Галогениды галлия
Существует три группы галогенидов галлия : тригалогениды, в которых галлий имеет степень окисления +3, промежуточные галогениды, содержащие галлий в степенях окисления +1, +2 и +3, и некоторые нестабильные моногалогениды, в которых галлий имеет степень окисления +1.
Тригалогениды
[ редактировать ]Известны все четыре тригалогенида. Все они содержат галлий в степени окисления +3. Их собственные имена — фторид галлия (III), хлорид галлия (III), бромид галлия (III) и йодид галлия (III).
- GaF 3
- GaF 3 представляет собой белое твердое вещество, которое сублимируется перед плавлением, с ориентировочной температурой плавления выше 1000 °C. Он содержит 6 координированных атомов галлия с трехмерной сеткой GaF 6 октаэдров , имеющих общие углы.
- GaCl 3 , GaBr 3 и GaI 3
- Все они имеют более низкие температуры плавления, чем GaF 3 ( GaCl 3 mp 78 °C, GaBr 3 mp 122 °C, GaI 3 mp 212 °C), что отражает тот факт, что все их структуры содержат димеры с 4 координационными атомами галлия и 2 мостиковыми атомами галогена. атомы. Таким образом, эти галогениды имеют молекулярные формулы Ga 2 Cl 6 , Ga 2 Br 6 , Ga 2 I 6 соответственно. Все они являются кислотами Льюиса , образующими в основном 4-координационные аддукты. GaCl 3 — наиболее часто используемый тригалогенид.
Промежуточные галогениды
[ редактировать ]Существуют промежуточные хлориды, бромиды и йодиды. Они содержат галлий в степенях окисления +1, +2 и +3.
- Ga3ClGa3Cl7
- Это соединение содержит Ga 2 Cl 7 − ион, имеющий структуру, подобную дихромату , Cr 2 O 7 2− , ион с двумя тетраэдрически координированными атомами галлия, имеющими общий угол. Соединение может быть сформулировано в виде гептахлордигаллата галлия (I), Ga я Здесь III 2 Кл 7 . [ 1 ]
элементарная ячейка Ga 3 Cl 7 часть кристаллической структуры структура [Ga 2 Cl 7 ] −
- GaCl 2 , GaBr 2 и GaI 2
- Это наиболее известные и наиболее изученные промежуточные галогениды. Они содержат галлий в степенях окисления +1 и +3 и имеют формулу Ga. я Здесь III Х 4 . Дигалогениды нестабильны в присутствии воды, диспропорционной к металлическому галлию и соединениям галлия (III). Они растворимы в ароматических растворителях, где выделены ареновые комплексы, арен представляет собой η 6 координируется с GA + ион. нейтральный комплекс Ga 2 X 2 L 2 С некоторыми лигандами L, например диоксаном, образуется со связью галлий-галлий. Эти соединения использовались в качестве пути получения цепочек и кластеров галлия. [ 2 ]
- Ga 2 Br 3 и Ga 2 I 3
- Они сформулированы Ga я 2 млрд лет II 2 Бр 6 и Га я 2 млрд лет II 2 и 6 соответственно. Оба аниона содержат связь галлий-галлий, при этом формальная степень окисления галлия равна +2. Га 2 Бр 6 2− анион затмевается, как In 2 Br 6 2− анион в In 2 Br 3, тогда как Ga 2 I 6 2− анион изоструктурен Si 2 Cl 6 в шахматной конформации.
Моногалогениды
[ редактировать ]Ни один из моногалогенидов не стабилен при комнатной температуре. Было показано, что ранее сообщалось, что GaBr и GaI, полученные сплавлением галлия с тригалогенидом, представляют собой смеси металлического галлия с Ga 2 Br 3 и Ga 2 I 3 соответственно .
- GaCl и GaBr
- GaCl и GaBr были получены в газовой форме в результате реакции HX и расплавленного галлия в специальном реакторе. Они были выделены путем закалки высокотемпературным газом при температуре 77 К. Сообщается, что GaCl представляет собой красное твердое вещество, которое диспропорционирует при температуре выше 0 ° C. Полученные таким образом GaCl и GaBr можно стабилизировать в подходящих растворителях. Образующиеся таким образом метастабильные растворы использовались в качестве предшественников многочисленных кластерных соединений галлия.
- При методом HVPE производстве GaN GaCl производится путем пропускания газообразного HCl над расплавленным галлием, который затем подвергается реакции с газообразным NH 3 . [ 3 ]
- Может
- GaI производится в виде реактивного зеленого порошка, который называют «универсальным реагентом для химиков-синтетиков». [ 4 ] Химическая структура реагента под названием «GaI», полученного в результате реакции металлического галлия с йодом в толуоле с использованием ультразвука, только недавно была исследована с использованием твердотельного ЯМР 69/71Ga и установлена предварительная структура, которая включает атомы металлического галлия [Ga 0 ] 2 [Га] + [ГаИ 4 ] − . [ 5 ]
Анионные галогенидные комплексы
[ редактировать ]Соли, содержащие GaCl 4 − , ГаБр 4 − и Гал 4 − все известны. Галлий сильно отличается от индия тем, что известно, что он образует только 6-координатные комплексы с ионом фторида. Это можно объяснить меньшим размером галлия (ионные радиусы Ga(III) 62 пм, In(III) 80 пм).
Соли, содержащие Ga 2 Cl 6 2− известны анионы, где галлий имеет степень окисления +2.
Общие ссылки
[ редактировать ]- Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8 .
- Коттон, Ф. Альберт ; Уилкинсон, Джеффри ; Мурильо, Карлос А.; Бохманн, Манфред (1999), Передовая неорганическая химия (6-е изд.), Нью-Йорк: Wiley-Interscience, ISBN 0-471-19957-5
Сноски
[ редактировать ]- ^ Кристаллическая структура Ga3Cl7 В. Франк В., Хёнле , Саймон А., З. Натурфорш. Часть Б (1990) 45Б 1
- ^ Г.Гартон; Х. М. Пауэлл (1956). «Кристаллическая структура дихлорида галлия». Журнал неорганической и ядерной химии . 4 (2): 84–89. дои : 10.1016/0022-1902(57)80088-8 .
- ^ Т.Ф. Куеч; Шулин Гу; Рамчандра Уэйт; Лин Чжан; Цзинси Сунь; Дж. А. Думесич; Дж. М. Редвинг (2000). «Химия роста GaN». Онлайн-библиотека материалов MRS . 639 . Издательство Кембриджского университета. дои : 10.1557/PROC-639-G1.1 .
- ^ Бейкер Р.Дж., Джонс К. Далтон Trans. 2005, 21 апреля;(8):1341-8
- ^ Виддифилд, Кори М.; Юрка, Титель; Ричесон, Дэррин С.; Брайс, Дэвид Л. (2012). «Использование твердотельного ЯМР 69/71Ga и ЯКР 127I в качестве зондов для выяснения состава GaI» . Многогранник . 35 (1): 96–100. дои : 10.1016/j.poly.2012.01.003 . ISSN 0277-5387 .