Il fluoruro di azoto è un composto chimico altamente reattivo composto da azoto e fluoro. Viene utilizzato nell’industria dei semiconduttori per i processi di incisione e pulizia al plasma.
| Nome IUPAC | Fluoruro di azoto |
| Formula molecolare | NF |
| numero CAS | 13967-06-1 |
| Sinonimi | Monofluoruro di azoto, fluoruro di azoto (II), fluoruro di azoto (NF), UN 2451, EINECS 232-013-4 |
| InChI | InChI=1S/FN/c1-2 |
Massa molare del fluoruro di azoto
La massa molare del fluoruro di azoto (NF) è 33.005 g/mol. È un gas leggero, incolore, molto reattivo a causa della differenza di elettronegatività tra azoto e fluoro. La sua massa molare deriva dalle masse atomiche dell’azoto e del fluoro, che sono rispettivamente 14.007 g/mol e 18.998 g/mol. Le dimensioni ridotte della molecola la rendono un candidato ideale per l’uso nell’industria dei semiconduttori, dove viene utilizzata per i processi di incisione e pulizia al plasma.
Punto di ebollizione del fluoruro di azoto
Il fluoruro di azoto ha un punto di ebollizione di -129,6°C (-201,3°F). A questa temperatura passa dallo stato gassoso allo stato liquido. Il fluoruro di azoto ha un basso punto di ebollizione a causa delle sue deboli forze intermolecolari, che sono principalmente forze di Van der Waals. Questo basso punto di ebollizione lo rende un composto volatile e molto reattivo che deve essere maneggiato con cura.
Punto di fusione del fluoruro di azoto
Il fluoruro di azoto ha un punto di fusione di -206,5°C (-339,7°F). A questa temperatura passa dallo stato solido a quello liquido. Il basso punto di fusione è dovuto alle deboli forze intermolecolari tra le molecole, che sono principalmente forze di Van der Waals. Il basso punto di fusione del fluoruro di azoto lo rende anche molto reattivo e volatile.
Densità del fluoruro di azoto g/ml
La densità del fluoruro di azoto è 1,49 g/mL a temperatura e pressione standard (STP). Questa densità è relativamente elevata rispetto ad altri gas a causa delle piccole dimensioni della molecola e della presenza di due atomi. L’elevata densità del fluoruro di azoto lo rende un candidato ideale per l’uso nell’industria dei semiconduttori, dove viene utilizzato per i processi di incisione e pulizia al plasma.
Peso molecolare del fluoruro di azoto
Il peso molecolare del fluoruro di azoto è 33,005 g/mol. Questo valore deriva dalla somma delle masse atomiche di azoto e fluoro, che sono rispettivamente 14,007 g/mol e 18,998 g/mol. Le dimensioni ridotte della molecola e il peso molecolare relativamente basso la rendono un candidato ideale per l’uso nell’industria dei semiconduttori.
Struttura del fluoruro di azoto
NF ha una struttura molecolare lineare, con l’atomo di azoto al centro e l’atomo di fluoro a ciascuna estremità. Il legame tra gli atomi di azoto e fluoro è un legame covalente e la molecola ha una natura polare a causa della differenza di elettronegatività tra i due atomi. La molecola ha un momento dipolare, che la rende molto reattiva e suscettibile di formare legami chimici con altre molecole.
Formula del fluoruro di azoto
La formula chimica del fluoruro di azoto è NF. Questa formula indica che la molecola è composta da un atomo di azoto e un atomo di fluoro. La molecola ha una struttura lineare e una natura polare dovuta alla differenza di elettronegatività tra i due atomi. La formula NF è comunemente utilizzata nell’industria dei semiconduttori, dove viene utilizzata per i processi di incisione e pulizia al plasma.
| Aspetto | Gas incolore o liquido giallo pallido |
| Peso specifico | 1.49 (all’STP) |
| Colore | Incolore |
| Odore | Acri |
| Massa molare | 33.005 g/mole |
| Densità | 1,49 g/ml (a STP) |
| Punto di fusione | -206,5°C (-339,7°F) |
| Punto di ebollizione | -129,6°C (-201,3°F) |
| Punto flash | Non applicabile |
| solubilità in acqua | Reagisce con l’acqua |
| Solubilità | Solubile in solventi organici |
| Pressione del vapore | 298,5 kPa a 25°C |
| Densità del vapore | 1,44 (aria = 1) |
| pKa | Non applicabile |
| pH | Non applicabile |
Sicurezza e pericoli del fluoruro di azoto
Il fluoruro di azoto (NF) rappresenta un rischio significativo per la sicurezza a causa della sua natura altamente reattiva e tossica. L’esposizione a NF può causare gravi ustioni e irritazioni alla pelle, agli occhi e alle vie respiratorie. NF è un forte ossidante e può accendersi o esplodere a contatto con materiali organici, come indumenti, carta o legno. Inoltre, può reagire violentemente con l’acqua e altri prodotti chimici, rilasciando fumi e gas tossici. Quando si lavora con NF respiratorio è necessario implementare misure di sicurezza adeguate, compreso l’uso di indumenti protettivi, protezioni e procedure adeguate di manipolazione e conservazione, per ridurre al minimo il rischio di esposizione e lesioni.
| Simboli di pericolo | Ossidante |
| Descrizione della sicurezza | Tenere lontano da materiali combustibili, calore, scintille e fiamme libere. |
| Indossare indumenti protettivi, guanti e protezione per gli occhi/il viso. | |
| In caso di incendio utilizzare estintori ad acqua, prodotti chimici secchi o anidride carbonica. | |
| Identificatori AN | UN2468 (per gas), UN3263 (per liquidi) |
| Codice SA | 2811.22.00 |
| Classe di pericolo | 5.1 (sostanze ossidanti) |
| Gruppo di imballaggio | II (per gas), III (per liquidi) |
| Tossicità | NF è altamente tossico e può causare gravi ustioni e irritazioni alla pelle, agli occhi, |
| e delle vie respiratorie. L’ingestione o l’inalazione può essere fatale. |
Metodi per la sintesi del fluoruro di azoto
Nella produzione di monofluoruro di azoto, l’estrazione di un atomo di fluoro dal difluoruro di azoto (NF2) da parte di specie radicaliche (H, O, N, CH3) genera in modo efficiente un radicale per la durata della propagazione a catena lunga. Tuttavia, il prodotto finale contiene impurità radicali che ne catalizzano la decomposizione.
Per ottenere un prodotto più puro si può utilizzare la tecnica meno efficiente ma più pura della decomposizione dell’azide. Ciò comporta la decomposizione indotta dallo shock del fluoro azide, che può formarsi in situ mediante reazione del fluoro atomico con acido idrazoico, in NF e N2.
Durante la produzione di NF, è importante implementare misure di sicurezza adeguate, incluso l’uso di dispositivi e indumenti protettivi adeguati e garantire un’adeguata ventilazione per ridurre al minimo l’esposizione a materiali e sostanze chimiche pericolose.
Usi del fluoruro di azoto
Il fluoruro di azoto (NF) ha diverse applicazioni in vari settori.
NF viene utilizzato principalmente come agente fluorurante nella deposizione di film sottili di nitruro di silicio e altri materiali su superfici nella produzione di semiconduttori e prodotti elettronici.
L’industria aerospaziale utilizza NF come propellente per razzi grazie al suo elevato potere ossidante e al basso peso molecolare, che lo rendono un carburante efficiente. Viene anche utilizzato come additivo nel carburante per missili per migliorare la combustione e aumentare la spinta.
Nell’industria medica, la NF svolge un ruolo nella sintesi di alcuni prodotti farmaceutici e negli esperimenti di laboratorio come reagente. Inoltre, funge da agente sterilizzante per apparecchiature mediche grazie alle sue forti proprietà ossidanti.
La produzione speciale di vetro e ceramica utilizza NF come agente fondente per abbassare il punto di fusione del materiale e migliorarne le proprietà.
Tuttavia, la natura altamente reattiva e tossica della NF presenta notevoli rischi per la sicurezza. Pertanto, è importante implementare misure di sicurezza adeguate, compreso l’uso di dispositivi di protezione e procedure di manipolazione adeguate quando si lavora con NF, per ridurre al minimo il rischio di esposizione e lesioni.