Volfrám-hexafluorid forrásának megtekintése

{{chembox
| Watchedfields = changed
| verifiedrevid = 440139630
| Name = 
| ImageFile = Wolframhexafluorid.svg
| ImageFileL1 = Tungsten-hexafluoride-3D-balls.png
| ImageNameL1 = A volfrám-hexafluorid pálcikamodellje
| ImageFileR1 = Tungsten-hexafluoride-3D-vdW.png
| ImageSize = 100px
| ImageNameR1 = A volfrám-hexafluorid kalottamodellje
| IUPACName = Volfrám-hexafluorid
| OtherNames = 
| SystematicName = 
| Section1 = {{Chembox Identifiers
| CASNo_Ref = {{cascite|correct|CAS}}
| CASNo = 7783-82-6
| UNII_Ref = {{fdacite|correct|FDA}}
| UNII = 45B0AG2C4S
| PubChem = 522684
| InChI = 1S/6FH.W/h6*1H;/q;;;;;;+6/p-6
| SMILES = F[W](F)(F)(F)(F)F
}}
| Section2 = {{Chembox Properties
| Formula=WF<sub>6</sub>
| MolarMass = 297,830 g/mol
| Appearance = Színtelen gáz
| Density = 12.4 g/L (gas) <br> 4.56 g/cm<sup>3</sup> (−9 °C, solid)
| Solubility = Hidrolizál
| MeltingPtC = 2.3
| BoilingPtC = 17.1
| MagSus = −40,0{{e|-6}} cm<sup>3</sup>/mol
}}
| Section3 = {{Chembox Structure
| MolShape = oktaéderes
| Dipole = 0
}}
| Section4 = 
| Section5 = 
| Section6 = 
| Section7 = {{Chembox Hazards
| MainHazards = Mérgező, korrozív, vízzel érintkezve HF-ot ad
| FlashPt = Nem éghető
}}
| Section8 = {{Chembox Related
| OtherAnions = [[Volfrám-hexaklorid]], [[volfrám-hexabromid]]
| OtherCations = [[Króm-hexafluorid]]<br/>[[Molibdén-hexafluorid]]
| OtherCompounds = [[Volfrám-tetrafluorid]]<br/>[[Volfrám-pentafluorid]]
}}
}}
A '''volfrám-hexafluorid''' szervetlen vegyület, képlete {{chem|WF|6}}. Mérgező, korrozív, színtelen gáz, mintegy 13 kg/m<sup>3</sup> sűrűségű gáz (mintegy 11-szer sűrűbb a levegőnél).<ref>{{cite book|url=https://books.google.com/books?id=BpPmFsA4yn4C&pg=PA138|page=138|title=Proprietes Physiques des Composes Mineraux |author1=Roucan, J.-P. |author2=Noël-Dutriaux, M.-C. |publisher= Ed. Techniques Ingénieur}}</ref><ref>[https://web.archive.org/web/20140104205601/http://www.qualiflow.com/pdf/faq_gas_chart.pdf Gas chart] (Wayback Machine archive 7 September 2022)</ref><ref>{{cite web |last= Trento |first=Chin |title=MSDS of Tungsten Hexafluoride |publisher=Stanford Advanced Materials |date=2022 |url=https://www.samaterials.com/tungsten-hexafluoride-msds.html |access-date=7 September 2022}}</ref> Az egyik legsűrűbb gáz standard körülmények közt.<ref name=b1/> A {{chem|WF|6}}-ot gyakran használják a félvezetőiparban volfrámfilmek létrehozásához gőzdepozícióval. Ez a réteg alacsony ellenállású fémes összekötő elemként működik.<ref>{{cite web |url=http://www.timedomaincvd.com/CVD_Fundamentals/films/W_WSi.html |title= Tungsten and Tungsten Silicide Chemical Vapor Deposition |work= CVD Fundamentals |publisher= TimeDomain CVD}}</ref> Egyike a 17 ismert biner hexafluoridnak.

==Tulajdonságok==
A {{chem|WF|6}}-molekula oktaéderes, szimmetriacsoportja O<sub>h</sub>. A W–F kötés hossza {{szám|183.2|pm}}.<ref name=CRC>{{RubberBible86th}} p. 4-93.</ref> 2,3–17 °C közt a volfrám-hexafluorid halványsárga folyadékká alakul, 15 °C-on 3,44 g/cm<sup>3</sup> sűrűséggel. 2,3 °C-on fehér, szilárd anyaggá fagy, köbös kristályszerkezettel, rácsállandója 628 pm, sűrűsége 3,99 g/cm<sup>3</sup>. −9 °C-on ortorombos szilárd anyaggá válik, <math>a=960{,}3\ \text{pm}, b=871{,}3\ \text{pm}, c=504{,}4\ \text{pm}</math> rácsállandókkal és 4,56 g/cm<sup>3</sup> sűrűséggel. Ekkor a W–F kötés hossza 181 pm, az átlagos legközelebbi molekuláris érintkezések távolsága 312 pm. Bár a {{chem|WF|6}} az egyik legsűrűbb gáz, a [[radon]]nál (9,73 g/l) is sűrűbb, szilárd és folyékony állapotban sűrűsége közepes.<ref>{{cite journal |last1= Levy |first1= J. |title= The structures of fluorides XIII: The orthorhombic form of tungsten hexafluoride at 193 K by neutron diffraction |journal= Journal of Solid State Chemistry |year= 1975 |volume= 15 |issue= 4 |pages= 360–365 |doi= 10.1016/0022-4596(75)90292-3|bibcode= 1975JSSCh..15..360L}}</ref> Gőznyomását −70 és 17 °C közt az alábbi egyenlet írja le:
:<math>\text{lg} P=4{,}55569-\frac{1021{,}208}{T+208{,}45}</math>,
ahol ''P'' a gőznyomás barban, ''T'' a hőmérséklet °C-ban.<ref>Cady, G.H.; Hargreaves, G.B, "Vapour Pressures of Some Fluorides And Oxyfluorides of Molybdenum, Tungsten, Rhenium, and Osmium," Journal of the Chemical Society, APR 1961, pp. 1568-& DOI: 10.1039/jr9610001568</ref><ref>{{Cite journal|url=http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C7783826&Mask=4&Type=ANTOINE&Plot=on|doi = 10.1021/ie50448a022|title = Vapor Pressure of Pure Substances. Organic and Inorganic Compounds|year = 1947|last1 = Stull|first1 = Daniel R.|journal = Industrial & Engineering Chemistry|volume = 39|issue = 4|pages = 517–540}}</ref>

==Előállítása==
A volfrám-hexafluoridot gyakran fluor és volfrámpor reakciójával állítják elő 350 és 400 °C közt:<ref>{{cite book |author1=Priest, H. F. |author2=Swinehert, C. F. |editor= Audrieth, L. F. |chapter= Anhydrous Metal Fluorides |title= Inorganic Syntheses |volume= 3 |pp= 171–183 |isbn= 978-0-470-13162-6 |year= 1950 |publisher= Wiley-Interscience |doi= 10.1002/9780470132340.ch47}}</ref>
:<chem>W+3 F2 ->WF6</chem>
Ezt desztillációval leválasztják egy gyakori szennyezőanyagról, a [[volfrám(VI)-oxitetrafluorid|{{chem|WOF|4}}]]-ról. A közvetlen fluorozás egy változatában a fém hevített kamrába kerül 8,3-13,8 kPa nyomás alatt, állandó {{chem|WF|6}}-árammal kis mennyiségű fluor mellett.<ref name="synth1">{{US patent |6544889 |Method for tungsten chemical vapor deposition on a semiconductor substrate |gdate= 2003-04-08}}</ref>

A fluort a fenti módszerben helyettesítheti [[klór-monofluorid|ClF]], [[klór-trifluorid|{{chem|ClF|3}}]] vagy [[bróm-trifluorid|{{chem|BrF|3}}]]. A volfrám-hexafluorid előállítható továbbá [[volfrám-trioxid]] ({{chem|WO|3}}) [[hidrogén-fluorid]]dal, {{chem|BrF|3}}-dal vagy [[kén-tetrafluorid|{{chem|SF|4}}]]-dal való reakciójával. Ezenkívül [[volfrám-hexaklorid]] átalakításával is kapható volfrám-hexafluorid:<ref name=b1>{{cite book |url= https://books.google.com/books?id=foLRISkt9gcC |pages= 111, 168 |title= Tungsten - Properties, Chemistry, Technology of the Element, Alloys, and Chemical Compounds |author1=Lassner, E. |author2=Schubert, W.-D. |publisher= Springer |year= 1999 |isbn= 0-306-45053-4}}</ref>
:<chem>WCl6 + 6 HF -> WF6 + 6 HCl</chem>, vagy
:<chem>WCl6 + 2 AsF3 -> WF6 + 2 AsCl3</chem>, vagy
:<chem>WCl6 + 3 SbF5 -> WF6 + 3 SbF3Cl2</chem>.

==Reakciók==<!--needs an expert on the CVD part-->
Vízzel érintkezve a volfrám-hexafluorid hidrogén-fluoridot és volfrám-oxifluoridokat ad, végül volfrám-trioxidot eredményezve:<ref name=b1/>
:<chem>WF6 + 3 H2O ->WO3 + 6 HF</chem>

Néhány más fém-fluoriddal szemben a {{chem|WF|6}} nem jó fluorozószer vagy erős oxidálószer. A sárga [[volfrám-tetrafluorid|{{chem|WF|4}}]]-ra redukálható.<ref>{{cite book |author1=Greenwood, N. N. |author2=Earnshaw, A. |year= 1997 |title= Chemistry of the Elements |edition= 2nd |location= Oxford |publisher= Butterworth-Heinemann |isbn= 0-7506-3365-4}}</ref>

A {{chem|WF|6}} számos 1:1 és 1:2 adduktumot képez Lewis-bázisokkal, például ilyenek a {{chem|WF|6|S(CH|3|)|2}}, a {{chem|WF|6|(S(CH|3|)|2|)|2}}, a {{chem|WF|6|P(CH|3|)|3}} és a {{chem|WF|6|([[piridin|py]])|2}}.<ref>{{cite journal|doi =10.1039/C2CS35263J|title=Medium and high oxidation state metal/Non-metal fluoride and oxide–fluoride complexes with neutral donor ligands|year=2013|last1=Benjamin |first1=Sophie L. |last2=Levason |first2=William |last3=Reid |first3=Gillian |journal=Chem. Soc. Rev. |volume=42 |issue=4 |pp=1460–1499 |pmid=23014811}}</ref>

==Használata a félvezetőiparban==
A volfrám-fluoridokat főképp a félvezetőiparban használják, ahol kémiai gőzdepozícióval való volfrámozásra használják. Az ipar növekedése az 1980-as és 1990-es években növelte a {{chem|WF|6}}-fogyasztást, mely évente 200 tonna körül van. A volfrám a nagy hő- és kémiai stabilitása, valamint az alacsony ellenállása (5.6 μΩ·cm) és [[elektromigráció]]ja miatt használatos. A {{chem|WF|6}}-ot a hasonló vegyületeknél, például a {{chem|WCl|6}}-nál és a {{chem|WBr|6}}-nál gyakrabban használják magasabb gőznyomása miatt, mely jobb depozíciót ad. 1967-től két utat használnak, ezek a hőbontás és a hidrogénes redukció.<ref name=Aigueperse>{{cite encyclopedia|author1=Aigueperse, J.|author2=Mollard, P.|author3=Devilliers, D.|author4=Chemla, M.|author5=Faron, R.|author6=Romano, R.|author7=Cuer, J.-P.|title=Fluorine Compounds, Inorganic|editor-last=Ullmann|encyclopedia=Encyclopedia of Industrial Chemistry|year=2005|publisher=Wiley-VCH|location=Weinheim}}</ref> A szükséges gáztisztaság nagyon magas, alkalmazástól függően 99,98%-tól 99,9995%-ig terjed.<ref name=b1/>

A {{chem|WF|6}} elbontandó a folyamatban, ezt hidrogénnel, [[szilán]]nal, [[germán (vegyület)|germánnal]], [[diborán]]nal, [[foszfin]]nal és hasonló hidrogéntartalmú gázokkal könnyítik.
===Szilícium===
A {{chem|WF|6}} szilíciumszubsztráttal érintkezve reagál.<ref name=b1/> Bomlása szilíciumon hőmérsékletfüggő:
:400 °C alatt: <chem>2 WF6 + 3 Si ->2 W + 3 SiF4</chem>
:400 °C felett: <chem>WF6 + 3 Si ->W + 3 SiF2</chem>
E hőmérsékletfüggés fontos, mivel magasabb hőmérsékleten kétszer annyi szilícium fogy. A reakció csak tiszta szilíciumon történik meg, szilícium-oxidokon vagy -nitrideken nem, így a reakció erősen érzékeny a szennyezésre vagy előkezelésre. A bomlás gyors, de 10-15 mikrométeres volfrámrétegnél telítődik. Ennek oka, hogy a volfrámréteg leállítja a {{chem|WF|6}}-diffúziót a Si-szubsztrátra, mely a bomlást segítő egyetlen anyag.<ref name=b1/>

Oxigéntartalmú környezetben történő bomláskor volfrám helyett volfrám-oxid réteg jön létre.<ref name="chemvap">{{cite journal|author1=Kirss, R. U.|author2=Meda, L.|title=Chemical vapor deposition of tungsten oxide|journal=Applied Organometallic Chemistry|year=1998|volume=12|issue=3|pp=155–160|doi=10.1002/(SICI)1099-0739(199803)12:3<155::AID-AOC688>3.0.CO;2-Z|hdl=2027.42/38321|url=https://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/2027.42/38321/1/688_ftp.pdf|hdl-access=free}}</ref>

===Hidrogén===
Az átalakulás 300-800 °C közt megy végbe, hidrogén-fluorid keletkezésével:
:<chem>WF6 + 3 H2 ->W + 6 HF</chem>

A létrejövő volfrámrétegek kristályszerkezete irányítható a {{chem|WF|6|/H|2}} arány és a szubsztrát hőmérsékletének változtatásával: alacsony arányok, illetve hőmérsékletek [[köbös kristályrendszer|(100) elrendezésű]] volfrámkristályokat, magasabb arányok vagy hőmérsékletek (111) elrendezést okoznak. A HF keletkezése egy hátrány, ugyanis a HF igen agresszív, és sok anyaggal reagál. Továbbá a keletkező volfrám kevéssé kapcsolódik a szilícium-dioxidhoz, a félvezető-elektronika fő passzivációs anyagához. Így a {{chem|SiO|2}} további pufferréteggel vonandó be a reakció előtt. Azonban a HF hasznos lehet a nem kívánt szennyeződések eltávolítására.<ref name=b1/>

===Szilán és germán===
A volfrámozás fontos jellemzői {{chem|WF|6|/SiH|4}} rendszerben a nagy sebesség, a jó kapcsolódás és a rétegsimaság. Azonban robbanásveszélyes és a depozíciós sebesség és a morfológia a folyamat paramétereitől, például a keverési aránytól, a szubsztráthőmérséklettől stb. függ. Így a szilánt gyakran vékony nukleációs rétegekre használják, ezután hidrogénre cserélik, lassítva a depozíciót és tisztítva a réteget.<ref name=b1/>

A {{chem|WF|6|/GeH|4}} keverék depozíciója hasonlít a {{chem|WF|6|/SiH|4}} keverékéhez, de a volfrámréteg akár 10-15% germániummal is szennyeződhet. Ez növeli az ellenállását 5-ről 200 μΩ·cm-re.<ref name=b1/>

==További alkalmazások==
A {{chem|WF|6}} [[volfrám-karbid]]-előállításra használható.

Mivel nehéz gáz, a {{chem|WF|6}} gázreakció-irányító pufferként használható. Például lassítja az Ar/{{chem|O|2}}/{{chem|H|2}} láng reakciósebességét és hőmérsékletét.<ref>{{cite book |author= Ifeacho, P. |title= Semi-conducting metal oxide nanoparticles from a low-pressure premixed H<sub>2</sub>/O<sub>2</sub>/Ar flame: Synthesis and Characterization|year=2008|page=64|publisher=Cuvillier Verlag|location=Göttingen|isbn=978-3-86727-816-4 |url= https://books.google.com/books?id=0B5HI9TNmakC&pg=PT64}}</ref>

==Biztonság==
A volfrám-hexafluorid rendkívül korrozív, bármely szövetet képes támadni. Mivel nedvességgel reagálva hidrogén-fluoridot hoz létre, a {{chem|WF|6}}-tároló edényekhez [[poli(tetrafluoretén)|Teflon]] tárolókat használnak.<ref>{{cite web|url= http://www.orcbs.msu.edu/msds/LINDE_MSDS/pdf/154.pdf|title=Tungsten hexafluoride MSDS|publisher=Linde Gas|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20100212202223/http://www.orcbs.msu.edu/msds/LINDE_MSDS/pdf/154.pdf|archive-date= 2010-02-12 }}</ref>

==Jegyzetek==
{{jegyzetek}}
==Fordítás==
{{fordítás|en|Tungsten hexafluoride}}
{{DEFAULTSORT:Volfrámhexafluorid}}
[[Kategória:Szervetlen fluorvegyületek]]
[[Kategória:Szervetlen volfrámvegyületek]]