Галлан

ИК спектроскопические исследования показывают, что мономерный GaH 3 имеет тригональную планарную структуру. Теоретическая длина связи Ga-H была рассчитана как находящаяся в диапазоне от 155,7 до 158,7 пм.

мономерный GaH 3 димеризуется в паровой фазе с образованием Ga 2H6, дигаллана (6), а изменение энтальпии, связанное с реакцией газофазной диссоциации Ga 2H6→ 2GaH 3, было экспериментально оценено как 59 ± 16 кДж моль.

Поскольку GaH 3 не может быть легко получен или выделен реакциями с участием GaH 3 с использованием димера, дигаллана Ga 2H6, (6) или аддуктов GaH 3 например L · GaH 3, где L представляет собой монодентатный лиганд.

GaH 3 аддукты

Получение аддуктов может происходить через прямая реакция дигаллана (6) или чаще из-за термической хрупкости дигаллана (6) (который разлагается на металлический галлий и водород при температуре выше -20 ° C) с использованием тетрагидридогаллата соль в качестве отправной точки (например, LiGaH 4 ) или, альтернативно, путем вытеснения лиганда из существующего аддукта. Примеры:

Ga2H6+ 2 NMe 3 → (NMe 3)2· GaH 3 (-95 ° C)

LiGaH 4 + Me 3 NHCl → LiCl + H 2 + Me 3 N · GaH 3

Me2NH + Me 3 N · GaH 3 → Me 2 NH · GaH 3 + Me 3N

Было приготовлено много аддуктов. Существует ряд типичных структур с нейтральными аддуктами (L = монодентатный лиганд, LL является бидентатным):

L.GaH 3 (комплекс 1: 1 с монодентатным лигандом, дающим 4-координатный галлий)

L2· GaH 3 (2: 1 комплекс с монодентатным лигандом, дающий 5-координатный галлий)

H3Ga · LL · GaH 3 (комплекс 1: 2 с бидентатным лигандом с двумя 4-координатными атомами галлия)

L'H 3 Ga · LL · GaH 3 L '(комплекс с монодентатными и бидентатными лигандами с двумя 5-координатными атомами галлия)

LGaH 2 (μ -H) 2 GaH 2 L (комплекс с мостиковым водородом 2: 2)

(-L-LGaH 3-)n(комплекс 1: 1 с бидентатным лигандом образует полимерную структуру)

По сравнению с аланом (AlH 3) с аналогичным лиганды, галлан имеет более низкие координационные числа. Также, хотя N-донорные лиганды образуют более сильные связи с алюманом, чем с фосфинами, для галлана обычно верно обратное. Мономерная структура Me 3 NGaH 3 подтверждена как в газовой, так и в твердой фазах. В этом отношении аддукт 1: 1 контрастирует с соответствующим комплексом алана, Me 3 NAlH 3, который в твердом веществе является димерным с мостиковыми атомами водорода. 77>

Кислотность

Галлиевый центр в галлильной группе (-GaH. 2) в галланах, таких как галлан, может принимать лиганд, являющийся донором электронных пар, в молекулу путем присоединения, как упомянуто выше:

[GaH. 3] + L → [GaH. 3L]

Из-за этого акцептирования лиганда, дающего электронную пару (L), галлан имеет льюисовский характер.

Галлан не образует стабильных водных растворов из-за гидролиза.

GaH. 3+ 3 H. 2O → Ga (OH). 3+ 3 H. 2

Свойства растворенного вещества

Газообразный галлан является гидрофильным (неполярный ) апротический растворенное вещество. Он растворяется в полярных соединениях, таких как тетраметилэтилендиамин, из которых он может кристаллизоваться в виде галлана - N, N, N ', N'-тетраметилэтан-1,2-диамин (1/1).

Другие химические реакции

После обработки стандартным основанием он превращается в тетрагидроксигаллануид металла (анион Ga (OH) 4) и водород газ. С сильными основаниями его можно депротонировать с получением GaH. 2. Восстановление галлана дает металлический галлий . После обработки стандартной кислотой он превращается в соль галлия (3+) и газ водород. Окисление галлана дает Ga (OH) 3, гидроксид галлия (III). Несольватированный галлан находится в химическом равновесии с дигалланом (6), являясь преобладающим веществом при повышении температуры. Из-за этого равновесия галлан и дигаллан (6) часто считаются химически эквивалентными. Реакции, требующие галлана, а не дигаллана (6), должны проводиться в растворе. Обычные растворители включают тетрагидрофуран и диэтиловый эфир.

• Дигаллан