Telluuriheksafluoridi (TeF6) – ominaisuudet, rakenne ja käyttö

Telluuriheksafluoridi (TeF6) — Telluuri(VI)fluoridin kemialliset ominaisuudet, rakenne ja käytöt teollisuudessa ja tutkimuksessa.

Telluuri(VI)fluoridi, joka tunnetaan myös nimellä telluuriheksafluoridi, on kemiallinen yhdiste. Sen kemiallinen kaava on TeF₆. Yhdiste sisältää telluuria hapetusasteessa +6 ja kuusi fluoriatomia. TeF₆ kuuluu kuudennen ryhmän heksafluorideihin ja on yksi tärkeimmistä telluurin korkean hapetusasteen yhdisteistä.

Rakenne ja sidokset

Telluuriheksafluoridin molekyylirakenne on säännöllinen oktaedri: telluuri atomin ympärillä on kuusi fluoridiyksikköä, ja molekyyli on symmetrinen (oktaedrinen, pistejoukko Oh). Vaikka yksittäiset Te–F-sidokset ovat voimakkaasti polarisoituneita fluorinegativityetin vuoksi, koko molekyyli on säännöllisyytensä takia dipolittomuus (ei pysyvää dipolimomenttia).

Fysikaaliset ominaisuudet

• Olomuoto: TeF₆ esiintyy yleensä huoneenlämpötilassa kaasuna tai helposti höyrystyvänä aineena; se on väritön.
• Moolimassa: noin 241,6 g·mol−1 (Te ≈127,6 + 6 × F ≈114).
• Haihtuvuus: hyvin haihtuva ja helposti höyrystyvä, mikä tekee siitä käyttökelpoisen kaasufaasissa tapahtuvissa prosesseissa.

Kemiallinen käyttäytyminen

Telluuriheksafluoridi käyttäytyy tyypillisesti korkean hapetusasteen halogeeniyhdisteenä:

• Se on suhteellisen stabiili kuivissa olosuhteissa, mutta reagoi herkästi vesihöyryn kanssa (hydrolysoituu), jolloin syntyy telluurin oksidiyhdisteitä ja fluorivetyä (HF).
• TeF₆ valmistetaan yleensä suoraan telluurin ja fluorikaasun välisellä reaktiolla: Te + 3 F₂ → TeF₆. (Tätä reaktiota tulee valvoa tarkasti hallituissa olosuhteissa fluorikaasun voimakkaan reaktiivisuuden vuoksi.)
• Koska telluuri on +6-hapetusasteessa, TeF₆ on voimakas fluorinoija ja oksidoiva verrattuna alempiin telluuriyhdisteisiin.

Käyttö

Telluuriheksafluoridia käytetään useissa erikoissovelluksissa, joissa tarvitaan volatilisoitavaa telluurin lähdettä tai voimakasta fluorinoivaa välituotetta. Tyypillisiä käyttökohteita ovat:

• kaasut vaihemuotoisissa prosesseissa, esimerkiksi kaasufaasiset kertymät ja kemiallinen höyryfaasikasvatus (CVD/MOCVD), joissa Te-lähteenä voidaan tuottaa ohuja telluuripitoisia filmejä;
• laboratoriokemialliset tutkimukset ja synteesit, joissa tarvitsee hallittua telluurin +6-kemiallista ympäristöä;
• eräät erikoisfluorointireaktiot ja kaasuvaiheen kuljetusprosessi.

Turvallisuus ja käsittely

TeF₆ on myrkyllinen ja korrosoiva kaasu. Sen tärkeimpiä turvallisuusnäkökohtia:

• altistus voi aiheuttaa vakavia hengityselinvaurioita ja limakalvoärsytystä;
• yhteys kosteuteen tuottaa hydrofluorihappoa (HF), joka on erittäin syövyttävää ja myrkyllistä;
• käsittely on suositeltavaa suorittaa hyvin ilmastoiduissa tiloissa, kemikaalijohdannaisten sopivilla ventilaatiojärjestelmillä ja sopivalla henkilökohtaisella suojavarustuksella (hengityssuojain, happovastaiset hanskat, suojalasit, suojavaatetus);
• säilytys kuivassa ja ilmatiiviissä astiassa, inertin kaasun alla tarvittaessa; fluorikaasuille ja fluorin yhteensopimattomille materiaaleille tulee olla asianmukaiset varotoimet.

Analyyttiset ja spectroskooppiset piirteet

TeF₆-molekyylin oktaedrinen symmetria vaikuttaa sen spektroskooppisiin ominaisuuksiin: osa värähtelymodeista voi olla Raman-aktiivisia, ja IR-spektrissä näkyy karakteristisia Te–F-venymää vastaavia absorptioita. Substituutiot ja kompleksoituminen muuttavat näitä ominaisuuksia, ja 19F-NMR:ää voidaan käyttää fluoriyksiköiden ympäristön tutkimiseen sopivissa olosuhteissa.

Yhteenveto

Telluuriheksafluoridi (TeF₆) on tärkeä telluurin +6-hapetusasteen halogeni yhdiste, jonka oktaedrinen rakenne, korkea moolimassa ja voimakas reaktiivisuus veden ja muiden nukleofiilien kanssa tekevät siitä hyödyllisen mutta vaarallisen aineen teollisuudessa ja tutkimuksessa. Huolellinen käsittely, kuiva säilytys ja asianmukaiset turvatoimet ovat välttämättömiä TeF₆:n kanssa työskenneltäessä.

Hae kirjaimella