四フッ化ケイ素

四フッ化ケイ素
名前
	IUPAC名テトラフルオロ; シラン四フッ化ケイ素
	その他の名前フッ化ケイ素; フッ酸空気
識別子
CAS番号	7783-61-1 ;
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像;
ECHA 情報カード	100.029.104
パブケム CID	24556;
RTECS番号	ＶＷ２３２７０００;
ユニ	K60VCI56YO ;
国連番号	1859
CompTox ダッシュボード ( EPA )	ＤＴＸＳＩＤ００６４８３０;
	笑顔 F[Si](F)(F)F;
プロパティ
化学式	SiF4
モル質量	104.0791 グラム/モル
外観	無色のガス、湿った空気中の煙
密度	1.66 g/cm 3、固体（−95 °C）; 4.69 g/L（ガス）
融点	−95.0 °C (−139.0 °F; 178.2 K)
沸点	−90.3 °C (−130.5 °F; 182.8 K)
臨界点( T , P )	−14.15 °C (6.5 °F; 259.0 K)、36.71標準気圧 (3,719.6 kPa; 539.5 psi)
水への溶解度	分解する
構造
分子の形状	四面体
双極子モーメント	0日
危険
	労働安全衛生（OHS/OSH）：
主な危険	有毒、腐食性
NFPA 704 (ファイアダイヤモンド)	3 0 2 わ
	致死量または濃度（LD、LC）：
LC Lo (公表最低額)	69.220 mg/m3 （ラット、4時間）
安全データシート（SDS）	ICSC 0576
関連化合物
その他の陰イオン	四塩化ケイ素; 四臭化ケイ素; 四ヨウ化ケイ素
その他の陽イオン	四フッ化炭素四; フッ化ゲルマニウム; 四フッ化スズ; 四フッ化鉛
関連化合物	ヘキサフルオロケイ酸
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。確認する（何ですか？）インフォボックス参照

四フッ化ケイ素またはテトラフルオロシランは、化学式Si F _4の化合物です。この無色の気体は、液体範囲が狭いことで有名です。沸点は融点よりわずか 4 °C 高いだけです。1771 年にカールヴィルヘルムシェーレがシリカをフッ化水素酸に溶解して初めて合成し、^[5]その後、1812 年にジョンデイビーが合成しました。 ^[6] これは四面体分子であり、腐食性があります。^[7]

発生

火山の噴煙には多量の四フッ化ケイ素が含まれています。その生産量は1日あたり数トンに達することもあります。^[8]また、ある程度の量は自然発生的な石炭火力からも排出されます。^[9]四フッ化ケイ素は部分的に加水分解され、ヘキサフルオロケイ酸を形成します。

準備

シフ
₄^{六フッ化ケイ酸は、リン酸肥料の湿式生産の副産物であり、フッ化アパタイトの陽子分解から得られるHFがリン酸塩岩に不純物として存在するケイ酸塩を攻撃することによって生成される。[10]}フッ化水素酸と二酸化ケイ素（SiO 2）が反応して六フッ化ケイ_酸が生成される。 [ ^10]

6 HF + SiO ₂ → H ₂ SiF ₆ + 2 H ₂ O

実験室では、この化合物はバリウムヘキサフルオロケイ酸塩（Ba[SiF ₆ ]）を300℃（572°F）以上に加熱して調製され、その際に固体は揮発性のSiFを放出する。
₄、BaFの残留物が残る
₂。

Ba[SiF ₆ ] + 400°C → BaF ₂ + SiF ₄

あるいは、_六フッ化ケイ酸ナトリウム（Na2 [SiF6 _]）も400℃（752°F）〜600℃（1,112°F）（オプションで不活性窒素ガス雰囲気中）で熱分解することができる^[11]^：8

Na ₂ [SiF ₆ ] + 400°C → 2 NaF + SiF ₄

用途

この揮発性化合物はマイクロエレクトロニクスや有機合成に限定的に使用されている。^[12]

また、フルオロケイ酸の製造にも使用されます（上記参照）。^[7]

1980年代には、ジェット推進研究所による低コスト太陽電池プロジェクトの一環として、^[13]流動床反応器での多結晶シリコン生産のための潜在的に安価な原料として研究されました。^[14]この製造方法にそれを使用するいくつかの方法は特許を取得しました。^[11]^[15]

エチルコーポレーションのプロセス

80年代にエチル社はヘキサフルオロケイ酸と水素化アルミニウムナトリウム（NaAlH4 _）（または他のアルカリ金属水素化物）を使用してシラン（SiH4 _）を製造するプロセスを考案しました。^[16]

安全性

2001年にニュージャージー州当局は、腐食性があり、皮膚や目に重度の刺激を与えたり、火傷を負わせたりする可能性のある有害物質としてリストに載せました。 ^[7]吸入すると致命的です。^[3]

参照

参考文献

^ Lide, David R.; Kehiaian, Henry V. (1994). CRC 熱物理および熱化学データハンドブック(PDF) . CRC プレス. p. 28.
^ ab シリコン化合物、シリコンハロゲン化物。Collins , W.: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; John Wiley & Sons, Inc, 2001。
^ ab 「安全データシート：四フッ化ケイ素」（PDF）。エアガス。2018年4月9日。
^ 「フッ化物（Fとして）」。生命または健康に直ちに危険となる濃度（IDLH）。国立労働安全衛生研究所（NIOSH）。
^ グリーンウッド＆アーンショー1997年、328ページ。
^ジョン ・デイビー (1812)。「フッ化酸の異なる組み合わせに関するいくつかの実験の記録」。ロンドン王立協会哲学論文集。102 : 352–369。doi : 10.1098 / rstl.1812.0020。ISSN 0261-0523。JSTOR 107324 。
^ abc 「有害物質ファクトシート」（PDF）。ニュージャージー州保健高齢者サービス局。2001年11月。
^ T. Mori; M. Sato; Y. Shimoike; K. Notsu (2002). 「遠隔FT-IR観測により薩摩硫黄島火山の噴煙で高いSiF4/HF比を検出」(PDF) . Earth Planets Space . 54 (3): 249–256. Bibcode :2002EP&S...54..249M. doi : 10.1186/BF03353024 . S2CID 55173591.
^ Kruszewski, Ł., Fabiańska, MJ, Ciesielczuk, J., Segit, T., Orłowski, R., Motyliński, R., Moszumańska, I., Kusy, D. 2018 – 燃焼中の炭鉱堆積物の環境からガス凝縮物熱分解物システムを初めてマルチツールで探査: 上部シレジアの材料に基づく現場 FTIR と実験室 GC および PXRD 研究。総合環境の科学、640-641、1044-1071; DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.05.319
^ ab Hoffman, CJ; Gutowsky, HS (1953). 「ゲルマニウム(IV) フッ化物」.無機合成. 第4巻. pp. 147–8. doi :10.1002/9780470132357.ch48. ISBN 978-0-470-13163-3。
^ ab 米国特許 A345458、Keith、C. Hansen および L. Yaws、Carl、「特許四フッ化ケイ素の生成」、1982 年 1 月 3 日発行、1982 年発行
^ 清水正之「フッ化ケイ素（IV）」有機合成試薬百科事典、2001年、ジョン・ワイリー・アンド・サンズ。doi : 10.1002/047084289X.rs011
^ Callaghan, William T. ( 1981). 「低コストのソーラーアレイプロジェクトの進捗と計画」。Palz, W. (編) 著。太陽光発電エネルギー会議。ドルドレヒト: Springer Netherlands。pp. 279–286。doi :10.1007/ 978-94-009-8423-3_40。ISBN 978-94-009-8423-3。
^ Acharya, HN; Datta, SK; Banerjee, HD; Basu, S. (1982-09-01). 「四塩化ケイ素からの多結晶シリコンの低温製造」. Materials Letters . 1 (2): 64–66. Bibcode :1982MatL....1...64A. doi :10.1016/0167-577X(82)90008-8. ISSN 0167-577X.
^ CA 2741023A1、Anatoli、V. Pushko および Tozzoli、Silvio、「多結晶シリコンの製造方法」、2008 年発行
^ 「エチルコーポレーションプロセス：シランと流動床反応器」2015年8月11日。

グリーンウッド、ノーマン N. ; アーンショウ、アラン (1997)。元素の化学(第 2 版)。バターワース-ハイネマン。ISBN 978-0-08-037941-8。

[1] Lide, David R.; Kehiaian, Henry V. (1994). CRC 熱物理および熱化学データハンドブック(PDF) . CRC プレス. p. 28.

[collins-2] シリコン化合物、シリコンハロゲン化物。Collins , W.: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology; John Wiley & Sons, Inc, 2001。

[:1-3] 「安全データシート：四フッ化ケイ素」（PDF）。エアガス。2018年4月9日。

[4] 「フッ化物（Fとして）」。生命または健康に直ちに危険となる濃度（IDLH）。国立労働安全衛生研究所（NIOSH）。

[FOOTNOTEGreenwoodEarnshaw1997328-5] グリーンウッド＆アーンショー1997年、328ページ。

[6] ^ジョン ・デイビー (1812)。「フッ化酸の異なる組み合わせに関するいくつかの実験の記録」。ロンドン王立協会哲学論文集。102 : 352–369。doi : 10.1098 / rstl.1812.0020。ISSN 0261-0523。JSTOR 107324 。

[:0-7] 「有害物質ファクトシート」（PDF）。ニュージャージー州保健高齢者サービス局。2001年11月。

[8] T. Mori; M. Sato; Y. Shimoike; K. Notsu (2002). 「遠隔FT-IR観測により薩摩硫黄島火山の噴煙で高いSiF4/HF比を検出」(PDF) . Earth Planets Space . 54 (3): 249–256. Bibcode :2002EP&S...54..249M. doi : 10.1186/BF03353024 . S2CID 55173591.

[Kuszewski_et_al._2018-9] Kruszewski, Ł., Fabiańska, MJ, Ciesielczuk, J., Segit, T., Orłowski, R., Motyliński, R., Moszumańska, I., Kusy, D. 2018 – 燃焼中の炭鉱堆積物の環境からガス凝縮物熱分解物システムを初めてマルチツールで探査: 上部シレジアの材料に基づく現場 FTIR と実験室 GC および PXRD 研究。総合環境の科学、640-641、1044-1071; DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.05.319

[:2-10] Hoffman, CJ; Gutowsky, HS (1953). 「ゲルマニウム(IV) フッ化物」.無機合成. 第4巻. pp. 147–8. doi :10.1002/9780470132357.ch48. ISBN 978-0-470-13163-3。

[:3-11] 米国特許 A345458、Keith、C. Hansen および L. Yaws、Carl、「特許四フッ化ケイ素の生成」、1982 年 1 月 3 日発行、1982 年発行

[12] 清水正之「フッ化ケイ素（IV）」有機合成試薬百科事典、2001年、ジョン・ワイリー・アンド・サンズ。doi : 10.1002/047084289X.rs011

[13] ^ Callaghan, William T. ( 1981). 「低コストのソーラーアレイプロジェクトの進捗と計画」。Palz, W. (編) 著。太陽光発電エネルギー会議。ドルドレヒト: Springer Netherlands。pp. 279–286。doi :10.1007/ 978-94-009-8423-3_40。ISBN 978-94-009-8423-3。

[14] Acharya, HN; Datta, SK; Banerjee, HD; Basu, S. (1982-09-01). 「四塩化ケイ素からの多結晶シリコンの低温製造」. Materials Letters . 1 (2): 64–66. Bibcode :1982MatL....1...64A. doi :10.1016/0167-577X(82)90008-8. ISSN 0167-577X.

[15] CA 2741023A1、Anatoli、V. Pushko および Tozzoli、Silvio、「多結晶シリコンの製造方法」、2008 年発行

[16] 「エチルコーポレーションプロセス：シランと流動床反応器」2015年8月11日。