ثلاثي فلوريد النيتروجين

ثلاثي فلوريد النيتروجين هو مركب غير عضوي صيغته الكيميائية ( NF3)₃ ) هو غاز سام عديم اللون وغيرقابلللاشتعال،ذو رائحة عفنة خفيفة. وعلى عكس الأمونيا، فهو غير قاعدي. ويُستخدم بشكل متزايد في تصنيعشاشات العرض المسطحة،والخلايا الكهروضوئية،LED،وغيرها منالإلكترونيات الدقيقة. ^{[ 6 ]} NFيُعدّغاز ثاني أكسيد الكربون _{( CO₂)} غازًا دفيئًا ، ولهقدرة على إحداث الاحتباس الحراري العالمي(GWP) أكبر بـ 17200 مرة من قدرةثاني أكسيد الكربون (CO₂)._٢ عند المقارنة على مدى ١٠٠ عام. ^{[ ٧ ] [ ٨ ] [ ٩ ]}

يمكن تحضير ثلاثي فلوريد النيتروجين من العناصر بوجود تفريغ كهربائي. ^{[ 10 ]} في عام 1903، حضّر أوتو روف ثلاثي فلوريد النيتروجين بالتحليل الكهربائي لمزيج منصهر من فلوريد الأمونيوم وفلوريد الهيدروجين . ^{[ 11 ]} وهو أقل تفاعلاً بكثير من ثلاثي هاليدات النيتروجين الأخرى: ثلاثي كلوريد النيتروجين ، وثلاثي بروميد النيتروجين ، وثلاثي يوديد النيتروجين ، وجميعها مواد متفجرة. وهو الوحيد بين ثلاثي هاليدات النيتروجين الذي يتميز بإنثالبي تكوين سالب . يُحضّر في العصر الحديث بالتفاعل المباشر للأمونيا والفلور، وبطريقة معدلة من طريقة روف. ^{[ 6 ]} ويُزوّد ​​في أسطوانات مضغوطة.

NF_{المركب 3} قليل الذوبان في الماء دون أن يخضع لتفاعل كيميائي. وهو غير قاعدي ذوعزم ثنائي قطبييبلغ 0.2340 ديباي. في المقابل، الأمونيا قاعدية وقطبية للغاية (1.47 ديباي). ^{[ 12 ]} يعكس هذا التباين اختلاف السالبية الكهربية بين الهيدروجين والفلور.

على غرار الأكسجين ، يُعدّ NF3 _{مؤكسدًا} قويًا ولكنه بطيء. ^{[ 6 ]} فهو يؤكسد كلوريد الهيدروجين إلى الكلور:

2 NF ₃ + 6 HCl → 6 HF + N ₂ + 3 Cl ₂

ومع ذلك، فإنه لا يهاجم المركبات العضوية (بشكل انفجاري) إلا عند درجات حرارة عالية. وبالتالي، فهو متوافق في الظروف القياسية مع العديد من أنواع البلاستيك، بالإضافة إلى الفولاذ ومونيل . ^{[ 6 ]}

عند درجة حرارة أعلى من 200-300  درجة مئوية، يتفاعل NF ₃ مع المعادن والكربون والكواشف الأخرى ليعطي رباعي فلورو هيدرازين : ^{[ 13 ]}

2NF ₃ + النحاس → N ₂ F ₄ + CuF ₂

يتفاعل NF ₃ مع الفلور وخماسي فلوريد الأنتيمون لإعطاء ملح رباعي فلورو الأمونيوم : ^{[ 6 ]}

NF ₃ + F ₂ + SbF ₅ → NF ⁺ ₄ SbF ⁻ ₆

يتفاعل NF ₃ و B ₂ H ₆ بقوة حتى في درجات الحرارة المنخفضة جدًا لإنتاج غاز النيتروجين ، وثلاثي فلوريد البورون ، وحمض الهيدروفلوريك . ^{[ 14 ]}

تستخدم التطبيقات ذات الأحجام الكبيرة مثل إنتاج ذاكرة الكمبيوتر DRAM ، وتصنيع شاشات العرض المسطحة ، والإنتاج واسع النطاق للخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة تقنية NF_3. ^{[ 15 ] [ 16 ]}​

الاحترار العالمي لـ NF₃ تأتي في المرتبة الثانية بعدسان فرانسيسكو₆ ضمن مجموعةالمعترف بها في بروتوكول كيوتو، وNF_{أُدرج المركب رقم 3} ضمن هذه المجموعة اعتبارًا من عام 2013 وبداية فترة الالتزام الثانية لبروتوكول كيوتو. ويُقدّرعمره في الغلاف الجويبـ 740 عامًا، ^{[ 7 ]} على الرغم من أن دراسات أخرى تشير إلى عمر أقصر قليلًا يبلغ 550 عامًا (وقيمة GWP مقابلة تبلغ 16800). ^{[ 15 ]}

منذ عام 1992، حين كان الإنتاج أقل من 100 طن، نما الإنتاج إلى ما يُقدّر بـ 4000 طن في عام 2007، ومن المتوقع أن يزداد بشكل ملحوظ. ^{[ 15 ]} من المتوقع أن يصل الإنتاج العالمي من NF3 _{إلى 8000 طن سنويًا بحلول عام 2010. وتُعدّ الصين أكبر منتج لـ} NF3 في العالم بلا منازع.₃ هي شركة الغازات الصناعيةوالكيماوياتالأمريكية "إير برودكتس آند كيميكالز. ويُقدّر أن 2% من إنتاجها منغاز NFيُطلق المركب _{3 في الغلاف الجوي.} ^{[ 23 ] [ 24 ]} توقع روبسون أن يكون الحد الأقصى للتركيز الجوي أقل من 0.16 جزء في التريليون (ppt) حجميًا، مما سيوفر أقل من 0.001 واط/^م²من التأثير الإشعاعي بالأشعة تحت الحمراء. ^{[ 25 ]} ارتفع متوسط ​​التركيز العالمي لمركب NF₃ في طبقة التروبوسفير_منحوالي 0.02 جزء في التريليون (ppt، نسبة مولية للهواء الجاف) في عام 1980، إلى 0.86 جزء في التريليون في عام 2011، بمعدل زيادة قدره 0.095 جزء في التريليون سنويًا^،أو حوالي 11% سنويًا، مع تدرج بين نصفي الكرة الأرضية يتوافق مع حدوث الانبعاثات بشكل رئيسي في نصف الكرة الشمالي، كما هو متوقع. يُعادل معدل الزيادة هذا في عام 2011 حوالي 1200 طن متري سنويًا من انبعاثات غاز NF3_{عالميًا}، أو ما يُقارب 10% من تقديرات الإنتاج العالمي لغاز NF3_.وهذه نسبة أعلى بكثير مما قدّرته الصناعة، مما يُعزز الحاجة إلى حصر إنتاج غاز NF3_وتنظيمانبعاثاته. ^{[ 26 ]} وتشير دراسة شارك في تأليفها ممثلون عن الصناعة إلى أن مساهمة انبعاثات غاز NF3_فيغازات الاحتباس الحراريالإجماليةلتصنيع الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون الرقيق واضحة. ^{[ 27 ]}

قررت اتفاقية الأمم المتحدة الإطارية بشأن تغير المناخ ، في سياق بروتوكول كيوتو، إدراج ثلاثي فلوريد النيتروجين في فترة الامتثال الثانية لبروتوكول كيوتو ، والتي تبدأ في عام 2012 وتنتهي إما في عام 2017 أو 2020. وعلى غرار ذلك، يقوم بروتوكول غازات الدفيئة التابع للمجلس العالمي للأعمال من أجل التنمية المستدامة/معهد الموارد العالمية بتعديل جميع معاييره (الشركات، والمنتجات، والنطاق 3) لتشمل أيضًا ثلاثي فلوريد _{النيتروجين} . ^{[ 28 ]}

ملامسة الجلد لـ NF_{المادة 3} غير خطرة، وهي مهيجة طفيفة نسبيًاللأغشية المخاطيةوالعينين. وهي مهيجة للرئتين، لكنسميتهاأقل بكثير منأكاسيد النيتروجين، ويؤدي التعرض المفرط لها عن طريق الاستنشاق إلى تحويلالهيموجلوبينفي الدم إلىميثيموجلوبين، مما قد يُسبب حالةميثيموجلوبينية. ^{[ 29 ]} ويحدد المعهدالوطني للسلامة والصحة المهنية(NIOSH) أن التركيز الذي يُشكل خطرًا فوريًا على الحياة أو الصحة (قيمة IDLH) هو 1000 جزء في المليون. ^{[ 30 ]}

• قائمة الغازات الدفيئة الصادرة عن الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ
• خماسي فلوريد النيتروجين
• رباعي فلورو هيدرازين

• قائمة الملوثات الوطنية - صحيفة حقائق عن الفلورايد ومركباته في Wayback Machine (تمت أرشفة بتاريخ 22 ديسمبر 2003)
• مدونة قواعد الممارسة NF _{3 (الرابطة الأوروبية للغازات الصناعية)]}
• صفحة الكتاب الإلكتروني لـ NF ₃
• دليل مركز السيطرة على الأمراض والوقاية منها - المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH) المختصر للمخاطر الكيميائية