Germán (vegyület)
| Germánium-tetrahidrid | |||
 A germán szerkezeti képlete | |||
 A germánmolekula pálcikamodellje |
 A germánmolekula kalottamodellje | ||
| IUPAC-név | germán | ||
| Más nevek | germánium-tetrahidrid germanometán monogermán | ||
| Kémiai azonosítók | |||
|---|---|---|---|
| CAS-szám | 7782-65-2 | ||
| PubChem | 23984 | ||
| ChemSpider | 22420 | ||
| KEGG | C15472 | ||
| ChEBI | 30443 | ||
| RTECS szám | LY4900000 | ||
| |||
| |||
| InChIKey | QUZPNFFHZPRKJD-UHFFFAOYSA-N | ||
| Kémiai és fizikai tulajdonságok | |||
| Kémiai képlet | GeH4 | ||
| Moláris tömeg | 76,62 g/mol | ||
| Megjelenés | színtelen gáz | ||
| Sűrűség | 3,3 kg/m3 (gáz) | ||
| Olvadáspont | −165 °C °C | ||
| Forráspont | −88 °C °C | ||
| Oldhatóság (vízben) | rosszul | ||
| Viszkozitás | 17,21 μPa·s (elméleti becslés)[1] | ||
| Kristályszerkezet | |||
| Molekulaforma | tetraéderes | ||
| Dipólusmomentum | 0 D | ||
| Veszélyek | |||
| MSDS | ICSC 1244 | ||
| EU Index | nincs listázva | ||
| Főbb veszélyek | mérgező, gyúlékony | ||
| NFPA 704 |  4
4
3
| ||
| Rokon vegyületek | |||
| Rokon vegyületek | metán szilán sztannán plumbán | ||
| Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak. | |||
A germán szervetlen vegyület, a metán germániumos analógja. Összegképlete GeH4. Ez a legegyszerűbb germánium hidrid és a germánium egyik leghasznosabb vegyülete. A szilánhoz és a metánhoz hasonlóan a germán molekulaalakja is tetraéderes. Levegőn elégetve GeO2 és víz keletkezik.
Előfordulása
[szerkesztés]A Jupiter atmoszférájában már kimutatták.[2]
Előállítása
[szerkesztés]Jellemzően germániumvegyületek, elsősorban germánium-dioxid hidridreagenssel (pl. nátrium-borohidriddel, kálium-borohidriddel, lítium-borohidriddel, lítium-alumínium-hidriddel vagy nátrium-alumínium-hidriddel) történő redukciójával állítják elő. A borohidrides redukciót különböző savak katalizálják, a reakció vizes és szerves oldószerben is lejátszódik. Laboratóriumi méretben germánium(IV) vegyületek és a fenti hidridek reagáltatásával állítják elő.[3][4] Egy tipikus szintézis során Na2GeO3 és nátrium-borohidridet reagáltatnak.[5]
- Na2GeO3 + NaBH4 + H2O → GeH4 + 2 NaOH + NaBO2
További szintézislehetőségek az elektrokémiai redukció és a plazma alapú eljárások.[6] Az elektrokémiai redukálás során feszültséget kapcsolnak vizes elektrolitba merülő fém germánium katódra és molibdén vagy kadmium anyagú anódra. A folyamat során germán (GeH4) és hidrogéngáz fejlődik a katódon, míg az anódból – oxigénnel reagálva – molibdén- vagy kadmium-oxid keletkezik. A plazmaszintézis során fém germániumot nagyfrekvenciás plazmaforrással előállított hidrogénatomokkal bombáznak, aminek hatására germán és digermán keletkezik.
Reakciói
[szerkesztés]Gyengén savas vegyület. Folyékony ammóniában a GeH4 ionizálódik, NH+4 és GeH−3 ionpárt alkot.[7] Alkálifémekkel folyékony ammóniában fehér kristályos MGeH3 vegyületet képez. A kálium- (KGeH3, kálium-germil) és rubídiumtartalmú (RbGeH3, rubídium-germil) germánvegyületek nátrium-kloridos szerkezetűek, ami szabadon forgó GeH−3 aniont feltételez. A céziumtartalmú vegyület, a CsGeH3 ezzel ellentétben deformálódott nátrium-klorid szerkezetű, hasonlóan a tallium-jodidéhoz.[7]
Félvezetőipari felhasználása
[szerkesztés]A germángáz 600 K körül germániumra és hidrogénre bomlik. Ezen termikus labilitása miatt használják germánium vékonyrétegek növesztésre a félvezető iparban, MOVPE vagy kémiai sugár epitaxy során.[8] Szerves germánium prekurzorokat (pl. izobutil-germán, alkilgermánium-triklorid és dimetilaminogermánium-triklorid) is vizsgálnak mint a germániumtartalmú vékonyréteg gyártásának a germánnál biztonságosabb folyékony alternatívái.[9]
Biztonságtechnikai információk
[szerkesztés]A germán nagyon gyúlékony, potenciálisan piroforos[10] (de más forrás szerint nem gyullad meg levegővel érintkezve[7]), nagyon mérgező gáz. Munkahelyi koncentrációja 8 órás átlagban legfeljebb 0,2 ppm lehet.[11] Patkányoknál az LC50 1 órás kitettség esetén 622 ppm.[12] Belélegzése, illetve az anyagnak való kitettség levertséget, fejfájást, szédülést, ájulást, émelygést, nehézlégzést, hányást, vesekárosodást és hemolitikus hatásokat okozhat.[13][14][15]
Jegyzetek
[szerkesztés]- ↑ Yaws, Carl L. (1997), Handbook Of Viscosity: Volume 4: Inorganic Compounds And Elements, Gulf Professional Publishing, ISBN 978-0123958501
- ↑ Kunde, V.; Hanel, R.; Maguire, W.; Gautier, D.; Baluteau, J. P.; Marten, A.; Chedin, A.; Husson, N.; Scott, N. (1982). „The tropospheric gas composition of Jupiter's north equatorial belt (NH3, PH3, CH3D, GeH4, H2O) and the Jovian D/H isotopic ratio”. Astrophysical Journal 263, 443–467. o. DOI:10.1086/160516.
- ↑ W. L. Jolly "Preparation of the volatile hydrides of Groups IVA and VA by means of aqueous hydroborate" Journal of the American Chemical Society 1961, volume 83, pp. 335-7.
- ↑ US Patent 4,668,502. [2017. július 14-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2013. június 19.)
- ↑ Girolami, G. S.; Rauchfuss, T. B.; Angelici, R. J.. Synthesis and Technique in Inorganic Chemistry. Mill Valley, CA: University Science Books (1999)
- ↑ US Patent 7,087,102 (2006)
- ↑ a b c Greenwood, N.N.. Az elemek kémiája, 1., Budapest: Nemzeti Tankönyvkiadó, 506. o. (1999). ISBN 963 18 9144 5
- ↑ Venkatasubramanian, R.; Pickett, R. T.; Timmons, M. L. (1989). „Epitaxy of germanium using germane in the presence of tetramethylgermanium”. Journal of Applied Physics 66 (11), 5662–5664. o. DOI:10.1063/1.343633.
- ↑ Woelk, E.; Shenai-Khatkhate, D. V.; DiCarlo, R. L. Jr., Amamchyan, A.; Power, M. B.; Lamare, B.; Beaudoin, G.; Sagnes, I. (2006). „Designing Novel Organogermanium MOVPE Precursors for High-purity Germanium Films”. Journal of Crystal Growth 287 (2), 684–687. o. DOI:10.1016/j.jcrysgro.2005.10.094.
- ↑ Brauer, 1963, Vol.1, 715
- ↑ Praxair MSDS Archiválva 2012. május 8-i dátummal a Wayback Machine-ben accessed Sep. 2011
- ↑ NIOSH Germane Registry of Toxic Effects of Chemical Substances (RTECS)accessed Sep. 2011
- ↑ Gus'kova, E. I. (1974). „K toksikologii Gidrida Germaniia” (russian nyelven). Gigiena Truda i Professionalnye Zabolevaniia 18 (2), 56–57. o. PMID 4839911.
- ↑ US EPA Germane
- ↑ Paneth, F.; Joachimoglu, G. (1924). „Über die pharmakologischen Eigenschaften des Zinnwasserstoffs und Germaniumwasserstoffs” (german nyelven). Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 57 (10), 1925–1930. o. DOI:10.1002/cber.19240571027.
Fordítás
[szerkesztés]Ez a szócikk részben vagy egészben a Germane című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
Külső hivatkozások
[szerkesztés]
- Metaloids (manufacturer) datasheet
- Arkonic Specialty Gases China (manufacturer) datasheet
- Licensintorg Russia (process technology sale)
- Honjo Chemical Japan (manufacturer) Archiválva 2013. január 20-i dátummal a Wayback Machine-ben
- Praxair datasheet
- Air liquide gas encyclopedia entry Archiválva 2013. július 30-i dátummal a Wayback Machine-ben
- CDC - NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
- Voltaix (manufacturer) datasheet Archiválva 2011. július 17-i dátummal a Wayback Machine-ben
- Foshan Huate Gas Co.,Ltd (manufacturer)
- Horst Technologies, Russia (manufacturer)