三氟化氮或 NF3 是一种强效温室气体，用于电子行业的等离子蚀刻和清洁。它在大气中的寿命很长，会导致气候变化。
| 国际纯粹和应用化学联合会名称 | 三氟化氮 |
| 分子式 | NF3 |
| CAS 号 | 7783-54-2 |
| 同义词 | 三氟胺、氟化氮 (NF3)、氟化氮 (1:3)、氟化氮 (NF3)、氟化氮 (III)、氟化氮、片剂、UN 2451 |
| 乙酰胆碱 | InChI=1S/F3N/c1-4(2)3 |
三氟化氮 摩尔质量
NF3 的摩尔质量为 71.0 g/mol。这意味着一摩尔 NF3 包含 6,022 x 10^23 分子。
三氟化氮的沸点
NF3 的沸点为 -129.04°C 或 -200.27°F。与其他气体相比，该值相对较低，因此更容易在工业应用中处理。
三氟化氮熔点
三氟化氮的熔点为-206.73°C 或-340.11°F。这意味着在室温下，NF3 处于气态。
NF3 密度 g/mL
标准温度和压力下 NF3 的密度为 1.88 g/mL。这意味着三氟化氮比空气密度大，如果释放到大气中将会沉入地面。
三氟化氮分子量
NF3的分子量为71.0 g/mol。它是化合物中氮和氟的原子量之和。
三氟化氮的结构
三氟化氮具有三角锥体分子几何形状，以氮为中心原子，周围有三个氟原子。氮-氟键是极性共价键，氟原子比氮更具负电性，导致氟原子上部分负电荷和氮原子上部分正电荷。
三氟化氮化学式
三氟化氮的化学式为NF3，表示一分子NF3含有1个氮原子和3个氟原子。
| 外貌 | 无色气体 |
| 比重 | 2.62 |
| 颜色 | 无色 |
| 闻 | 无味 |
| 摩尔质量 | 71.0 克/摩尔 |
| 密度 | 标准温度下 1.88 克/毫升 |
| 融合点 | -206.73°C 或 -340.11°F |
| 沸点 | -129.04°C 或 -200.27°F |
| 闪点 | 不适用 |
| 水中溶解度 | 25°C 时为 0.41 克/100 毫升 |
| 溶解度 | 溶于有机溶剂 |
| 蒸汽压力 | 20°C 时 315 kPa |
| 蒸气密度 | 2.01（空气=1） |
| 酸度 | 不适用 |
| 酸碱度 | 不适用 |
三氟化氮的安全性和危险性
如果处理正确，三氟化氮 (NF3) 通常被认为是安全的，但如果处理不当，可能会造成多种危险。它可能会引起皮肤和眼睛刺激，吸入高浓度可能会导致呼吸困难。在通风不良的地方，NF3 气体会取代氧气，导致窒息。它也是一种导致气候变化的强大温室气体。发生火灾时，NF3可能释放出有毒的氟化氢气体。在处理 NF3 时，必须遵循正确的安全规程，包括充分通风和使用防护设备，以避免这些危险。
| 危险符号 | 温度、温度 |
| 安全说明 | 避免吸入以及接触皮肤和眼睛。仅在通风良好的区域使用。 |
| 联合国识别号 | 联合国2451 |
| 海关编码 | 28129090 |
| 危险等级 | 2.3 |
| 包装组别 | 二 |
| 毒性 | 剧毒 |
三氟化氮的合成方法
有几种合成三氟化氮 (NF3) 的方法：
一种常见的方法是在铁、镍或铂等催化剂存在下，使无水氨 (NH3) 与氟气 (F2) 发生反应。反应生成 NF3 和氟化氢 (HF)。工业界通常使用这种方法来生产 NF3。
另一种方法涉及氟化铵 (NH4F) 在高温下的热分解。反应生成NF3和氨气(NH3)。 NH3与F2的反应比该方法更有效，因此较少使用。
另一种方法涉及一氧化氮 (NO) 与氟气在催化剂存在下发生反应。反应产生气体 NF3 和二氧化氮 (NO2)。
NF3 也可以通过 N2 和 F2 气体的混合物放电来电化学合成。产生的等离子体形成 NF3 和其他氮氟化合物。
无论使用何种方法，通过适当的安全预防措施处理高反应性和潜在危险的试剂至关重要。然而，研究人员必须仔细控制合成过程，以确保最终产品的高产率和纯度。
三氟化氮的用途
三氟化氮（NF3）由于其独特的性质而具有多种工业应用。
- 半导体行业使用NF3作为硅片的清洗剂。 NF3 还用于生产平板显示器、太阳能电池和微机电系统 (MEMS)。
- 电子元件制造使用NF3作为等离子蚀刻气体。它具有高反应活性，可以选择性地去除某些材料，同时保持其他材料完好无损。
- 冷却系统还使用 NF3 作为制冷剂，因为它比其他制冷剂的全球变暖潜力更低，使其成为更环保的选择。
- 由于 NF3 具有较高的比冲量，航空航天工业使用 NF3 作为推进剂，从而实现航天器的高效推进。
尽管 NF3 用途广泛，但人们仍担心它对环境的影响。它是一种强效温室气体，在大气中的寿命很长。如果不采取适当的预防措施，NF3 的生产和使用可能会导致气候变化。这就是为什么我们正在努力减少其使用并开发更可持续的替代品。
问题：
问：三氟化氮 (NF3) 是极性的吗？
答：是的，NF3 是极性的。它具有三角锥体分子几何形状，氮原子位于中心，三个氟原子排列在其周围。分子的不对称形状导致电子密度分布不均匀，从而产生极性分子。
问：三氟化氮的化学式是什么？
答：三氟化氮的分子式为NF3，表示分子由1个氮原子和3个氟原子组成。
问：三氟化氮从哪里来？
答：NF3的生产方法有多种，包括无水氨与氟气反应、氟化铵热分解、电化学合成等。它通常在半导体工业中用作清洁剂以及电子元件和航空航天推进器的制造。
问：三氟化氮的路易斯结构？
答：NF3 的路易斯结构由一个氮原子通过单个共价键与三个氟原子连接组成。氮原子上还有一对非键合电子，使分子呈三角锥形状。
问：三氟化氮的分子间作用力？
答：NF3 的分子间力包括偶极-偶极相互作用，这是由分子的极性性质引起的。该分子还对伦敦色散力进行了实验，这是由于电子密度暂时波动而产生的微弱分子间力。
问：NF3是极性的还是非极性的？
答：NF3 由于其不对称形状和不均匀的电子密度分布而具有极性。该分子具有偶极矩，表明它有正端和负端，使其成为极性分子。