Germaani (yhdiste)

Germaani
Tunnisteet
CAS-numero 7782-65-2
PubChem CID 23984
Ominaisuudet
Molekyylikaava GeH4
Moolimassa 76,672
Ulkomuoto Väritön kaasu
Sulamispiste –165 °C
Kiehumispiste −88 °C
Tiheys 3,3 kg/m3

Germaani (GeH4) on germaniumin ja vedyn muodostama, rakenteellisesti metaania muistuttava yhdiste. Germaanin moolimassa on 76,672 g/mol ja CAS-numero 7782-65-2. Se muodostaa samankaltaisen tetraedrinmuotoisen metaaninkaltaisen molekyylin kuin fosfiini tai silaani. Germaani on erittäin tulenarkaa ja muodostaa palaessaan germaniumdioksidia ja vettä.

Esiintyminen maailmankaikkeudessa

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Germaania on löydetty Jupiterin kaasukehästä[1], maapallolla sitä ei esiinny vapaana.

Synteesi

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kemiallinen synteesi

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Germaanin valmistamiseen teollisesti on monia tapoja.[2] Nämä prosessit voidaan jakaa kemiallisiin reaktioihin, elektrokemiallisiin reaktioihin tai plasmaan perustuviin reaktioihin.

Germaanin valmistaminen kemiallisen reaktion kautta tapahtuu joko puhtaan germaniumin tai germaniumyhdisteen ja natriumborohydridin, kaliumborohydridin, litiumborohydridin, natriumalumiinihydridin, litiumhydridin, natriumhydridin tai magnesiumhydridin reagoidessa keskenään vedessä tai orgaanisessa liuottimessa.

Laboratorio-olosuhteissa germaania voidaan valmistaa neljänarvoisesta germaaniyhdisteestä ja hydridireagensseista, tyypillisesti natriumgermanaatista Na2GeO3:sta ja natriumborohydridista.[3]

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

Elektrokemiallinen synteesi

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Elektrokemiallisessa reaktiossa annetaan sähkön hajottaa vesi hapeksi ja vedyksi. Germaniumkatodilla muodostuu vetyä, anodina käytetään molybdeenia tai kadmiumia. Tätä tapaa käytettäessä vety reagoi katodilla germaniumin kanssa ja muodostaa germaania, ja anodilla happi muodostaa kiinteää molybdeeni- tai kadmiumoksidia.

Plasmasynteesi

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Plasmasynteesissä germaniumia pommitetaan suurtaajuisella vetyplasmalla, jolloin muodostuu germaania ja digermaania (H6Ge2).

Käyttö puolijohdeteollisuudessa

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Germaani hajoaa vedyksi ja germaniumiksi 600 K:n lämpötilassa, ja sitä käytetään ohutkalvon kasvatuksessa.

Lähteet

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
  1. ↑ Kunde, V.; Hanel, R.; Maguire, W.; Gautier, D.; Baluteau, J. P.; Marten, A.; Chedin, A.; Husson, N.; Scott, N.: The tropospheric gas composition of Jupiter's north equatorial belt /NH3, PH3, CH3D, GeH4, H2O/ and the Jovian D/H isotopic ratio. Astrophysical J., 1982, 263. vsk, s. 443–467. doi:10.1086/160516
  2. ↑ US Patent 7,087,102 (2006)
  3. ↑ Girolami, G. S.; Rauchfuss, T. B. and Angelici, R. J., Synthesis and Technique in Inorganic Chemistry, University Science Books: Mill Valley, CA, 1999.

Aiheesta muualla

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]