Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Gallane
Gallane-2D.png
Gallane-3D-vdW.png
Галлан-3D-шары.png
Имена
Систематическое название ИЮПАК
галлан
Другие имена
тригидридогаллий тригидрид
галлия
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ChemSpider
48991
  • InChI = 1S / Ga. 3H
    Ключ: PHMDYZQXPPOZDG-UHFFFAOYSA-N
  • [GaH3]
Характеристики
Ga H 3
Молярная масса72,747  г · моль -1
гидролизует
Структура
тригонально плоский
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Gallane , систематически назван trihydridogallium , является неорганическим соединением из галлия с химической формулой GAH
3(также пишется как [GaH
3] ). Это светочувствительный бесцветный газ, который нельзя концентрировать в чистом виде. Галлан является одновременно простейшим членом галланов и прототипом моногалланов. Он не имеет экономического использования и производится только в академических целях.

Он был обнаружен как переходный вид в газовой фазе; [1] также при низкой температуре (3,5 К) после реакции лазерной абляции атомов галлия и дигидрогена, а в последнее время в матрице аргона, легированной паром, над твердым дигалланом , Ga 2 H 6 . [2]

Структура мономерного GaH 3 [ править ]

ИК- спектроскопические исследования показывают, что мономерный GaH 3 имеет тригональную планарную структуру. [3] Теоретическая длина связи Ga-H была рассчитана как находящаяся в диапазоне от 155,7 до 158,7 мкм. [2]

Мономерный GaH 3 димеризуется в паровой фазе с образованием Ga 2 H 6 , дигаллана (6), и изменение энтальпии, связанное с реакцией газофазной диссоциации Ga 2 H 6 → 2GaH 3 , было экспериментально оценено как 59 ± 16 кДж моль -1 . [4]

Химические свойства [ править ]

Поскольку GaH 3 не может быть получен или выделен легко, в реакциях с участием GaH 3 используются димер Ga 2 H 6 , дигаллан (6) или аддукты GaH 3, например L · GaH 3, где L представляет собой монодентатный лиганд . [2]

Г 3 аддуктов [ править ]

Производство аддуктов может происходить посредством прямой реакции дигаллана (6) или, чаще, из-за термической хрупкости дигаллана (6) (который разлагается на металлический галлий и водород при температуре выше -20 ° C) с использованием соли тетрагидридогаллата в качестве отправной точки. (например, LiGaH 4 ) или, альтернативно, путем вытеснения лиганда из существующего аддукта. [2] Примеры:

Ga 2 H 6 + 2 NMe 3 → (NMe 3 ) 2 · GaH 3 (-95 ° C)
LiGaH 4 + Me 3 NHCl → LiCl + H 2 + Me 3 N · GaH 3 [2]
Me 2 NH + Me 3 N · GaH 3 → Me 2 NH · GaH 3 + Me 3 N [5]

Было приготовлено много аддуктов. Существует ряд типичных структур с нейтральными аддуктами (L = монодентатный лиганд, LL - бидентатный): [2]

L.GaH 3 (комплекс 1: 1 с монодентатным лигандом, дающий 4-координатный галлий)
L 2 · GaH 3 (комплекс 2: 1 с монодентатным лигандом, дающий 5-координатный галлий)
H 3 Ga · LL · GaH 3 (комплекс 1: 2 с бидентатным лигандом с двумя 4-х координатными атомами галлия)
L'H 3 Ga · LL · GaH 3 L '(комплекс с монодентатным и бидентатным лигандами с двумя 5-координатными атомами галлия)
LGaH 2 (μ-H) 2 GaH 2 L (комплекс с водородным мостиком, 2: 2)
(-L-LGaH 3 -) n (комплекс 1: 1 с бидентатным лигандом, образующим полимерную структуру)

По сравнению с Alane (AlH 3 ) с подобными лигандами, gallane имеет тенденцию принимать более низкие координационные числа. Также, хотя лиганды-доноры N образуют более сильные связи с алюманом, чем фосфины, для галлана обычно верно обратное. [2] Мономерный состав Me 3 N . GaH 3 подтвержден как в газовой, так и в твердой фазах. В связи с этим, 1: 1 аддукта контрасты с соответствующим Alane комплекса, Me 3 N . AlH 3, который в твердом веществе является димером с мостиковыми атомами водорода. [6]

Свойства растворенного вещества [ править ]

Газообразный галлан представляет собой гидрофильное ( неполярное ) апротонное растворенное вещество . [ сомнительно - обсудить ] Растворяется в полярных соединениях, таких как тетраметилэтилендиамин , из которого он может кристаллизоваться в виде галлана - N, N, N ', N'-тетраметилэтан-1,2-диамин (1/1). [7] [ требуется проверка ]

Другие химические реакции [ править ]

После обработки стандартным основанием он превращается в тетрагидроксигаллануид металла (анион Ga (OH) 4 - ) и газообразный водород . С сильными основаниями его можно депротонировать с образованием GaH-
2. Восстановление галлана дает металлический галлий . После обработки стандартной кислотой он превращается в соль галлия (3+) и газообразный водород . Окисление галлана дает Ga (OH) 3 , гидроксид галлия (III) . Несольватированный галлан находится в химическом равновесии с дигалланом (6) , являясь преобладающим веществом при повышении температуры. [ необходима цитата ] Из-за этого равновесия галлан и дигаллан (6) часто считаются химически эквивалентными. Реакции, требующие галлана, а не дигаллана (6), должны проводиться в растворе. Обычные растворители включают тетрагидрофуран и диэтиловый эфир .

См. Также [ править ]

  • Digallane

Ссылки [ править ]

  1. ^ Химия алюминия, галлия, индия и таллия, Энтони Джон Даунс, 1993, ISBN  075140103X , ISBN 978-0751401035 
  2. ^ Б с д е е г Aldridge, Саймон (2011). «Химия металлов группы 13 в состоянии окисления +3: простые неорганические соединения». В Олдридже, Саймон; Даунс, Энтони Дж. (Ред.). Металлы группы 13 Алюминий, галлий, индий и таллий: химические закономерности и особенности . Джон Вили и сыновья. ISBN 978-0-470-68191-6.
  3. ^ Pullumbi, P .; Bouteiller, Y .; Manceron, L .; Миджоуль, К. (1994). «Тригидриды алюминия, галлия и индия. Изоляция в ИК-матрице и исследование ab initio». Химическая физика . 185 (1): 25–37. Bibcode : 1994CP .... 185 ... 25P . DOI : 10.1016 / 0301-0104 (94) 00111-1 . ISSN 0301-0104 . 
  4. ^ Даунс, Энтони Дж .; Грин, Тим М .; Йонсен, Эмма; Pulham, Colin R .; Робертсон, Хизер Э .; Ванн, Дерек А. (2010). «Молекула дигаллана, Ga2H6: экспериментальное обновление, дающее улучшенную структуру и оценку изменения энтальпии для реакции Ga2H6 (g) → 2GaH3 (g)» (PDF) . Сделки Дальтона . 39 (24): 5637–42. DOI : 10.1039 / c000694g . ISSN 1477-9226 . PMID 20419186 .   
  5. ^ Н. Н. Гринвуд в Новые пути в неорганической химии, Под ред. EAV Ebsworth, AG Maddock и AG Sharpe. Издательство Кембриджского университета, 1968 г.
  6. ^ Мозг, Пол, Т .; Brown, Helen E .; Даунс Энтони Дж .; Грин Тим М .; Йонсен Эмма; Парсонс, Саймон; Ранкин, Дэвид WH; Смарт, Брюс А.; Тан, Кристина Ю. (1998). «Молекулярная структура триметиламин – галлан, {{Chem | Me | 3 | N · GaH | 3}}: расчеты ab initio , газофазная электронография и исследования дифракции рентгеновских лучей на монокристаллах» . Журнал химического общества, Dalton Transactions . 0 (21): 3685–3692. DOI : 10.1039 / A806289G . Проверено 23 сентября 2013 года .
  7. ^ Этвуд, Джерри L .; Ботт, Саймон Дж .; Elms, Fiona M .; Джонс, Кэмерон; Растон, Колин Л. (октябрь 1991 г.). «Аддукты третичного амина галлана: богатые галланом [{GaH3} 2 (TMEDA)] (TMEDA = N, N, N ', N'-тетраметилэтилендиамин) и термически устойчивые [GaH 3 (хинуклидин)]». Неорганическая химия . 30 (20): 3792–3793. DOI : 10.1021 / ic00020a002 .