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
	Infobox OK

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

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

Synteesi

Kemiallinen synteesi

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

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

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

Käyttö puolijohdeteollisuudessa

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

Lähteet

↑ 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
↑ US Patent 7,087,102 (2006)
↑ 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

AGA, käyttöturvallisuustiedote: Germaani^{[vanhentunut linkki]} (pdf)
PubChem: Germane (englanniksi)

[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.

[1]

[2]

[3]