Tetrafluorsilan

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Strukturformel
Struktur von Tetrafluorsilan
Allgemeines
Name Tetrafluorsilan
Andere Namen
  • Silicium(IV)-fluorid
  • Siliciumtetrafluorid
Summenformel SiF4
Kurzbeschreibung

farbloses Gas mit stechendem Geruch[1]

Externe Identifikatoren/Datenbanken0[Ein-/ausblenden]
CAS-Nummer 7783-61-1
PubChem 24556
Wikidata Q413140
Eigenschaften
Molare Masse 104,1 g·mol−1
Aggregatzustand

gasförmig

Dichte

4,372 kg·m−3 (15 °C)[1]

Sublimationspunkt

–95,2 °C[1]

Löslichkeit

hydrolysiert in Wasser[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1]
06 – Giftig oder sehr giftig 05 – Ätzend 04 – Gasflasche

Gefahr

H- und P-Sätze H: 330​‐​314​‐​280
EUH: 071
P: 260​‐​280​‐​304+340​‐​303+361+353​‐​305+351+338​‐​315​‐​405​‐​403 [1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
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Tetrafluorsilan (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[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Verfahren 1[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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

Der Fluorwasserstoff reagiert dann mit dem SiO2

Unter Säureüberschuss wird die Hydrolyse von SiF4 verhindert.

Das so erhaltene SiF4 ist allerdings nur 80 bis 90%ig. 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.[2]

Verfahren 2[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Beim Erhitzen von Bariumfluorosilikat entsteht SiF4, es kann auch die Hexafluorokieselsäure selbst verwendet werden:[3]

Verfahren 3[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im Labormaßstab lässt sich Tetrafluorsilan durch Umsetzung von Tetrachlorsilan mit Calciumfluorid bei 450 bis 500 °C darstellen:[4]

Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b c d e f g h Eintrag zu Siliciumtetrafluorid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 1. Februar 2016 (JavaScript erforderlich).
  2. W. Legat, Dissertation 1978, Gießen.
  3. G. Brauer (Hrsg.), Handbook of Preparative Inorganic Chemistry 2nd ed., vol. 1, Academic Press 1963, S. 212–213.
  4. H. P. Boehm: Ein einfaches Verfahren zur Darstellung von Siliciumtetrafluorid. In: Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. Band 365, Nr. 3-4, April 1969, S. 176–179, doi:10.1002/zaac.19693650311.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Siliciumtetrafluorid – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien