Mở trình đơn chính

Gecman là tên gọi của một hợp chất hóa học với công thức GeH4. Nó là hiđrua đơn giản nhất của gecmani và là một trong những hợp chất hữu ích nhất của gecmani. Giống như các hợp chất tương tự (silanmêtan, gecman có cấu trúc tứ diện. Nó cháy trong không khí để sinh ra GeO2nước.

Tetrahiđrua gecmani
Germane-2D.png
Germane
Germane-3D-vdW.png
Germane
Danh pháp IUPACGermane
Tên khácTetrahiđrua gecmani,
gecmanometan,
monogecman
Nhận dạng
Số CAS7782-65-2
Thuộc tính
Công thức phân tửGeH4
Khối lượng mol76,62 g mol−1
Bề ngoàiKhí không màu
Khối lượng riêng3,3 kg m−3 khí.
Điểm nóng chảy−165 °C (108 K)
Điểm sôi−88 °C (195 K)
Độ hòa tan trong nướcthấp
Cấu trúc
Hình dạng phân tửTứ diện
Mômen lưỡng cựcO D
Các nguy hiểm
Nguy hiểm chínhĐộc hại, dễ cháy
Các hợp chất liên quan
Anion khácGeCl4
Hợp chất liên quanCH4
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa).

Mục lục

Tổng hợpSửa đổi

Có nhiều phương pháp tổng hợp gecman trong công nghiệp.[1] Các phương pháp này có thể phân loại thành:

(a) Phương pháp khử hóa học,
(b) Phương pháp khử điện hóa,
(c) Phương pháp dựa trên cơ sở plasma.

Phương pháp khử hóa học là sự cho tiếp xúc của các hợp chất chứa gecmani như gecmani nguyên tố, tetraclorua gecmani, điôxít gecmani, gecmanua với các tác nhân khử như borohiđrua natri, borohiđrua kali, borohiđrua liti, hiđrua nhôm liti, hiđrua nhôm natri, hiđrua liti, hiđrua natri, hiđrua magiê. Phản ứng có thể thực hiện trong dung dịch lỏng hay trong dung môi hữu cơ.

Ở quy mô phòng thí nghiệm, gecman có thể điều chế bằng phản ứng của các hợp chất Ge(IV) với các tác nhân hiđrua. Phản ứng tổng hợp điển hình là của Na2GeO3 với borohiđrua natri.[2]

Na2GeO3 + NaBH4 + H2O → GeH4 + 2 NaOH + NaBO2

Phương pháp khử điện hóa là cho một hiệu điện thế giữa catôt bằng gecmani kim loại trong dung dịch chất điện phânanôt bằng các kim loại như molypđen hay cadmi. Trong phương pháp này, các khí gecman và hiđrô sinh ra tại catôt trong khi anôt có phản ứng tạo ra các ôxít của molypđen hay cadmi.

Phương pháp tổng hợp bằng plasma là sự tấn công gecmani kim loại bằng các nguyên tử hiđrô (H) được sinh ra bằng cách dùng nguồn plasma cao tần để tạo ra gecman và digecman.

Phổ biếnSửa đổi

Gecman đã được phát hiện có trong khí quyển Sao Mộc.[3]

Sử dụng trong công nghiệp bán dẫnSửa đổi

Khí này bị phận hủy ở khoảng 600K sinh ra gecmani và hiđrô. Do tính không bền nhiệt của nó nên gecman được sử dụng trong công nghiệp bán dẫn để phát triển kết tinh phép trầm tích của gecmani theo các phương pháp MOVPE hay trầm tích chùm phân tử.[4] Các tiền chất gecmani hữu cơ (như isobutylgermane, triclorua ankylgecmani, triclorua dimetylaminogecmani) đã được thử nghiệm như là các chất lỏng thay thế ít độc hại hơn thay cho germane để trầm tích các màng chứa gecmani theo phương pháp MOVPE.[5]

An toànSửa đổi

Gecman là chất khí dễ cháy và khả năng tự cháy là khá cao, đồng thời độc hại với con người.

Tham khảoSửa đổi

  1. ^ US Patent 7,087,102 (2006)
  2. ^ Girolami G. S.; Rauchfuss T. B. Và Angelici R. J.: Synthesis and Technique in Inorganic Chemistry, University Science Books: Mill Valley, CA, 1999.
  3. ^ Kunde V.; Hanel R.; Maguire W.; Gautier D.; Baluteau J. P.; Marten A.; Chedin A.; Husson N.; Scott, N. (1982). “The tropospheric gas composition of Jupiter's north equatorial belt /NH3, PH3, CH3D, GeH4, H2O/ and the Jovian D/H isotopic ratio”. Astrophysical J. 263: 443–467. doi:10.1086/160516. 
  4. ^ Venkatasubramanian, R.; Pickett, R. T.; Timmons, M. L. (1989). “Epitaxy of germanium using germane in the presence of tetramethylgermanium”. Journal of Applied Physics 66: 5662–5664. doi:10.1063/1.343633. 
  5. ^ E. Woelk, D. V. Shenai-Khatkhate, R. L. DiCarlo Jr., A. Amamchyan, M. B. Power, B. Lamare, G. Beaudoin, I. Sagnes (2006). “Designing Novel Organogermanium MOVPE Precursors for High-purity Germanium Films”. Journal of Crystal Growth 287 (2): 684–687. doi:10.1016/j.jcrysgro.2005.10.094. 

Liên kết ngoàiSửa đổi