Дигаллан
Дигалла́н, или гидрид галлия(III), — неорганическое бинарное химическое соединение галлия и водорода. Химическая формула — Ga2H6.
Общие сведения
| Дигаллан | |
|---|---|
| Общие | |
| Систематическое наименование |
ди-μ-гидридо-тетрагидридогаллий ('"`UNIQ--nowiki-00000000-QINU`"'англ. di-μ-hydrido-tetrahydridodigallium) |
| Традиционные названия |
гексагидрид дигаллия(III) гидрид галлия (III) |
| Хим. формула | Ga2H6 |
| Рац. формула | H6Ga2 |
| Физические свойства | |
| Состояние | бесцветная летучая жидкость |
| Молярная масса | 145.494 г/моль |
| Термические свойства | |
| Температура | |
| • плавления | -21,4 °C |
| • кипения | (температура определена экстраполированием) 139 °C |
| • разложения | 139 °C |
| Химические свойства | |
| Растворимость | |
| • в воде | реагирует |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 12140-58-8 |
История
Первые упоминания о веществе датируются 1989 годом. Дигаллан был зарегистрирован в 1941 году Вибергом, однако, открытие не было подтверждено более поздними работами Гринвуда и других учёных.
Свойства и получение
Двухэтапный подход оказался ключевым для успешного синтеза чистого дигаллана. Вначале, димерный монохлоргаллан (H2GaCl)2 был подготовлен с помощью гидрогенизации трихлорида галлия (GaCl3) триметилсиланом (Me3SiH). После этого следует дальнейшее соединение тетрагидрогаллата лития (LiGaH4) с сокращённым монохлоргалланом (без растворителей, при −23 °C) для производства дигаллана; дигаллан получается с малым выходом:
Также образуется в результате обработки тетраметилдигаллана триэтиламином.
Дигаллан является летучим соединением и конденсируется при температуре −50 °C, давая белое вещество. Разлагается при температуре окружающей среды:
В целом, химия дигаллана аналогична диборановой.
Структура и связи
Дифракцией электроных пар при температуре 255 K было установлено, что дигаллан по строению близок к диборану, с наличием двух двухэлектронных трёхцентровых связей. В структуре Ga—H длина связи равна 152 пм, угол в структуре Ga—H—Ga равен 98°, расстояние Ga—Ga равно 258 пм.
В твёрдом состоянии дигаллан принимает полимерные или олигомерные структуры. Колебательный спектр соответствует тетрамеру, то есть (GaH3)4. Колебательные данные указывают на присутствие опорных лигандов гидрида.
Применение
Гидрид галлия имеет большое значение в материаловедении как молекулярный предшественник:
- Используется в таких техниках, как химическое осаждение из паровой фазы и методологии на основе растворов для синтеза тонких металлических плёнок.
- Используется для производства различных твердотельных материалов.
- Используется в качестве источника галлия и реагирует с NH3 (газообразный аммиак) для получения кристаллов GaN на сапфировой подложке, из которых можно получить плёнку GaN толщиной до 2.7 мкм, и это оказался недорогим методом выращивания кристаллов GaN с высоким уровнем чистоты.
- Гидрид галлия реагирует с переходным металлом соли с образованием соединения гидрида галлия с переходным металлом. Это соединение металлического гидрида галлия разлагается с образованием наночастиц. Гидрид галлия оказался ключевым элементом в реакции гидрирования CO2. Действует как катализатор преобразования CO2 в метанол.
