Il tetrafluoruro di silicio noto come tetrafluorosilano è un composto inorganico avente formula SiF4. In condizioni normali, il tetrafluoruro di silicio è stabile, ma la stabilità può essere influenzata dal contatto con acqua o aria umida.
Gli alogenuri di silicio sono ampiamente utilizzati come materiali di partenza per la preparazione di diversi composti organosilicionici.
Proprietà
Si presenta come un gas incolore, non infiammabile, corrosivo e tossico con un odore pungente simile a quello del cloruro di idrogeno.
Ha una geometria molecolare di tipo tetraedrica analoga a quella del metano e, stante la struttura simmetrica, è una molecola apolare.
Sintesi del tetrafluoruro di silicio
Il tetrafluoruro di silicio può essere preparato attraverso alcune vie sintetiche dalla reazione tra:
- esafluoruro di xeno e biossido di silicio:
4 XeF6 + 2 SiO2 → 4 XeOF4 + 2 SiF4 - fluoruro di calcio e biossido di silicio in presenza di acido solforico:
2 CaF2 + SiO2 + 2 H2SO4 → SiF4 + 2 CaSO4 + 2 H2O - biossido di silicio e fluoro:
SiO2 + 2 F2 → SiF4 + O2 - tetracloruro di silicio e fluoruro di piombo in presenza di acetonitrile:
SiCl4 + 2 PbF2 → SiF4 + 2 PbCl2
Tale reazione avviene con una resa del 66% e dà un prodotto ad elevata purezza
Reazioni
Tra gli alogenuri del silicio, tutti a carattere covalente, il tetrafluoruro, SiF4, si discioglie nelle soluzioni acquose di acido fluoridrico trasformandosi in acido esafluorosilicico, H2SiF6
SiF4 + 2 HF → H2SiF6
Il tetrafluoruro di silicio reagisce con:
- fluoruro di sodio per dare l’esafluorosilicato di sodio
SiF4(g) + 2 NaF → Na2SiF6(s)
- metano in presenza di ossigeno per dare biossido di silicio, biossido di carbonio e acido fluoridrico
SiF4(g) + CH4 + 2 O2 → SiO2 + CO2 + 4 HF
- sodio per dare silicio e fluoruro di sodio
SiF4(g) + 4 Na → Si + 4 NaF
- ione fluoruro per dare il complesso pentafluorosilicato
SiF4 + F– → SiF5–
Usi
Il tetrafluoruro di silicio viene utilizzato nei processi di impianto ionico e come precursore della silice fluorurata
Miscele di tetrafluoruro di silicio, silano e idrogeno sono state recentemente utilizzate per depositare film sottili di silicio policristallino tramite deposizione chimica da vapore. Tali film sottili fluorurati mostrano fotoluminescenza visibile a temperatura ambiente.
Viene inoltre utilizzato quale gas dopante nei semiconduttori e come fonte di fluoro in processi che richiedono concentrazioni controllate di fluoro.