フッ化タングステン(VI)

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出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/08/29 02:17 UTC 版)

フッ化タングステン(VI)

IUPAC名六フッ化タングステンフッ化タングステン(VI)
識別情報
CAS登録番号	7783-82-6
PubChem	522684
SMILES F[W](F)(F)(F)(F)F
InChI InChI=1S/6FH.W/h6*1H;/q;;;;;;+6/p-6
特性
化学式	WF₆
モル質量	297.830 g/mol
外観	無色気体
密度	12.4 g/L、気体 4.56 g/cm³ (-9 °C、固体)
融点	2.3 °C, 275 K, 36 °F
沸点	17.1 °C, 290 K, 63 °F
水への溶解度	加水分解
構造
分子の形	正八面体
双極子モーメント	0
危険性
EU Index	不記載
引火点	不燃性
関連する物質
その他の陰イオン	塩化タングステン(VI) 臭化タングステン(VI)
その他の陽イオン	フッ化クロム(IV) フッ化モリブデン(IV)
関連物質	フッ化タングステン(IV) フッ化タングステン(V)
特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。

性質

WF₆の常圧(100kPa)における沸点は17.1°Cであるため、室温付近では気体または液体として存在している。反磁性を有し気相では無色である。WF₆分子は点群O_hで表される八面体形分子構造を取る。タングステン原子とフッ素原子間のW-F結合の結合距離は183.2 pmである。融点は2.3°Cであり、2.3°Cから17.1°Cの狭い温度範囲においては凝縮して淡黄色の液体となる。液体状態での密度は15°Cにおいて3.44 g/cm³。2.3°C以下で凝固して白色の立方晶固体となる。固体状態における格子定数は628 pm、計算密度は3.99 g/cm³である。-9°C以下で斜方晶に転移し、その格子定数はa = 960.3 pm、b = 871.3 pm、c = 504.4 pmであり、密度は4.56 g/cm³。この相でのW-F結合の結合距離は181 pmであり、最近接分子間距離は312 pmである。気体状態のWF₆ガスは最も重い気体元素であるラドンの9.73 g/Lよりもさらに重いが、一方で液体および固体のWF₆の密度はむしろ中程度である。WF₆の蒸気圧は- 70°Cから17°Cの間では以下の式で記述することができる^[6]^[7]。

log₁₀(P) = 4.55569 − (1021.208/ (T+208.45)) ：P = 蒸気圧 (bar)、T = 温度(°C)。

合成

WF₆は通常、フッ素ガスと金属タングステン粉末を350から400°Cで反応させることで製造される^[8]。

{\ce {W\ + 3F2 -> WF6}}

通常、この反応ではオキシフッ化タングステン (WOF₄) が副生し不純物となるため、得られたガス状の生成物を凝縮および蒸留によって分離精製を行う。このようなフッ素との直接反応では、金属タングステンを加熱した反応容器に入れ1.2から2.0 psi (8.3から14 kPa)にわずかに加圧し、生成したWF₆が一定の流量で安定して流出するように少量のフッ素ガスを吹き込む^[9]。

上記の方法におけるフッ素ガスはフッ化塩素 (ClF)、フッ化塩素(III) (ClF₃) もしくはフッ化臭素(III) (BrF₃) に置き換えることも出来る。WF₆を合成する他の方法としては、酸化タングステン(III)をフッ化水素 (HF)、フッ化臭素(III) (BrF₃) もしくは四フッ化硫黄 (SF₄) と反応させることによっても合成することができる。WF₆はまた、塩化タングステン(VI)からも合成することができる^[1]。

{\ce {WCl6\ + 6 HF -> WF6\ + 6 HCl}}

{\ce {WCl6\ + 2 AsF3 -> WF6\ + 2 AsCl3}}

{\ce {WCl6\ + 3 SbF5 -> WF6\ + 3 SbF3Cl2}}

出典

^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ Lassner, E.; Schubert, W.-D. (1999). Tungsten - Properties, Chemistry, Technology of the Element, Alloys, and Chemical Compounds. Springer. pp. 111, 168. ISBN 0-306-45053-4
^ Roucan, J.-P.; Noël-Dutriaux, M.-C.. Proprietes Physiques des Composes Mineraux. Ed. Techniques Ingénieur. p. 138
^ Gas chart
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^ “Tungsten and Tungsten Silicide Chemical Vapor Deposition”. CVD Fundamentals. TimeDomain CVD. 2013年12月14日閲覧。
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^ US patent 6544889, "Method for tungsten chemical vapor deposition on a semiconductor substrate", issued 2003-04-08
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^ “Tungsten hexafluoride MSDS (pdf)”. Linde Gas. 2013年12月21日閲覧。
^ Haaland, A.; Hammel, A.; Rypdal, K.; Volden, H. V. (1990). “The coordination geometry of gaseous hexamethyltungsten is not octahedral”. Journal of the American Chemical Society 112 (11): 4547–4549. doi:10.1021/ja00167a065.
^ Weinhold, F.; Landis, C. R. (2005). Valency and bonding: a natural bond orbital donor-acceptor perspective. Cambridge University Press. p. 427. ISBN 0-521-83128-8