Галлейн
 | |||
| |||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
| ИЮПАК имена галлан [1] | |||
| Другие имена тригидридогаллий гидрид галлия галлид водорода | |||
| Идентификаторы | |||
3D model ( JSmol ) | |||
| ЧЭБИ | |||
| ХимическийПаук | |||
| 48991 | |||
ПабХим CID | |||
Панель управления CompTox ( EPA ) | |||
| Характеристики | |||
| Га Ч 3 | |||
| Молярная масса | 72.747 g·mol −1 | ||
| гидролизуется | |||
| Структура | |||
| тригональный плоский | |||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |||
Галлан также систематически называемый тригидридогаллием , представляет собой неорганическое соединение галлия , с химической формулой GaH.
3 (также пишется как [GaH
3 ] ). Это светочувствительный бесцветный газ, который невозможно концентрировать в чистом виде. Галлан является одновременно простейшим представителем галланов и прототипом моногалланов. Он не имеет экономического применения и производится намеренно только в академических целях.
Он был обнаружен как переходный компонент в газовой фазе; [2] также при низкой температуре (3,5 К) после реакции лазерной абляции атомов галлия и диводорода, а в последнее время в матрице аргона, легированной парами, над твердым дигалланом Ga 2 H 6 . [3]
Структура мономерного GaH 3
[ редактировать ]ИК- спектроскопические исследования показывают, что мономерный GaH 3 имеет тригональную планарную структуру. [4] Теоретическая длина связи Ga-H находится в диапазоне от 155,7 до 158,7 вечера. [3]
Мономерный GaH 3 димеризуется в паровой фазе с образованием Ga 2 H 6 , дигаллана(6) , а изменение энтальпии, связанное с реакцией газофазной диссоциации Ga 2 H 6 → 2GaH 3, экспериментально оценено как 59 ± 16 кДж моль. −1 . [5]
Химические свойства
[ редактировать ]Поскольку GaH 3 невозможно легко получить или выделить, в реакциях с участием GaH 3 используют либо димер Ga 2 H 6 , дигаллан (6) , либо аддукты GaH 3 , например L · GaH 3 , где L представляет собой монодентатный лиганд . [3]
GaH 3 Аддукты
[ редактировать ]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), используя соль тетрагидридогаллата в качестве отправной точки. (например, LiGaH 4 ) или альтернативно путем замещения лиганда из существующего аддукта. [3] Примеры:
- Ga 2 H 6 + 2 NMe 3 → (NMe 3 ) 2 ·GaH 3 (-95°С)
- LiGaH 4 + Me 3 NHCl → LiCl + H 2 + Me 3 N·GaH 3 [3]
- Me 2 NH + Me 3 N GaH 3 → Me 2 NH GaH 3 + Me 3 N [6]
Было получено множество аддуктов. Существует ряд типичных структур с нейтральными аддуктами (L = монодентатный лиганд, LL – бидентатный): [3]
- L.GaH 3 (комплекс 1:1 с монодентатным лигандом, дающим 4-координатный галлий)
- L 2 ·GaH 3 (комплекс 2:1 с монодентатным лигандом, дающим 5-координатный галлий)
- H 3 Ga·LL·GaH 3 (комплекс 1:2 с бидентатным лигандом с двумя 4-координатными атомами галлия)
- L'H 3 Ga·LL·GaH 3 L' (комплекс с монодентатными и бидентатными 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 аланами (AlH 3 ) с аналогичными лигандами галлан имеет тенденцию иметь более низкие координационные числа. Кроме того, хотя донорные лиганды N образуют более прочные связи с алюманом, чем фосфины, для галлана обычно верно обратное. [3] Мономерная структура Me 3 N . GaH 3 подтвержден как в газовой, так и в твердой фазе. В этом отношении аддукт соотношения 1:1 контрастирует с соответствующим алановым комплексом Me 3 N . AlH 3 , который в твердом состоянии является димерным с мостиковыми атомами водорода. [7]
Свойства растворенного вещества
[ редактировать ]Газообразный галлан представляет собой гидрофильное ( неполярное ) апротонное растворенное вещество . [ сомнительно – обсудить ] Он растворяется в полярных соединениях, таких как тетраметилэтилендиамин , из которого его можно кристаллизовать в виде галлана — N,N,N’,N’-тетраметилэтан-1,2-диамина (1/1). [8] [ нужна проверка ]
Другие химические реакции
[ редактировать ]При обработке стандартным основанием он превращается в тетрагидроксигаллануид металла (анион Ga(OH) 4 − ) и газообразный водород . При наличии сильных оснований его можно депротонировать с образованием GaH. −
2 . Восстановление галлана дает металлический галлий . При обработке 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) , который является доминирующим веществом с повышением температуры. [ нужна ссылка ] Благодаря такому равновесию галлан и дигаллан (6) часто считаются химически эквивалентными. Реакции, требующие галлана, а не дигаллана (6), должны проводиться в растворе. Общие растворители включают тетрагидрофуран и диэтиловый эфир .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Галлан» .
- ^ Химия алюминия, галлия, индия и таллия, Энтони Джон Даунс, 1993, ISBN 075140103X , ISBN 978-0751401035
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Олдридж, Саймон (2011). «Химия металлов 13-й группы в степени 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 Уайли и сыновья. ISBN 978-0-470-68191-6 .
- ^ Пулумби, П.; Бутейллер, Ю.; Мансерон, Л.; Миджоуль, К. (1994). «Тригидриды алюминия, галлия и индия. ИК-матричное выделение и исследование ab initio». Химическая физика . 185 (1): 25–37. Бибкод : 1994CP....185...25P . дои : 10.1016/0301-0104(94)00111-1 . ISSN 0301-0104 .
- ^ Даунс, Энтони Дж.; Грин, Тим М.; Джонсен, Эмма; Пулхэм, Колин Р.; Робертсон, Хизер Э.; Ванн, Дерек А. (2010). «Молекула дигаллана, Ga2H6: экспериментальное обновление, дающее улучшенную структуру и оценку изменения энтальпии реакции Ga2H6(g) → 2GaH3(g)» (PDF) . Транзакции Далтона . 39 (24): 5637–42. дои : 10.1039/c000694g . hdl : 20.500.11820/f5a6800b-afa9-48c5-ad30-a0f66a7bd46c . ISSN 1477-9226 . ПМИД 20419186 .
- ^ Н. Н. Гринвуд в книге «Новые пути в неорганической химии», под ред. Э.А.В. Эбсворт, А.Г. Мэддок и А.Г. Шарп. Издательство Кембриджского университета, 1968 г.
- ^ Брэйн, Пол, Т.; Браун, Хелен Э.; Даунс Энтони Дж.; Грин Тим М.; Джонсен Эмма; Парсонс, Саймон; Рэнкин, Дэвид WH; Смарт, Брюс А.; Тан, Кристина Ю. (1998). «Молекулярная структура триметиламина-галлана, {{Chem|Me|3|N·GaH|3}}: расчеты ab initio , газофазная электронография и монокристаллические рентгеноструктурные исследования» . Журнал Химического общества, Dalton Transactions (21): 3685–3692. дои : 10.1039/A806289G . Проверено 23 сентября 2013 г.
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Этвуд, Джерри Л.; Ботт, Саймон Г.; Элмс, Фиона М.; Джонс, Кэмерон; Растон, Колин Л. (октябрь 1991 г.). «Третичные аминные аддукты галлана: богатые галланом [{GaH3}2(TMEDA)] (TMEDA = N,N,N',N'-тетраметилэтилендиамин) и термически устойчивые [GaH 3 (хинуклидин)]». Неорганическая химия . 30 (20): 3792–3793. дои : 10.1021/ic00020a002 .