불화질소는 질소와 불소로 구성된 반응성이 높은 화합물입니다. 이는 반도체 산업에서 플라즈마 에칭 및 세정 공정을 위해 사용됩니다.
| IUPAC 이름 | 불화질소 |
| 분자식 | NF |
| CAS 번호 | 13967-06-1 |
| 동의어 | 일불화질소, 불화질소(II), 불화질소(NF), UN 2451, EINECS 232-013-4 |
| 인치 | InChI=1S/FN/c1-2 |
불화질소 몰 질량
불화질소(NF)의 몰 질량은 33.005 g/mol입니다. 가볍고 무색의 가스이며 질소와 불소의 전기 음성도 차이로 인해 반응성이 매우 높습니다. 몰 질량은 각각 14.007 g/mol 및 18.998 g/mol인 질소와 불소의 원자 질량에서 유래합니다. 분자 크기가 작기 때문에 플라즈마 에칭 및 세척 공정에 사용되는 반도체 산업에서 사용하기에 이상적인 후보입니다.
불화질소의 끓는점
불화질소의 끓는점은 -129.6°C(-201.3°F)입니다. 이 온도에서는 기체 상태에서 액체 상태로 변합니다. 불화질소는 주로 반데르발스 힘인 분자간 힘이 약하기 때문에 끓는점이 낮습니다. 끓는점이 낮기 때문에 휘발성이 높고 반응성이 매우 높은 화합물이므로 주의해서 다루어야 합니다.
불화질소의 녹는점
불화질소의 녹는점은 -206.5°C(-339.7°F)입니다. 이 온도에서는 고체에서 액체 상태로 변합니다. 낮은 융점은 주로 반 데르 발스 힘인 분자 사이의 약한 분자간 힘으로 인해 발생합니다. 불화질소는 융점이 낮기 때문에 반응성이 매우 높고 휘발성이 높습니다.
불화질소의 밀도 g/ml
표준 온도 및 압력(STP)에서 불화질소의 밀도는 1.49g/mL입니다. 이 밀도는 분자 크기가 작고 두 개의 원자가 존재하기 때문에 다른 가스에 비해 상대적으로 높습니다. 불화질소의 밀도가 높기 때문에 플라즈마 에칭 및 세척 공정에 사용되는 반도체 산업에서 사용하기에 이상적인 후보입니다.
불화질소의 분자량
불화질소의 분자량은 33.005g/mol입니다. 이 값은 질소와 불소의 원자 질량 합(각각 14.007g/mol 및 18.998g/mol)에서 파생됩니다. 분자의 작은 크기와 상대적으로 낮은 분자량으로 인해 반도체 산업에 사용하기에 이상적인 후보입니다.
불화질소의 구조
NF는 중앙에 질소 원자가 있고 양쪽 끝에 불소 원자가 있는 선형 분자 구조를 가지고 있습니다. 질소와 불소 원자 사이의 결합은 공유 결합이며 두 원자 사이의 전기 음성도 차이로 인해 분자는 극성 성질을 갖습니다. 분자에는 쌍극자 모멘트가 있어 반응성이 매우 높고 다른 분자와 화학 결합을 형성할 가능성이 높습니다.
불화질소 공식
불화질소의 화학식은 NF입니다. 이 공식은 분자가 하나의 질소 원자와 하나의 불소 원자로 구성되어 있음을 나타냅니다. 분자는 두 원자 사이의 전기 음성도 차이로 인해 선형 구조와 극성 특성을 갖습니다. NF 공식은 플라즈마 에칭 및 세척 공정에 사용되는 반도체 산업에서 일반적으로 사용됩니다.
| 모습 | 무색 가스 또는 담황색 액체 |
| 비중 | 1.49(STP에서) |
| 색상 | 무색 |
| 냄새가 나다 | 에이커 |
| 몰 질량 | 33.005g/몰 |
| 밀도 | 1.49g/mL(STP에서) |
| 융합점 | -206.5°C(-339.7°F) |
| 비점 | -129.6°C(-201.3°F) |
| 플래시 도트 | 해당 없음 |
| 물에 대한 용해도 | 물과 반응 |
| 용해도 | 유기 용매에 용해됨 |
| 증기압 | 25°C에서 298.5kPa |
| 증기 밀도 | 1.44(공기=1) |
| pKa | 해당 없음 |
| pH | 해당 없음 |
불화질소의 안전성과 위험성
불화질소(NF)는 높은 반응성과 독성으로 인해 심각한 안전 위험을 초래합니다. NF에 노출되면 피부, 눈, 호흡기에 심한 화상과 자극이 발생할 수 있습니다. NF는 강력한 산화제이며 의류, 종이, 목재 등 유기 물질과 접촉하면 발화하거나 폭발할 수 있습니다. 또한 물 및 기타 화학 물질과 격렬하게 반응하여 독성 연기와 가스를 방출할 수 있습니다. 노출 및 부상 위험을 최소화하기 위해 호흡 NF로 작업할 때는 보호복 사용, 보호, 적절한 취급 및 보관 절차를 포함한 적절한 안전 조치를 구현해야 합니다.
| 위험 기호 | 산화제 |
| 보안 설명 | 가연성 물질, 열, 스파크 및 화염으로부터 멀리 보관하십시오. |
| 보호복, 장갑, 눈/얼굴 보호구를 착용하십시오. | |
| 화재가 발생한 경우 물, 분말소화제 또는 이산화탄소 소화기를 사용하십시오. | |
| AN 식별자 | UN2468(가스용), UN3263(액체용) |
| HS 코드 | 2811.22.00 |
| 위험등급 | 5.1 (산화물질) |
| 포장그룹 | II(기체용), III(액체용) |
| 독성 | NF는 매우 독성이 강하며 피부, 눈, 피부에 심한 화상과 자극을 일으킬 수 있습니다. |
| 호흡기관. 섭취하거나 흡입하면 치명적일 수 있습니다. |
불화질소의 합성 방법
일불화질소 생산에서 라디칼 종(H, O, N, CH3)에 의해 이불화질소(NF2)로부터 불소 원자를 추출하면 장쇄 전파 기간 동안 라디칼이 효율적으로 생성됩니다. 그러나 최종 제품에는 분해를 촉진하는 라디칼 불순물이 포함되어 있습니다.
더 순수한 제품을 얻으려면 효율성은 떨어지지만 더 순수한 아지드 분해 기술을 사용할 수 있습니다. 이는 원자 불소와 히드라조산의 반응에 의해 현장에서 형성될 수 있는 불소 아지드의 충격 유발 분해를 포함하여 NF와 N2로 생성됩니다.
NF 생산 중에는 적절한 보호 장비 및 의복을 사용하고 적절한 환기를 보장하여 유해 물질 및 화학 물질에 대한 노출을 최소화하는 등 적절한 안전 조치를 구현하는 것이 중요합니다.
불화질소의 용도
불화질소(NF)는 다양한 산업 분야에서 여러 가지 용도로 사용됩니다.
NF는 주로 반도체 및 전자 제품 생산 시 표면에 질화규소 및 기타 물질의 박막을 증착할 때 불소화제로 사용됩니다.
항공우주 산업에서는 NF가 산화력이 높고 분자량이 낮아 로켓 추진제로 사용하므로 효율적인 연료가 됩니다. 또한 연소를 개선하고 추력을 증가시키기 위해 로켓 연료의 첨가제로도 사용됩니다.
의료 산업에서 NF는 일부 의약품의 합성과 실험실 실험에서 시약으로 역할을 합니다. 또한 산화력이 강해 의료기기의 살균제로도 사용됩니다.
특수 유리 및 세라믹 생산에서는 NF를 용제로 사용하여 재료의 융점을 낮추고 특성을 향상시킵니다.
그러나 NF의 높은 반응성과 독성 특성은 심각한 안전 위험을 초래합니다. 따라서 노출 및 부상 위험을 최소화하려면 NF로 작업할 때 보호 장비 사용 및 적절한 취급 절차를 포함한 적절한 안전 조치를 구현하는 것이 중요합니다.