Germane es el compuesto químico con la fórmula Ge H 4 , y el germanio análogo del metano . Es el hidruro de germanio más simple y uno de los compuestos de germanio más útiles. Como los compuestos relacionados silano y metano, germane es tetraédrico . Se quema en el aire para producir GeO 2 y agua . Germane es un hidruro del grupo 14 .
Nombres | |||
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Nombre IUPAC Relacionado | |||
Otros nombres Tetrahidruro germanio Germanomethane Monogermane | |||
Identificadores | |||
Modelo 3D ( JSmol ) | |||
CHEBI | |||
ChemSpider | |||
Tarjeta de información ECHA | 100.029.055 | ||
KEGG | |||
PubChem CID | |||
Número RTECS |
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UNII | |||
un numero | 2192 | ||
Tablero CompTox ( EPA ) | |||
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Propiedades | |||
GeH 4 | |||
Masa molar | 76,62 g / mol | ||
Apariencia | Gas incoloro | ||
Olor | Picante [1] | ||
Densidad | 3,3 kg / m 3 | ||
Punto de fusion | −165 ° C (−265 ° F; 108 K) | ||
Punto de ebullición | −88 ° C (−126 ° F; 185 K) | ||
Bajo | |||
Presión de vapor | > 1 atm [1] | ||
Viscosidad | 17,21 μPa · s (estimación teórica) [2] | ||
Estructura | |||
Tetraédrico | |||
0 D | |||
Peligros | |||
Principales peligros | Tóxico, inflamable, puede encenderse espontáneamente en el aire. | ||
Ficha de datos de seguridad | ICSC 1244 | ||
NFPA 704 (diamante de fuego) | 4 4 3 | ||
NIOSH (límites de exposición a la salud de EE. UU.): | |||
PEL (permitido) | Ninguno [1] | ||
REL (recomendado) | TWA 0,2 ppm (0,6 mg / m 3 ) [1] | ||
IDLH (peligro inmediato) | ND [1] | ||
Compuestos relacionados | |||
Compuestos relacionados | Metano Silano Stannane Plumbane | ||
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 | |||
Ocurrencia
Germane se ha detectado en la atmósfera de Júpiter . [3]
Síntesis
Germane se prepara típicamente por reducción de compuestos de germanio, en particular dióxido de germanio , con reactivos hidruro tales como borohidruro de sodio , borohidruro de potasio , borohidruro de litio , hidruro de litio y aluminio , hidruro de sodio y aluminio . La reacción con borohidruros es catalizada por varios ácidos y puede llevarse a cabo en un disolvente acuoso u orgánico . A escala de laboratorio, se puede preparar germane mediante la reacción de compuestos de Ge (IV) con estos reactivos de hidruro . [4] [5] Una síntesis típica implicaba la reacción de Na 2 GeO 3 con borohidruro de sodio . [6]
- Na 2 GeO 3 + NaBH 4 + H 2 O → GeH 4 + 2 NaOH + NaBO 2
Otros métodos para la síntesis de germane incluyen la reducción electroquímica y un método basado en plasma . [7] El método de reducción electroquímica implica aplicar voltaje a un cátodo metálico de germanio sumergido en una solución acuosa de electrolito y un contraelectrodo de ánodo compuesto de un metal como molibdeno o cadmio . En este método, los gases germinados y de hidrógeno se desprenden del cátodo mientras que el ánodo reacciona para formar óxido de molibdeno sólido u óxidos de cadmio . El método de síntesis de plasma implica bombardear el metal germanio con átomos de hidrógeno (H) que se generan utilizando una fuente de plasma de alta frecuencia para producir germane y digermane .
Reacciones
Germane es débilmente ácido . En el amoniaco líquido, el GeH 4 se ioniza formando NH 4 + y GeH 3 - . [8] Con metales alcalinos en amoníaco líquido, el GeH 4 reacciona para dar compuestos blancos cristalinos de MGeH 3 . El potasio ( potasio germyl KGeH 3 ) y los compuestos de rubidio ( rubidium germyl RbGeH 3 ) tienen la estructura de cloruro de sodio que implica una rotación libre del anión GeH 3 - , el compuesto de cesio, CsGeH 3 en contraste tiene la estructura de cloruro de sodio distorsionada de TlI . [8]
Uso en la industria de semiconductores.
El gas se descompone cerca de 600 K (327 ° C; 620 ° F) en germanio e hidrógeno. Debido a su labilidad térmica , germane se utiliza en la industria de semiconductores para el crecimiento epitaxial de germanio por MOVPE o epitaxia de haz químico . [9] Los precursores de organogermanio (por ejemplo , isobutilgermanio , tricloruros de alquilgermanio y tricloruro de dimetilaminogermanio) se han examinado como alternativas líquidas menos peligrosas que el germane para la deposición de películas que contienen Ge por MOVPE. [10]
Seguridad
Germane es un gas altamente inflamable , potencialmente pirofórico , [11] y altamente tóxico. En 1970, la Conferencia Estadounidense de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH) publicó los últimos cambios y estableció el valor límite del umbral de exposición ocupacional en 0.2 ppm para un promedio ponderado de tiempo de 8 horas. [12] La CL50 para ratas a 1 hora de exposición es 622 ppm. [13] La inhalación o exposición puede provocar malestar, dolor de cabeza, mareos, desmayos, disnea, náuseas, vómitos, lesión renal y efectos hemolíticos. [14] [15] [16]
La clase de peligro del Departamento de Transporte de EE. UU. Es 2.3 Gas venenoso. [12]
Referencias
- ^ a b c d e Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos. "# 0300" . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
- ^ Yaws, Carl L. (1997), Manual de viscosidad: Volumen 4: Compuestos y elementos inorgánicos , Gulf Professional Publishing, ISBN 978-0123958501
- ^ Kunde, V .; Hanel, R .; Maguire, W .; Gautier, D .; Baluteau, JP; Marten, A .; Chedin, A .; Husson, N .; Scott, N. (1982). "La composición del gas troposférico del cinturón ecuatorial norte de Júpiter (NH 3 , PH 3 , CH 3 D, GeH 4 , H 2 O) y la relación isotópica joviana D / H". Revista astrofísica . 263 : 443–467. Código bibliográfico : 1982ApJ ... 263..443K . doi : 10.1086 / 160516 .
- ^ WL Jolly "Preparación de los hidruros volátiles de los grupos IVA y VA por medio de hidroborato acuoso" Revista de la American Chemical Society 1961, volumen 83, págs. 335-7.
- ^ Patente de Estados Unidos 4.668.502
- ^ Girolami, GS; Rauchfuss, TB; Angelici, RJ (1999). Síntesis y técnica en química inorgánica . Mill Valley, CA: University Science Books.
- ^ Patente de Estados Unidos 7.087.102 (2006)
- ^ a b Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ Venkatasubramanian, R .; Pickett, RT; Timmons, ML (1989). "Epitaxia de germanio utilizando germane en presencia de tetrametilgermanio". Revista de Física Aplicada . 66 (11): 5662–5664. Código Bibliográfico : 1989JAP .... 66.5662V . doi : 10.1063 / 1.343633 .
- ^ Woelk, E .; Shenai-Khatkhate, DV; DiCarlo, RL Jr .; Amamchyan, A .; Potencia, MB; Lamare, B .; Beaudoin, G .; Sagnes, I. (2006). "Diseño de nuevos precursores de organogermanio MOVPE para películas de germanio de alta pureza". Diario de crecimiento cristalino . 287 (2): 684–687. Código Bibliográfico : 2006JCrGr.287..684W . doi : 10.1016 / j.jcrysgro.2005.10.094 .
- ↑ Brauer, 1963, Volumen 1, 715
- ^ a b Praxair MSDS consultado en septiembre de 2011
- ^ Registro Germane de NIOSH de efectos tóxicos de sustancias químicas (RTECS) consultado en septiembre de 2011
- ^ Gus'kova, EI (1974). "K toksikologii Gidrida Germaniia" [Toxicología del hidruro de germanio]. Gigiena Truda I Professionalnye Zabolevaniia (en ruso). 18 (2): 56–57. PMID 4839911 .
- ^ US EPA Germane
- ^ Paneth, F .; Joachimoglu, G. (1924). "Über die pharmakologischen Eigenschaften des Zinnwasserstoffs und Germaniumwasserstoffs" [Acerca de las características farmacológicas del hidruro de estaño y del hidruro de germanio]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (en alemán). 57 (10): 1925-1930. doi : 10.1002 / cber.19240571027 .
enlaces externos
- Ficha técnica de metaloides (fabricante)
- Ficha técnica de Arkonic Specialty Gases China (fabricante)
- Licensintorg Rusia (venta de tecnología de procesos)
- Honjo Chemical Japan (fabricante)
- Hoja de datos de Praxair
- Entrada de la enciclopedia de gas líquido de aire
- CDC - Guía de bolsillo de NIOSH sobre peligros químicos
- Hoja de datos de Voltaix (fabricante)
- Foshan Huate Gas Co., Ltd. (fabricante)
- Horst Technologies, Rusia (fabricante)