Germane

Gecman
	Germane
	Germane
Danh pháp IUPAC	Germane
Tên khác	Tetrahydride germani,; gecmanometan,; monogecman
Nhận dạng
Số CAS	7782-65-2
Thuộc tính
Công thức phân tử	GeH4
Khối lượng mol	76,62 g mol−1
Bề ngoài	Khí không màu
Khối lượng riêng	3,3 kg m−3 khí.
Điểm nóng chảy	−165 °C (108 K)
Điểm sôi	−88 °C (195 K)
Độ hòa tan trong nước	thấp
Cấu trúc
Hình dạng phân tử	Tứ diện
Mômen lưỡng cực	O D
Các nguy hiểm
Nguy hiểm chính	Độc hại, dễ cháy
Các hợp chất liên quan
Anion khác	GeCl4
Hợp chất liên quan	CH4
	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). Tham khảo hộp thông tin

Gecman là tên gọi của một hợp chất hóa học với công thức Ge H₄. Nó là hydride đơn giản nhất của germani và là một trong những hợp chất hữu ích nhất của germani. Giống như các hợp chất tương tự (silan và mêtan, gecman có cấu trúc tứ diện. Nó cháy trong không khí để sinh ra GeO₂ và nước.

Tổng hợp

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 germani như germani nguyên tố, tetrachloride germani, dioxide germani, gecmanua với các tác nhân khử như borohydride natri, borohydride kali, borohydride lithi, hydride nhôm lithi, hydride nhôm natri, hydride lithi, hydride natri, hydride 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 hydride. Phản ứng tổng hợp điển hình là của Na₂GeO₃ với borohydride natri.^[2]

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

Phương pháp khử điện hóa là cho một hiệu điện thế giữa catôt bằng germani kim loại trong dung dịch chất điện phân và anôt 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 oxide của molypđen hay cadmi.

Phương pháp tổng hợp bằng plasma là sự tấn công germani 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 biến

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

Sử dụng trong công nghiệp bán dẫn

Khí này bị phận hủy ở khoảng 600K sinh ra germani 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 germani theo các phương pháp MOVPE hay trầm tích chùm phân tử.^[4] Các tiền chất germani hữu cơ (như isobutylgermane, trichloride ankylgermani, trichloride dimetylaminogermani) đã được thử nghiệm như là các chất lỏng thay thế ít độc hại hơn thay cho germane để trầm tích các màng chứa germani theo phương pháp MOVPE.^[5]

An toàn

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

Tham khảo

^ US Patent 7,087,102 (2006)
^ Girolami G. S.; Rauchfuss T. B. Và Angelici R. J.: Synthesis and Technique in Inorganic Chemistry, University Science Books: Mill Valley, CA, 1999.
^ 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.Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách tác giả (liên kết)
^ 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.Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách tác giả (liên kết)
^ 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. Bản gốc lưu trữ ngày 24 tháng 5 năm 2008. Truy cập ngày 7 tháng 12 năm 2007.Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách tác giả (liên kết)

Liên kết ngoài

Airliquide Lưu trữ 2007-03-29 tại Wayback Machine
MSDS dạng pdf tại MIT Lưu trữ 2008-03-09 tại Wayback Machine

[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.Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách tác giả (liên kết)

[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.Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách tác giả (liên kết)

[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. Bản gốc lưu trữ ngày 24 tháng 5 năm 2008. Truy cập ngày 7 tháng 12 năm 2007.Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách tác giả (liên kết)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]