Бромид галлия(III)
| |
| |
| Имена | |
|---|---|
| Другие имена
трибромид галлия
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.033.267 |
| Номер ЕС |
|
ПабХим CID
|
|
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| ГаБр 3 | |
| Молярная масса | 309.435 g/mol |
| Появление | белый порошок |
| Плотность | 3,69 г/см 3 |
| Температура плавления | 121,5 ° С (250,7 ° F; 394,6 К) |
| Точка кипения | 278,8 ° С (533,8 ° F; 552,0 К) |
| растворимый | |
| Опасности | |
| СГС Маркировка : | |
| |
| Опасность | |
| H314 | |
| P260 , P264 , P280 , P301+P330+P331 , P303+P361+P353 , P304+P340 , P305+P351+P338 , P310 , P321 , P363 , P405 , P501 | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Бромид галлия(III) ( Ga Br 3 ) — химическое соединение , один из четырёх тригалогенидов галлия .
Введение
[ редактировать ]Бромид галлия (III) при комнатной температуре и атмосферном давлении представляет собой белый кристаллический порошок, который благоприятно и экзотермически реагирует с водой. [1] Твердый трибромид галлия стабилен при комнатной температуре и встречается преимущественно в димерной форме. [2] GaBr 3 может образовывать промежуточный галогенид Ga 2 Br 7; однако это не так часто, как с GaCl 3 . Он принадлежит к группе тригалогенидов галлия и по способу получения и использованию подобен GaCl 3 и GaI 3 , но не GaF 3 . [2] GaBr 3 является более мягкой кислотой Льюиса, чем AlBr 3 , и имеет более универсальный химический состав из-за сравнительной легкости восстановления галлия, но более реакционноспособен, чем GaCl 3 . [3]
GaBr 3 спектроскопически подобен тригалогенидам алюминия, индия и таллия, за исключением трифторидов. [4]
Подготовка
[ редактировать ]Одним из методов получения GaBr 3 является нагревание элементарного галлия в присутствии жидкого брома в вакууме. [5] После сильно экзотермической реакции смеси дают отдохнуть, а затем подвергают различным стадиям очистки. Этот метод с начала двадцатого века остается полезным способом получения GaBr 3. Исторически галлий получали электролизом его гидроксида в растворе гидроксида калия, однако сегодня его получают как побочный продукт производства алюминия и цинка.
GaBr 3 можно синтезировать, подвергая галлий воздействию брома в среде, свободной от воды, кислорода и жира. [5] [6] В результате получается газ, который необходимо кристаллизовать, чтобы образовался бромид, закупаемый в лабораториях. Ниже приведено уравнение:
- 2 Ga(s) + 3 Br 2 (ж) → 2 GaBr 3 (г)
Структура
[ редактировать ]
Мономер GaBr 3 имеет тригональную плоскую геометрию, но когда он образует димер Ga 2 Br 6, геометрия вокруг галлиевого центра искажается и становится примерно тетраэдрической. В твердом состоянии GaBr 3 образует моноклинную кристаллическую структуру с объемом элементарной ячейки 524,16 Å. 3 . Дополнительные характеристики этой элементарной ячейки следующие: a = 8,87 Å, b = 5,64 Å, c = 11,01 Å, α = 90˚, β = 107,81˚, γ = 90˚. [7]
Комплексы
[ редактировать ]Галлий — самый легкий металл 13-й группы с заполненной d-оболочкой и имеет электронную конфигурацию ([Ar] 3d 10 4 с 2 4р 1 ) ниже валентных электронов, которые могли бы участвовать в d-π-связи с лигандами. Несколько высокая степень окисления Ga в Ga(III)Br 3 , низкая электроотрицательность и высокая поляризуемость позволяют GaBr 3 вести себя как «мягкая кислота» с точки зрения теории «жесткая-мягкая кислота-основание» (HSAB) . Кислотность по Льюису всех тригалогенидов галлия, включая GaBr 3 , широко изучена термодинамически, а основность GaBr 3 установлена с помощью ряда доноров. [2]
GaBr 3 способен принять дополнительный Br − ион или неравномерное расщепление его димера с образованием [GaBr 4 ] − , тетраэдрический ион, из которого можно получить кристаллические соли. [2] [8] Этот ионный комплекс дополнительно способен связываться с . Бр − ион можно так же легко заменить нейтральным лигандом. Обычно эти нейтральные лиганды в форме GaBr 3 L и иногда GaBr 3 L 2 образуют тетраэдрическую бипирамидальную геометрическую структуру с Br в экваториальном положении из-за их большого эффективного ядерного заряда. [2] Кроме того, GaBr 3 можно использовать в качестве катализатора в некоторых реакциях окислительного присоединения.
Использование
[ редактировать ]GaBr 3 используется в качестве катализатора в органическом синтезе по механизму действия, аналогичному GaCl 3 . Однако из-за его большей реакционной способности ему иногда не доверяют из-за большей универсальности GaCl 3 . [2] GaBr 3 , а также другие тригалогениды галлия и тригалогениды металлов 13-й группы могут быть использованы в качестве катализаторов при окислительном присоединении органических соединений. Установлено, что димер GaBr 3 неравномерно расщепляется на [GaBr 4 ] − и [GaBr 2 ] + . [8] Весь механизм неясен отчасти потому, что промежуточные состояния не всегда достаточно стабильны для изучения, а частично потому, что GaBr 3 изучается реже, чем GaCl 3 . Ga(III) сам по себе является полезной кислотой Льюиса для органических реакций, поскольку его полная d-электронная оболочка позволяет ему принимать переменное количество лигандов, но он легко отдает лиганды, если условия окажутся благоприятными.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Бромид галлия(III)» . Каталог Сигмы Олдрича . Компания Сигма Олдрич.
- ^ Jump up to: а б с д и ж Кинг, Брюс Р. (1994). Энциклопедия неорганической химии . Нью-Йорк: Уайли. стр. 1265–1267. ISBN 978-0-471-93620-6 .
- ^ Киёкава, Кэнсукэ; Ясуда, Макото; Баба, Акио (2 апреля 2010 г.). «Циклопропилметилирование бензиловых и аллилхлоридов циклопропилметилстаннаном, катализируемое галлием или галогенидом индия». Органические письма . 12 (7): 1520–1523. дои : 10.1021/ol100240b . ISSN 1523-7060 . ПМИД 20218636 .
- ^ Даунс, Эй Джей (199). Химия алюминия, галлия, индия и таллия . Springer Science & Business Media. п. 133.
- ^ Jump up to: а б Джонсон, WC; Парсонс, Дж. Б. (1 января 1929 г.). «Получение трибромида галлия и трийодида галлия». Журнал физической химии . 34 (6): 1210–1214. дои : 10.1021/j150312a007 . ISSN 0092-7325 .
- ^ Даунс, Эй Джей (199). Химия алюминия, галлия, индия и таллия . Springer Science & Business Media. п. 133.
- ^ Троянов С.И.; Краль, Т.; Кемниц, Э. (2004). «Кристаллические структуры Ga X 3 ( X = Cl, Br, I) и AlI 3 ». Журнал кристаллографии . 219 (2): 88–92. Стартовый код : 2004ЗК....219...88Т . дои : 10.1524/zkri.219.2.88.26320 . S2CID 101603507 .
- ^ Jump up to: а б Эль-Хеллани, Ахмад; Моно, Жюльен; Гийо, Режис; Бур, Кристоф; Гандон, Винсент (7 января 2013 г.). «Молекулярные и ионные структуры в аддуктах GaX3 с монодентатными лигандами на основе углерода». Неорганическая химия . 52 (1): 506–514. дои : 10.1021/ic302440g . ISSN 0020-1669 . ПМИД 23256783 .