Siliciumtetrafluorid

Strukturformel
Allgemeines
Name	Siliciumtetrafluorid
Andere Namen	Silicium(IV)-fluorid Tetrafluorsilan
Summenformel	SiF4
CAS-Nummer	7783-61-1
PubChem	24556
Kurzbeschreibung	farbloses Gas mit stechendem Geruch[1]
Eigenschaften
Molare Masse	104,1 g·mol−1
Aggregatzustand	gasförmig
Dichte	4,372 kg·m−3 (15 °C)[1]
Sublimationspunkt	−95,2 °C[1][2]
Löslichkeit	gut löslich in Wasser (unter Zersetzung)[2]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1] Gefahr H- und P-Sätze H: 330-314-280 EUH: 071 P: 260-​280-​304+340-​303+361+353-​305+351+338-​315-​405-​403Vorlage:P-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze [1] EU-Gefahrstoffkennzeichnung [1] Giftig Ätzend (T) (C) R- und S-Sätze R: 23-35 S: 9-26-36-45
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche nicht möglich

Siliciumtetrafluorid (SiF₄), eine Siliciumverbindung aus der Gruppe der Siliciumtetrahalogenide. Es ist ein farbloses, giftiges, unbrennbares Gas. In der Halbleiterindustrie entsteht Siliciumtetrafluorid beim Entfernen von Siliciumdioxid-Schichten auf Wafern mittels Flusssäure.

Herstellung

Verfahren 1

Hergestellt wird es aus Calciumfluorid und Siliciumdioxid (Sand) mit konzentrierter Schwefelsäure. Folgende Reaktionen laufen ab: Umsetzung von Fluorit zu Fluorwasserstoff

$\mathrm{H_2SO_4 + CaF_2 \rightarrow 2 \; HF + CaSO_4}$

Der Fluorwasserstoff reagiert dann mit dem SiO₂

$\mathrm{4 \; HF + SiO_2 \rightarrow SiF_4 + 2 \; H_2O}$

Unter Säureüberschuss wird die Hydrolyse von SiF₄ verhindert.

Das so erhaltene SiF₄ ist allerdings nur 80– bis 90-prozentig. Es enthält sauerstoffhaltige Produkte wie F₃Si–O–SiF₃ oder F₃Si–O–SiF₂–O–SiF₃. Beim Transport von SiF₄ in Pipelines zerfallen diese Moleküle in SiF₄ und SiO₂. Dabei setzt das SiO₂ die Rohrleitungen zu. Die chemische Industrie hatte das Verfahren des Transportes von SiF₄ in Pipelines anstelle des gefährlicheren Fluorwasserstoffs entwickelt, um entferntere Produktionsstätten per Pipeline mit Fluoriden zu versorgen. Aufgrund der geschilderten Probleme fand dieses Verfahren jedoch keine Verbreitung.^[3]

Verfahren 2

Beim Erhitzen von Bariumfluorosilikat entsteht SiF₄, es kann auch die Hexafluorokieselsäure selbst verwendet werden:^[4]

$\mathrm{BaSiF_6 \rightarrow BaF_2 + SiF_4 \ }$

$\mathrm{H_2SiF_6 \rightarrow 2 \ HF + SiF_4}$

Eigenschaften

Siliciumtetrafluorid hat einen stechenden Geruch und ist bei Feuchtigkeit stark rauchend, wobei der Rauch aus Fluorokieselsäure und Siliciumdioxid besteht.^[1] Es wechselt beim Abkühlen durch Resublimation von der gasförmigen Phase direkt in die feste Phase. Das Gas ist ab einem Druck von 50 atm verflüssigbar. Seine kritische Temperatur liegt bei −14,15 °C, sein kritischer Druck bei 37,2 bar, seine Tripelpunkttemperatur bei −86,8 °C und sein Tripelpunktdruck bei 2,240 bar.^[1]

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e f g h} Eintrag zu Siliciumtetrafluorid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 22. April 2010 (JavaScript erforderlich).
2. ↑ ^{a b} Sicherheitsdatenblatt (Air Liquide).
3. ↑ W. Legat, Dissertation 1978, Gießen.
4. ↑ G. Brauer (Hrsg.), Handbook of Preparative Inorganic Chemistry 2nd ed., vol. 1, Academic Press 1963, S. 212–213.

Weblinks

 Commons: Siliciumtetrafluorid – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• International Chemical Safety Cards: Siliciumtetrafluorid