Siliciumtetrafluorid

Strukturformel
Allgemeines
Name	Siliciumtetrafluorid
Andere Namen	Silicium(IV)-fluorid; Tetrafluorsilan;
Summenformel	SiF4
Kurzbeschreibung	farbloses Gas mit stechendem Geruch
Externe Identifikatoren/Datenbanken
ECHA-InfoCard	Vorlage:Wikidata-Einbindung
PubChem	24556
DrugBank	Vorlage:Wikidata-Einbindung
Wikidata	[[:d:Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 865: attempt to index field 'wikibase' (a nil value)\|Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 865: attempt to index field 'wikibase' (a nil value)]]
Eigenschaften
Molare Masse	104,1 g·mol−1
Aggregatzustand	gasförmig
Dichte	4,372 kg·m−3 (15 °C)
Sublimationspunkt	−95,2 °C
Löslichkeit	gut löslich in Wasser (unter Zersetzung)
Sicherheitshinweise
H- und P-Sätze	H: 330‐314‐280
	EUH: 071
	P: 260‐280‐304+340‐303+361+353‐305+351+338‐315‐405‐403
	Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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_{2}SO_{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_{2}O}

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_{2}SiF_{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

↑ ^1,0 ^1,1 ^1,2 ^1,3 ^1,4 ^1,5 ^1,6 ^1,7 Eintrag zu Siliciumtetrafluorid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich).
↑ ^2,0 ^2,1 Sicherheitsdatenblatt (Air Liquide).
↑ W. Legat, Dissertation 1978, Gießen.
↑ 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

[GESTIS-1] 1,0 ^1,1 ^1,2 ^1,3 ^1,4 ^1,5 ^1,6 ^1,7 Eintrag zu Siliciumtetrafluorid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich).

[ailiquide-2] 2,0 ^2,1 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.

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