El bromuro de galio (III) ( Ga Br 3 ) es un compuesto químico y uno de los cuatro trihaluros de galio .
Nombres | |
---|---|
Otros nombres tribromuro de galio | |
Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.033.267 |
PubChem CID | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
| |
| |
Propiedades | |
GaBr 3 | |
Masa molar | 309,435 g / mol |
Apariencia | polvo blanco |
Densidad | 3,69 g / cm 3 |
Punto de fusion | 121,5 ° C (250,7 ° F; 394,6 K) |
Punto de ebullición | 278,8 ° C (533,8 ° F; 552,0 K) |
soluble | |
Peligros | |
T + C N | |
NFPA 704 (diamante de fuego) | |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Introducción
El bromuro de galio (III) es, a temperatura ambiente y presión atmosférica, un polvo cristalino blanco que reacciona favorable y exotérmicamente con el agua. [1] El tribromuro de galio sólido es estable a temperatura ambiente y se puede encontrar principalmente en su forma dimérica. [2] GaBr 3 puede formar un haluro intermedio, Ga 2 Br 7; sin embargo, esto no es tan común como con GaCl 3 . Es un miembro del grupo trihaluro de galio y es similar al GaCl 3 y al GaI 3 , pero no al GaF 3 , en su preparación y usos. [2] El GaBr 3 es un ácido de Lewis más suave que el AlBr 3 y tiene una química más versátil debido a la facilidad comparativa de reducir el galio, pero es más reactivo que el GaCl 3 . [3]
GaBr 3 es espectroscópicamente similar a los trihaluros de aluminio, indio y talio, excluidos los trifluoruros. [4]
Preparación
Un método para preparar GaBr 3 es calentar galio elemental en presencia de bromo líquido al vacío. [5] Después de la reacción altamente exotérmica, la mezcla se deja reposar y luego se somete a varios pasos de purificación. Este método de principios del siglo XX sigue siendo una forma útil de preparar GaBr 3. Históricamente, el galio se obtenía por electrólisis de su hidróxido en una solución de KOH, sin embargo, hoy se obtiene como un subproducto de la producción de aluminio y zinc.
El GaBr 3 se puede sintetizar exponiendo el metal galio a bromo elemental en un ambiente libre de agua, oxígeno, orgánico y libre de grasa. [5] [6] El resultado es un gas que debe cristalizarse para formar el sólido GaBr 3 comprado por los laboratorios. A continuación se muestra la ecuación:
- 2 Ga (s) + 3 Br 2 (l) ⟶ 2 GaBr 3 (g)
Estructura
El monómero GaBr 3 tiene geometría trigonal plana, pero cuando forma el dímero Ga 2 Br 6, la geometría alrededor del centro de galio se distorsiona para volverse aproximadamente tetraédrica. Como sólido, GaBr 3 forma una estructura cristalina monoclínica con un volumen de celda unitaria de 524,16 Å 3 . Las especificaciones adicionales para esta celda unitaria son las siguientes: a = 8.87 Å, b = 5.64 Å, c = 11.01 Å, α = 90˚, β = 107.81˚, γ = 90˚. [7]
Complejos
El galio es el metal más ligero del Grupo 13 con una capa d llena y tiene una configuración electrónica de ([Ar] 3d 10 4s 2 4p 1 ) por debajo de los electrones de valencia que podrían participar en la unión d-π con ligandos. El estado de oxidación algo alto de Ga en Ga (III) Br 3 , la baja electronegatividad y la alta polarización permiten que GaBr 3 se comporte como un "ácido blando" en términos de la teoría Hard-Soft-Acid-Base (HSAB) . La acidez de Lewis de todos los trihaluros de galio, incluido el GaBr 3 , se ha estudiado extensamente termodinámicamente, y se ha establecido la basicidad de GaBr 3 con varios donantes. [2]
GaBr 3 es capaz de aceptar un ion Br - adicional o de dividir de manera desigual su dímero para formar [GaBr 4 ] - , un ion tetraédrico del que se pueden obtener sales cristalinas. [2] [8] Este complejo iónico es además capaz de unirse a. El ion Br - se puede sustituir fácilmente por un ligando neutro. Normalmente, estos ligandos neutros, con la forma GaBr 3 L y, a veces, GaBr 3 L 2 , formarán una estructura geométrica bipiramidal tetraédrica con el Br en una posición ecuatorial debido a su gran carga nuclear efectiva. [2] Además, GaBr 3 se puede utilizar como catalizador en determinadas reacciones de adición oxidativa.
Usos
El GaBr 3 se utiliza como catalizador en síntesis orgánica, con un mecanismo similar al GaCl 3. Sin embargo, debido a su mayor reactividad, en ocasiones se desaconseja por la mayor versatilidad del GaCl 3 . [2] GaBr 3 , así como otros trihaluros de galio y trihaluros de metales del grupo 13 se pueden utilizar como catalizadores en la adición oxidativa de compuestos orgánicos. Se ha verificado que el dímero de GaBr 3 se escinde de manera desigual en [GaBr 4 ] - y [GaBr 2 ] + . [8] El mecanismo completo es incierto en parte porque los estados intermedios no siempre son lo suficientemente estables para el estudio, y en parte porque GaBr 3 se estudia con menos frecuencia que GaCl 3 . El propio Ga (III) es un ácido de Lewis útil para reacciones orgánicas porque su capa completa de electrones d le permite aceptar un número variable de ligandos, pero renunciará fácilmente a los ligandos si las condiciones resultan favorables.
Ver también
Referencias
- ^ "Bromuro de galio (III)" . Catálogo Sigma Aldrich . Compañía Sigma Aldrich.
- ^ a b c d e f King, Bruce R. (1994). Enciclopedia de Química Inorgánica . Nueva York: Wiley. págs. 1265-1267. ISBN 978-0-471-93620-6.
- ^ Kiyokawa, Kensuke; Yasuda, Makoto; Baba, Akio (2 de abril de 2010). "Ciclopropilmetilación de cloruros bencílicos y alílicos con ciclopropilmetilestanano catalizado por haluro de galio o indio". Letras orgánicas . 12 (7): 1520-1523. doi : 10.1021 / ol100240b . ISSN 1523-7060 . PMID 20218636 .
- ^ Downs, AJ (199). Química del Aluminio Galio, Indio y Talio . Springer Science & Business Media. pag. 133.
- ^ a b Johnson, WC; Parsons, JB (1 de enero de 1929). "La preparación de tribromuro de galio y triyoduro de galio". La Revista de Química Física . 34 (6): 1210-1214. doi : 10.1021 / j150312a007 . ISSN 0092-7325 .
- ^ Downs, AJ (199). Química del Aluminio Galio, Indio y Talio . Springer Science & Business Media. pag. 133.
- ^ Troyanov, SI; Krahl, T .; Kemnitz, E. (2004). "Estructuras cristalinas de Ga X 3 ( X = Cl, Br, I) y AlI 3 ". Zeitschrift für Kristallographie . 219 (2): 88–92. doi : 10.1524 / zkri.219.2.88.26320 . S2CID 101603507 .
- ^ a b El-Hellani, Ahmad; Monot, Julien; Guillot, Régis; Bour, Christophe; Gandon, Vincent (7 de enero de 2013). "Estructuras moleculares versus iónicas en aductos de GaX3 con ligandos basados en carbono monodentados". Química inorgánica . 52 (1): 506–514. doi : 10.1021 / ic302440g . ISSN 0020-1669 . PMID 23256783 .