Siliziumfluorid

Strukturformel
Allgemeines
Name	Siliciumtetrafluorid
Andere Namen	Silicium(IV)-fluorid
Summenformel	SiF4
CAS-Nummer	7783-61-1
Kurzbeschreibung	farbloses Gas
Eigenschaften
Molare Masse	104,1 g/mol
Aggregatzustand	gasförmig
Dichte	4,681 kg/m3 (0 °C)[1]
Schmelzpunkt	−86,8 °C[2]
Siedepunkt	−95,2 °C (Sublimation)[2]
Löslichkeit	gut löslich in Wasser (unter Zersetzung)[2]
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung [2] 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.

Siliciumtetrafluorid (SiF₄), eine Siliciumverbindung, ist ein farbloses giftiges unbrennbares Gas. Es hat einen stechenden Geruch und ist bei Feuchtigkeit stark rauchend. 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.

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 80–90-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]

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

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

Anwendungen

In der Halbleiterindustrie entsteht es beim Entfernen von SiO₂ Schichten auf Wafern mittels Flusssäure.

Quellen

1. ↑ Eintrag zu Siliciumtetrafluorid in der GESTIS-Stoffdatenbank des BGIA, abgerufen am 17.10.2007 (JavaScript erforderlich)
2. ↑ ^{a b c d} 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. 212-3.

Weblinks

• International Chemical Safety Cards: Siliciumtetrafluorid