Kväve(III)fluorid

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 13 januari 2021; kontroller kräver 13 redigeringar .

Kvävefluorid (III).

Allmän

Systematiskt
namn

Kvävefluorid (III).

Traditionella namn

kvävetrifluorid; kvävetrifluorid

Chem. formel

{\ce {NF3))

Råtta. formel

{\ce {NF3))

Fysikaliska egenskaper

stat

färglös gas

Molar massa

71,0019 g/ mol

Densitet

3,003 kg/m^ (gas, 15°C); 1,54 -129 (vätska vid kokpunkten)

Joniseringsenergi

12,97 ± 0,01 eV [1]

Termiska egenskaper

Temperatur

• smältning

-206,79°C

• kokande

-129,01°C

Kritisk punkt

• temperatur

-39,26°C

• tryck

44,72 atm

Kritisk densitet

7,92 cm³/mol

Entalpi

• utbildning

-127 kJ/mol

Ångtryck

1 ± 1 atm [1]

Kemiska egenskaper

Löslighet

• i vatten

0,021 g/100 ml

Klassificering

[7783-54-2]

232-007-1

N(F)(F)F

InChI=1S/F3N/cl-4(2)3GVGCUCJTUSOZKP-UHFFFAOYSA-N

RTECS

QX1925000

CHEBI

2451

Säkerhet

ECB ikoner

NFPA 704

0 ett 0 OXE

Data baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges.

Mediafiler på Wikimedia Commons

Kvävetrifluorid (kväve ( III) fluorid , kvävetrifluorid ) är en binär oorganisk förening av kväve och fluor med formeln , färglös giftig tung gas, icke brandfarlig, frätande för metaller, har en karakteristisk unken lukt av mögel och är dåligt löslig i vatten. ${\ce {NF3))$

Orsakar en stark växthuseffekt .

Används som etsmedel i mikroelektronik.

Historik

Kvävetrifluorid erhölls först av Otto Raff, Fischer, Luft 1903 genom elektrolys av en lösning av ammoniumfluorid i vätefluorid [2] .

Fysiska egenskaper

Kvävetrifluorid är en färglös giftig tung gas, har en karakteristisk lukt av mögel, är dåligt löslig i vatten utan att reagera med den. Bindningarna i molekylen är praktiskt taget kovalenta och därför har ämnets molekyler ett litet dipolmoment lika med 0,234 D , för jämförelse är dipolmomentet för den polära ammoniakmolekylen 1,47 D. Denna skillnad orsakas av att fluoratomer fungerar som elektronbortdragande grupper och drar till sig nästan alla elektroner från de ensamma elektronparen i kväveatomen.

Kemiska egenskaper

Mer inert vid rumstemperatur än de andra kvävetrihaliderna: kvävetriklorid, kvävetribromid och kvävetrijodid , som alla är explosiva. Det är den enda kvävetrihaliden med en negativ entalpi för bildning från elementen.

Det är ett starkt men långsamt verkande oxidationsmedel, som kan reagera med många kemiska element, oxider, salter och organiska elementföreningar , och dess blandningar med reducerande gaser exploderar när de värms upp [3] . Oxiderar klorväte till elementärt klor :

{\ce {2 NF3 + 6HCl -> 6 HF ^ + N2 ^ + 3 Cl2 ^))

Vid kontakt med metaller och vid höga temperaturer omvandlas det till tetrafluorhydrazin :

{\ce {2 NF3 + Cu -> N2F4 + CuF2))

Vid upphettning är det ett starkt fluoreringsmedel. Under inverkan av kryptondifluorid eller fluor och antimon kan pentafluorid oxideras till tetrafluorammoniumsalt : ${\ce {NF4(SbF6)))$

{\ce {NF3 + F2 + SbF5 -> NF4^+SbF6^-}}

Men när den kokar reagerar den långsamt med vatten:

${\ce {3NF_3 + 5H_2O ->[+100^oC] HNO_3 + 2NO ^ + 9HF ^))$

Får

Kvävetrifluorid är ett sällsynt exempel på binär fluorid , som kan erhållas direkt från grundämnena endast under speciella förhållanden, till exempel genom att använda en elektrisk urladdning i en blandning av gaser [4] .

${\ce {3F2 + N2 -> 2NF3 ^}}$

En industriell metod för att erhålla - interaktionen av ammoniak med fluor vid mycket låga temperaturer. Reaktionen fortskrider enligt radikalkedjemekanismen:

${\ce {NH3 + 3F2 -> NF3 ^ + 3HF ^))$

Erhålls även med den modifierade Raff-metoden.

Levereras i trycksatta flaskor.

Världsproduktionen uppskattas till 100 ton för 1992 och 4000 ton för 2007 .

Applikation

Kvävetrifluorid används vid plasmaetsning av kiselskivor. I denna process förstörs kvävetrifluoridmolekyler i glödurladdningsplasman och de resulterande fluormolekylerna är ett etsmedel för kisel , kiseldioxid och kiselnitrid . Därför används den för tillverkning av LCD-skärmar , tunnfilmssolceller och mikrokretsar .

Miljöaspekter

Kvävetrifluorid är en växthusgas i sina egenskaper och kan framkalla global uppvärmning (den uppskattas vara 17 200 gånger mer aktiv än koldioxid av samma massa när den exponeras i 100 år) [5] [6] , dock på grund av låga utsläpp volymer för närvarande överstiger dess bidrag till växthuseffekten inte 0,04 % av bidraget från antropogena koldioxidutsläpp [7] . Enligt studier är mängden NF 3 i atmosfären 5400 ton 2008 och ökar med 11 % varje år [8] , och dess genomsnittliga livslängd i atmosfären är från 550 till 740 år.

Litteratur

Sarner S. Kemi av raketbränslen. — M .: Mir, 1969.
Schmidt EW, Harper JT Hantering och användning av fluor och fluor-syreblandningar i raketsystem, Lewis Research Center, NASA SP-3037, Cleveland, Ohio, 1967.
Lidin R. A. et al. Kemiska egenskaper hos oorganiska ämnen: Proc. ersättning för universitet. - 3:e uppl., Rev. - M . : Kemi, 2000. - 480 sid. — ISBN 5-7245-1163-0 .

Anteckningar

↑ 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0455.html
↑ Otto Ruff , Joseph Fischer, Fritz Luft (1928). "Das Stickstoff-3-fluorid". Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie . 172 (1): 417-425. DOI : 10.1002/zaac.19281720132 .
↑ Chemical Encyclopedia / Redaktionsråd: Knunyants I. L. et al. - M. : Soviet Encyclopedia, 1988. - T. 1 (Abl-Dar). — 623 sid.
↑ Lidin, PA Fel: parametern inte inställd |заглавие=i mallen {{ publication }} . - 1995. - S. 442-455. - ISBN 978-1-56700-041-2 .
↑ Climate Change 2007: The Physical Sciences Basis , IPCC , < http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg1/ar4-wg1-chapter2.pdf > . Hämtad 3 juli 2008. Arkiverad 15 december 2007 på Wayback Machine
↑ Robson, JI; Gohar, LK, Hurley, MD, Shine, K.P. och Wallington, T. Reviderat IR-spektrum, strålningseffektivitet och global uppvärmningspotential för kvävetrifluorid (en
) // Geophys. Res. Lett. : journal. - 2006. - T. 33 . - doi : 10.1029/2006GL026210 . Arkiverad från originalet den 29 mars 2012.
↑ Potent växthusgas vanligare i atmosfären än beräknat. NASA release 08-268 . Hämtad 28 oktober 2008. Arkiverad från originalet 28 oktober 2008. (obestämd)
↑ Weiss, Ray F.; Jens Mühle, Peter K. Salameh, Christina M. Harth. Kvävetrifluorid i den globala atmosfären // Geophysical Research Letters : journal. - 2008. - 31 oktober ( vol. 35 ). — S. 3 PP. . - doi : 10.1029/2008GL035913 .