่อุณหภูมิระหว่าง 350 และ 400 ° C:

W + 3 F2 → WF6

ผลิตภัณฑ์ก๊าซนั้นควบแน่นและแยกออกจากการกลั่นจาก WOF4 ซึ่งเป็นสิ่งเจือปนทั่วไป ในรูปแบบของฟลูออไรเซชันโดยตรงโลหะจะถูกวางในเครื่องปฏิกรณ์ที่ให้ความร้อนโดยมีแรงดันเล็กน้อยที่ 1.2 ถึง 2.0 psi (8.3 ถึง 13.8 kPa) โดยมีการไหลคงที่ของ WF6 ที่ผสมกับก๊าซฟลูออรีนจำนวนเล็กน้อย

ก๊าซฟลูออรีนในวิธีการข้างต้นสามารถทดแทนได้โดย ClF, ClF3 หรือ BrF3 อีกทางเลือกหนึ่งในการผลิตทังสเตนฟลูออไรด์คือทำปฏิกิริยาทังสเตนออกไซด์ (WO3) กับ HF, BrF3 หรือ SF4 ทังสเตนฟลูออไรด์สามารถรับได้โดยการเปลี่ยนจาก hexachloride ของทังสเตน:

WCl6 + 6 HF → WF6 + 6 HCl หรือ

WCl6 + 2 AsF3 → WF6 + 2 AsCl3 หรือ

WCl6 + 3 SbF5 → WF6 + 3 SbF3Cl2

ปฏิกิริยา

เมื่อสัมผัสกับน้ำทังสเตน hexafluoride จะให้ไฮโดรเจนฟลูออไรด์ (HF) และ tungsten oxyfluorides ในที่สุดกลายเป็น trioxide ของทังสเตน:

WF6 + 3 H2O → WO3 + 6 HF

ซึ่งแตกต่างจากฟลูออไรด์โลหะอื่น ๆ WF6 ไม่ได้เป็นสารฟลูออไรด์ที่มีประโยชน์หรือเป็นอนุมูลอิสระที่มีประสิทธิภาพ สามารถลดลงเป็น WF4 สีเหลือง