フッ化窒素は、窒素とフッ素から構成される反応性の高い化合物です。半導体産業のプラズマ エッチングおよび洗浄プロセスに使用されます。
| IUPAC名 | フッ化窒素 |
| 分子式 | NF |
| CAS番号 | 13967-06-1 |
| 同義語 | 一フッ化窒素、フッ化窒素 (II)、フッ化窒素 (NF)、UN 2451、EINECS 232-013-4 |
| インチチ | InChI=1S/FN/c1-2 |
フッ化窒素のモル質量
フッ化窒素 (NF) のモル質量は 33.005 g/mol です。これは軽い無色の気体で、窒素とフッ素の電気陰性度の違いにより非常に反応性が高くなります。そのモル質量は窒素とフッ素の原子質量に由来し、それぞれ 14.007 g/mol と 18.998 g/mol です。この分子はサイズが小さいため、半導体産業での使用に理想的な候補となり、プラズマエッチングや洗浄プロセスに使用されます。
フッ化窒素の沸点
フッ化窒素の沸点は -129.6°C (-201.3°F) です。この温度では、気体状態から液体状態に変化します。フッ化窒素は、主にファンデルワールス力である分子間力が弱いため、沸点が低くなります。沸点が低いため、揮発性があり非常に反応性の高い化合物となるため、注意して取り扱う必要があります。
フッ化窒素の融点
フッ化窒素の融点は -206.5°C (-339.7°F) です。この温度では固体から液体に変化します。融点が低いのは、主にファンデルワールス力である分子間の弱い分子間力によるものです。フッ化窒素は融点が低いため、反応性が高く揮発性が高くなります。
フッ化窒素の密度 g/ml
フッ化窒素の密度は、標準温度および圧力 (STP) で 1.49 g/mL です。分子のサイズが小さく、原子が 2 つ存在するため、この密度は他のガスに比べて比較的高くなります。フッ化窒素は高密度であるため、半導体産業での使用に理想的な候補となり、プラズマ エッチングや洗浄プロセスに使用されます。
フッ化窒素の分子量
フッ化窒素の分子量は 33.005 g/mol です。この値は、窒素とフッ素の原子量の合計から導出され、それぞれ 14.007 g/mol と 18.998 g/mol です。この分子はサイズが小さく、分子量が比較的低いため、半導体産業で使用するのに理想的な候補となります。
フッ化窒素の構造
NFは、中心に窒素原子、両端にフッ素原子をもつ直線状の分子構造を持っています。窒素原子とフッ素原子の間の結合は共有結合であり、2 つの原子間の電気陰性度の違いにより、分子は極性を持ちます。この分子には双極子モーメントがあるため、非常に反応性が高く、他の分子と化学結合を形成しやすくなります。
フッ化窒素配合
フッ化窒素の化学式はNFです。この式は、分子が 1 つの窒素原子と 1 つのフッ素原子で構成されていることを示しています。分子は線状構造を持ち、2 つの原子間の電気陰性度の違いにより極性を持っています。 NF 式は半導体業界で一般的に使用されており、プラズマ エッチングや洗浄プロセスに使用されます。
| 外観 | 無色の気体または淡黄色の液体 |
| 比重 | 1.49 (STP) |
| 色 | 無色 |
| 匂い | エーカー |
| モル質量 | 33.005 g/モル |
| 密度 | 1.49 g/mL (STP 時) |
| 融合点 | -206.5°C (-339.7°F) |
| 沸点 | -129.6°C (-201.3°F) |
| フラッシュドット | 適用できない |
| 水への溶解度 | 水と反応する |
| 溶解性 | 有機溶剤に可溶 |
| 蒸気圧 | 298.5 kPa（25℃） |
| 蒸気密度 | 1.44 (空気 = 1) |
| pKa | 適用できない |
| pH | 適用できない |
フッ化窒素の安全性と危険性
フッ化窒素 (NF) は、その反応性と毒性が非常に高いため、重大な安全上のリスクが生じます。 NF に曝露すると、重度の火傷や皮膚、目、気道への炎症を引き起こす可能性があります。 NF は強力な酸化剤であり、衣類、紙、木材などの有機物質と接触すると発火または爆発する可能性があります。さらに、水や他の化学物質と激しく反応し、有毒なフュームやガスを発生する可能性があります。呼吸器系 NF を扱う場合は、曝露や傷害のリスクを最小限に抑えるために、防護服の使用、保護、適切な取り扱いと保管手順を含む適切な安全対策を実施する必要があります。
| ハザードシンボル | 酸化剤 |
| セキュリティの説明 | 可燃物、熱、火花、裸火から遠ざけてください。 |
| 保護服、手袋、目/顔を保護するものを着用してください。 | |
| 火災の場合は、水、粉末消火器、または二酸化炭素消火器を使用してください。 | |
| AN識別子 | UN2468（気体用）、UN3263（液体用） |
| HSコード | 2811.22.00 |
| 危険等級 | 5.1 (酸化性物質) |
| 梱包グループ | II（気体用）、III（液体用） |
| 毒性 | NF は非常に有毒で、重度の火傷や皮膚、目、 |
| そして気道。摂取または吸入すると死亡する可能性があります。 |
フッ化窒素の合成方法
一フッ化窒素の製造では、ラジカル種 (H、O、N、CH3) による二フッ化窒素 (NF2) からのフッ素原子の抽出により、長い連鎖伝播持続時間で効率的にラジカルが生成されます。ただし、最終生成物には分解を触媒するラジカル不純物が含まれています。
より純粋な生成物を得るには、効率は低いがより純粋なアジド分解技術を使用できます。これには、アジ化フッ素の衝撃による分解が含まれます。アジ化フッ素は、フッ素原子とアジ化水素酸の反応によってその場で形成され、NF と N2 になります。
NF の製造中は、適切な保護具や衣類の使用、危険物質や化学物質への曝露を最小限に抑えるための適切な換気の確保など、適切な安全対策を実施することが重要です。
フッ化窒素の用途
フッ化窒素 (NF) は、さまざまな業界でいくつかの用途があります。
NF は主に、半導体や電子製品の製造において窒化ケイ素やその他の材料の薄膜を表面に堆積する際のフッ素化剤として使用されます。
航空宇宙産業では、NF が高い酸化力と低分子量で効率的な燃料であるため、ロケット推進剤として使用されています。また、燃焼を改善し、推力を高めるためのロケット燃料の添加剤としても使用されます。
医療業界では、NF は一部の医薬品の合成や実験室での実験で試薬として役割を果たしています。また、強い酸化力を有するため、医療機器の滅菌剤としても使用されます。
特殊ガラスやセラミックの製造では、材料の融点を下げ、その特性を改善するためにフラックス剤として NF が使用されます。
しかし、NF は反応性が高く毒性が高いため、安全性に重大なリスクが生じます。したがって、NF を扱う場合は、保護具の使用や適切な取り扱い手順など、適切な安全対策を実施して、暴露や傷害のリスクを最小限に抑えることが重要です。