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Was ist Monogerman?

Monogerman ist ein Hydrid des Germaniums, auch bekannt als Germaniumhydrid.

Es ist das einfachste Hydrid des Germaniums und eine der nützlichsten Verbindungen des Germaniums. Bei der Verbrennung von Germanium entsteht Germaniumdioxid (GeO2), das giftig ist.

Germanium ist ein hämolytisches Gift und verursacht Hämoglobinurie. Es wird im Rahmen der Gesetze als schädlicher Stoff bezeichnet.

Anwendungen von Monogerman

Monogerman wird in CVD, Gasen für die Gasphasenabscheidung und optischen Fasern verwendet. CVD (chemische Gasphasenabscheidung) ist ein chemisches Abscheidungsverfahren.

Gasförmige Materialien werden in ein Vakuum geleitet, und es wird Wärme oder andere Energie zugeführt, um eine chemische Reaktion auszulösen, die dünne Filme oder feine Partikel auf der Oberfläche eines Substrats oder mehrerer Substrate adsorbiert und abscheidet.

Monogerman zersetzt sich bei hohen Temperaturen in Germanium und Wasserstoff. Diese thermische Instabilität wird in der Halbleiterindustrie als spezielles Materialgas für Halbleiter verwendet.

Eigenschaften von Monogerman

Monogerman hat einen Schmelzpunkt von -165 °C und einen Siedepunkt von -88 °C. Es ist ein farbloses Druckgas mit stechendem Geruch. Es ist unlöslich in Wasser und erzeugt Wasserstoff bei Kontakt mit Wasser. Es ist stabil bei Raumtemperatur und entzündet sich bei 173 °C an der Luft. Es zersetzt sich oberhalb von 280 °C unter Bildung von Germanium und Wasserstoff, die spontan brennen, und explodiert oberhalb von 330 °C.

Bei der Reaktion von Monogerman mit Alkalimetallen in flüssiger Ammoniaklösung kann MGeH3 entstehen, ein weißer kristalliner Feststoff; bei freier Drehung von GeH3- nehmen Kalium- und Rubidiumsalze eine natriumchloridartige Struktur an.

Im Gegensatz dazu hat das Cäsium-Salz (CsGeH3) eine Struktur vom Thalliumjodid-Typ. Die Struktur vom Thalliumjodid-Typ ist eine verzerrte Struktur vom Natriumchlorid-Typ.

Struktur von Monogerman

Die chemische Formel von Monogerman lautet GeH4. In flüssigem Ammoniak wird es zu GeH3- und NH4+ ionisiert.

Die molare Masse von Phenethylamin beträgt 76,62 g/mol und seine Dichte 3,3 kg/m³. Es ist ein Germaniumhydrid und hat die Struktur eines in Germanium umgewandelten Kohlenstoffatoms von Methan. Wie Methan und Silan hat es eine tetraedrische Struktur.

Monogerman ist die allgemeine Bezeichnung für das Germaniumhydrid GenH2n+2 (n = 1-5). Gewöhnlich ist damit GeH4 mit n = 1 gemeint, aber ab n = 2 wird es auch als Digerman, Trigerman usw. bezeichnet. Metallorganische Verbindungen, bei denen die Wasserstoffatome der Hydride durch Alkylgruppen oder andere Substituenten ersetzt sind, werden manchmal auch als Monogerman bezeichnet.

Weitere Informationen zu Monogermanen

1. Synthesemethoden für Monogermane

Industriell sind eine Reihe von Synthesemethoden bekannt. Chemische Reduktionsverfahren umfassen beispielsweise die Reduktion von Germaniumverbindungen wie Germaniummetall, Germaniumdioxid und Germaniumtetrachlorid mit Hilfe von Reduktionsmitteln in Wasser oder organischen Lösungsmitteln. Im Labormaßstab kann vierwertiges Germanium durch Hydridreagenzien reduziert werden.

Ein Beispiel ist die Reaktion von Natriumborhydrid mit Natriummetagermanat. Bei der elektrochemischen Reduktionsmethode wird ein Metall wie Cadmium oder Molybdän als Anode verwendet und eine Spannung an eine Kathode aus Germaniummetall angelegt, die in eine Elektrolytlösung eingetaucht ist.

Die Kathode reagiert zu festem Kadmium- oder Molybdänoxid, und an der Anode können Monogerman und Wasserstoffgas erzeugt werden. Bei der Plasmamethode wird eine Hochfrequenz-Plasmaquelle verwendet. Durch den Aufprall von Wasserstoffatomen auf Germaniummetall werden Monogerman und Digermanium erzeugt.

2. Verwandte Verbindungen von Monogerman

Neben GeH4 sind auch die Verbindungen GenH2n+2 (n = 2-5) bekannt, die durch Hydrolyse von Ge-Mg-Legierungen und Entladung von GeH4 zur Abtrennung und Reinigung der Produkte gewonnen werden; Ge2H6 hat ein Molekulargewicht von 151,27, einen Schmelzpunkt von -109 °C, einen Siedepunkt von 29 °C und eine Dichte bei -109 °C von 1,98 g /cm³ und Ge3H8 hat ein Molekulargewicht von 225,89, einen Schmelzpunkt von -105,6 °C, einen Siedepunkt von 110,5 °C und eine Dichte bei -105 °C von 2,20 g/cm³.

Ge4H10 hat ein Molekulargewicht von 300,52 und einen Siedepunkt von 176,9 °C. Ge5H12 hat ein Molekulargewicht von 375,15 und einen Siedepunkt von 234 °C. Tetraalkylgermane werden gebildet, wenn GeCl4 mit Alkyl-Grignard-Reagenzien oder Dialkylzink reagiert.

Beispielsweise ist (CH3)4Ge bei Raumtemperatur eine farblose Flüssigkeit mit einem Schmelzpunkt von -88 °C und einem Siedepunkt von 43 °C.