Tetrafluoruro di silicio: proprietà, sintesi, reazioni, usi

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:

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.

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