Vonfram (VI) Fluoride

Vonfram (VI) florua, còn được gọi là vonfram hexafluoride, là hợp chất vô cơ của vonfram và flo với công thức WF6. Hợp chất không màu, ăn mòn này là một chất khí trong điều kiện tiêu chuẩn, mật độ khoảng 13 g / L (nặng hơn khoảng 11 lần so với không khí.), WF6 là một trong những loại khí nặng nhất được biết đến trong điều kiện tiêu chuẩn. Khí WF6 được sử dụng phổ biến nhất trong sản xuất mạch bán dẫn và bảng mạch thông qua quá trình lắng đọng hơi hóa học - khi phân hủy, các phân tử của WF6 để lại dư lượng vonfram kim loại. Lớp này đóng vai trò là kim loại có điện trở suất thấp " kết nối ".

Thuộc tính

Ở áp suất xung quanh và nhiệt độ trên 17 ° C, vonfram hexafluoride là một loại khí từ tính không màu. Phân tử WF6 là bát diện với nhóm điểm đối xứng của Oh. Khoảng cách trái phiếu W của F là 183,2 chiều. Trong khoảng từ 2,3 đến 17 ° C, vonfram hexafluoride ngưng tụ thành chất lỏng màu vàng nhạt có mật độ 3,44 g / cm3 ở 15 ° C. Ở 2,3 ° C, nó đóng băng thành một chất rắn màu trắng có cấu trúc tinh thể hình khối, hằng số mạng tinh thể là 630 pm và mật độ tính toán 3,99 g / cm3. Ở −9 ° C, cấu trúc này biến đổi thành một chất rắn trực giao với các hằng số mạng là a = 960.3 pm, b = 871.3 pm và c = 504.4 pm và mật độ 4,56 g / cm3. Trong giai đoạn này, khoảng cách W của F là 181 pm và các tiếp điểm liên phân tử gần nhất trung bình là 312 pm. Trong khi đó khí WF6 là một trong những khí nặng nhất, với mật độ vượt quá so với radon khí nguyên tố nặng nhất (9,73 g / L), mật độ của WF6 ở trạng thái lỏng và rắn là khá vừa phải. Áp suất hơi của WF6 trong khoảng −70 ° C đến 17 ° C có thể được mô tả bằng phương trình

log10 P = 4.55569 - (1021.208 / (T + 208,45)),

trong đó P = áp suất hơi (bar), T = nhiệt độ (° C).

Tổng hợp

Vonfram hexafluoride thường được tạo ra bởi phản ứng tỏa nhiệt của khí flo với bột vonfram ở nhiệt độ từ 350 đến 400 ° C:

W + 3 F2 → WF6

Sản phẩm khí được ngưng tụ và tách ra bằng cách chưng cất từ ​​WOF4, một tạp chất phổ biến. Trong một biến thể của flo hóa trực tiếp, kim loại được đặt trong lò phản ứng được gia nhiệt, áp suất nhẹ đến 1,2 đến 2,0 psi (8,3 đến 13,8 kPa), với lưu lượng không đổi WF6 được truyền vào một lượng nhỏ khí flo.

Khí flo trong phương pháp trên có thể được thay thế bằng ClF, ClF3 hoặc BrF3. Một quy trình khác để sản xuất vonfram florua là phản ứng vonfram trioxide (WO3) với HF, BrF3 hoặc SF4. Vonfram florua cũng có thể thu được bằng cách chuyển đổi vonfram hexachloride:

WCl6 + 6 HF → WF6 + 6 HCl hoặc

WCl6 + 2 AsF3 → WF6 + 2 AsCl3 hoặc

WCl6 + 3 SbF5 → WF6 + 3 SbF3Cl2

Phản ứng

Khi tiếp xúc với nước, vonfram hexafluoride cung cấp hydro florua (HF) và oxyfluoride vonfram, cuối cùng tạo thành vonfram trioxide:

WF6 + 3 H2O → WO3 + 6 HF

Không giống như một số fluoride kim loại khác, WF6 không phải là chất fluoride hữu ích và cũng không phải là chất oxy hóa mạnh. Nó có thể được giảm xuống WF4 màu vàng.