「ガラン (化合物)」の版間の差分
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'''ガラン'''及び、'''水素化ガリウム'''は、[[ガリウム]]の[[水素化物]]で、化学式GaH<sub>3</sub>で表される物質。 |
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| Name=ジガラン |
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== 生成 == |
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ガリウムと、水素を反応させると得られる |
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| IUPACName = digallane(6) |
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| OtherNames = Di-μ-hydrido-tetrahydridodigallium<br/>Gallane dimer |
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| Formula = Ga<sub>2</sub>H<sub>6</sub> |
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}}'''ガラン'''(gallane)あるいは'''水素化ガリウム'''は、[[ガリウム]]の[[水素化物]]で、化学式GaH<sub>3</sub>で表される物質である。[[ジボラン]]と同様に二量体の'''ジガラン'''(digallane、Ga<sub>2</sub>H<sub>6</sub>)として存在する。 |
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1989年に報告された純粋なジガランの最終的な調製は<ref>{{cite journal |
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Ga+3H<sub>2</sub>⇒2GaH<sub>3</sub> |
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| title = Gallane at last! |
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== 関連ページ == |
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| author = Anthony J. Downs, Michael J. Goode, and Colin R. Pulham |
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| journal =[[J. Am. Chem. Soc.]] |
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| year = 1989 |
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| volume = 111 |
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| pages = 1936–1937 |
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| doi = 10.1021/ja00187a090 |
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}}</ref><ref name = "Pulham">{{cite journal |
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| title = Gallane: Synthesis, Physical and Chemical Properties, and Structure of the Gaseous Molecule Ga<sub>2</sub>H<sub>6</sub> As Determined by Electron Diffraction |
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| author = Pulham C.R., Downs A.J., Goode M.J, Rankin D.W.H. Roberson H.E. |
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| journal =[[J. Am. Chem. Soc.]] |
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| year = 1991 |
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| volume = 113 |
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| issue = 14 |
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| pages = 5149–5162 |
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| doi = 10.1021/ja00014a003 |
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| author = N.N. Greenwood |
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| issue = 14 |
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| pages = 2055–2066 |
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| title = Über einen flüchtigen Galliumwasserstoff der Formel Ga<sub>2</sub>H<sub><sub>6</sub></sub> und sein Tetramethylderivat |
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| volume = 29 |
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| issue = 21 |
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| pages = 320 |
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==調製== |
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[[水素化インジウム]] |
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純粋なジガランの合成の成功には2段階の方法が鍵となった。初めに二量体モノクロロガラン (H<sub>2</sub>GaCl)<sub>2</sub>(架橋塩素原子を含む、ゆえに(H<sub>2</sub>Ga(μ-Cl))<sub>2</sub>と現わされる)が、Me<sub>3</sub>SiHを用いた{{仮リンク|塩化ガリウム(III)|en|gallium trichloride|label=三塩化ガリウム}}GaCl<sub>3</sub>の水素化によって調製される。この段階に続いて、無溶媒、−23 °CでLiGaH<sub>4</sub>を用いて還元を行い、ジガランGa<sub>2</sub>H<sub>6</sub>が低収率で得られる。 |
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:Ga<sub>2</sub>Cl<sub>6</sub> + 4 Me<sub>3</sub>SiH → (H<sub>2</sub>GaCl)<sub>2</sub> + 4 Me<sub>3</sub>SiCl |
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:1/2 (H<sub>2</sub>GaCl)<sub>2</sub> + LiGaH<sub>4</sub> → Ga<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + LiCl |
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ジガランは揮発性であり、−50 °Cで白色固体に凝結する。 |
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==構造および結合== |
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255 Kにおけるジガラン蒸気の電子回折測定によって、ジガランが2つの架橋水素原子<ref name= "Pulham"/>(いわゆる[[三中心二電子結合]])を持つ[[ジボラン]]と構造的に似ていることが証明された。末端Ga—H結合長は152 pm、Ga—H架橋は171 pm、Ga—H—Ga角は98°である。Ga—Ga距離は258 pmである。ジガランの[[トルエン]]溶液の<sup>1</sup>H [[核磁気共鳴|NMR]]スペクトルは末端と架橋水素結合に帰属される2つのピークを示す<ref name = "Pulham"/>。 |
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固体状態では、ジガランはポリマーあるいはオリゴマー構造をとっているように見える。振動スペクトルは四量体(すなわち (GaH<sub>3</sub>)<sub>4</sub>)と一致する<ref name = "Pulham"/>。振動データは末端ヒドリド配位子の存在を示している。対照的に、α-アラン(高融点で相対的に安定なポリマー型[[水素化アルミニウム]]。アルミニウム中心は6配位型)中の水素原子は全て架橋している。 |
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==反応== |
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ジガランは常温で分解する。 |
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: Ga<sub>2</sub>H<sub>6</sub> → 2 Ga + 3 H<sub>2</sub> |
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[[ルイス塩基]]との反応は[[ジボラン]]の場合と似ているが、ガリウムはより大きいため2:1の{{仮リンク|付加体|en|Adduct}}を形成することができる。ゆえに、[[トリメチルアミン]]とは1:1および2:1の付加体(すなわちMe<sub>3</sub>N·GaH<sub>3</sub>ならびに (Me<sub>3</sub>N)<sub>2</sub>·GaH<sub>3</sub>)を形成する<ref>{{cite journal |
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| title = Trimethylamine Adducts of Gallane and Trideuteriogallane Gallane, (CH<sub>3</sub>)<sub>3</sub>NGaH<sub>3</sub> |
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| author = N. N. Greenwood, A. Storr, and M. G. H. Wallbridge |
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| journal =Inorg. Chem. |
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| year = 1963 |
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| volume = 2 |
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| issue = 5 |
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| pages = 1036–1039 |
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| doi =10.1021/ic50009a036 |
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}}</ref><ref>{{cite journal |
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| title = The Crystal Structure of Trimethylamine Gallane, (CH<sub>3</sub>N)<sub>2</sub>GaH<sub>3</sub> |
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| author = D. F. Shriver, C. E. Nordman |
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| journal =Inorg. Chem. |
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| year = 1963 |
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| volume = 2 |
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}}</ref>。[[ホスフィン]]とは1:1の付加体H<sub>3</sub>P·GaH<sub>3</sub>を形成する。 |
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== 脚注 == |
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== 関連項目 == |
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* [[水素化インジウム]] |
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[[uk:Дигалан]] |
2012年10月8日 (月) 17:57時点における版
ジガラン | |
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digallane(6) | |
別称 Di-μ-hydrido-tetrahydridodigallium Gallane dimer | |
識別情報 | |
CAS登録番号 | 12140-58-8 |
特性 | |
化学式 | Ga2H6 |
モル質量 | 145.494 g/mol |
特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。 |
ガラン(gallane)あるいは水素化ガリウムは、ガリウムの水素化物で、化学式GaH3で表される物質である。ジボランと同様に二量体のジガラン(digallane、Ga2H6)として存在する。
1989年に報告された純粋なジガランの最終的な調製は[1][2]、「tour de force(力作)」と称賛された[3]。ジガランは1941年にはWibergによって報告されていた[4]。しかしながら、この結果はGreenwoodらによって後に確認することができなかった[5]。
調製
純粋なジガランの合成の成功には2段階の方法が鍵となった。初めに二量体モノクロロガラン (H2GaCl)2(架橋塩素原子を含む、ゆえに(H2Ga(μ-Cl))2と現わされる)が、Me3SiHを用いた三塩化ガリウムGaCl3の水素化によって調製される。この段階に続いて、無溶媒、−23 °CでLiGaH4を用いて還元を行い、ジガランGa2H6が低収率で得られる。
- Ga2Cl6 + 4 Me3SiH → (H2GaCl)2 + 4 Me3SiCl
- 1/2 (H2GaCl)2 + LiGaH4 → Ga2H6 + LiCl
ジガランは揮発性であり、−50 °Cで白色固体に凝結する。
構造および結合
255 Kにおけるジガラン蒸気の電子回折測定によって、ジガランが2つの架橋水素原子[2](いわゆる三中心二電子結合)を持つジボランと構造的に似ていることが証明された。末端Ga—H結合長は152 pm、Ga—H架橋は171 pm、Ga—H—Ga角は98°である。Ga—Ga距離は258 pmである。ジガランのトルエン溶液の1H NMRスペクトルは末端と架橋水素結合に帰属される2つのピークを示す[2]。
固体状態では、ジガランはポリマーあるいはオリゴマー構造をとっているように見える。振動スペクトルは四量体(すなわち (GaH3)4)と一致する[2]。振動データは末端ヒドリド配位子の存在を示している。対照的に、α-アラン(高融点で相対的に安定なポリマー型水素化アルミニウム。アルミニウム中心は6配位型)中の水素原子は全て架橋している。
反応
ジガランは常温で分解する。
- Ga2H6 → 2 Ga + 3 H2
ルイス塩基との反応はジボランの場合と似ているが、ガリウムはより大きいため2:1の付加体を形成することができる。ゆえに、トリメチルアミンとは1:1および2:1の付加体(すなわちMe3N·GaH3ならびに (Me3N)2·GaH3)を形成する[6][7]。ホスフィンとは1:1の付加体H3P·GaH3を形成する。
脚注
- ^ Anthony J. Downs, Michael J. Goode, and Colin R. Pulham (1989). “Gallane at last!”. J. Am. Chem. Soc. 111 (5): 1936–1937. doi:10.1021/ja00187a090.
- ^ a b c d Pulham C.R., Downs A.J., Goode M.J, Rankin D.W.H. Roberson H.E. (1991). “Gallane: Synthesis, Physical and Chemical Properties, and Structure of the Gaseous Molecule Ga2H6 As Determined by Electron Diffraction”. J. Am. Chem. Soc. 113 (14): 5149–5162. doi:10.1021/ja00014a003.
- ^ N.N. Greenwood (2001). “Main group element chemistry at the millennium”. J. Chem. Soc., Dalton Trans. (14): 2055–2066. doi:10.1039/b103917m.
- ^ Wiberg E.; Johannsen T. (1941). “Über einen flüchtigen Galliumwasserstoff der Formel Ga2H6 und sein Tetramethylderivat”. Naturwissenschaften 29 (21): 320. doi:10.1007/BF01479551.
- ^ Shriver, D. F.; Parry, R. W.; Greenwood, N. N.; Storr, A,; Wallbridge, M. G. H. (1963). “Some Observations Relative to Digallane”. Inorg. Chem. 2 (4): 867–868. doi:10.1021/ic50008a053.
- ^ N. N. Greenwood, A. Storr, and M. G. H. Wallbridge (1963). “Trimethylamine Adducts of Gallane and Trideuteriogallane Gallane, (CH3)3NGaH3”. Inorg. Chem. 2 (5): 1036–1039. doi:10.1021/ic50009a036.
- ^ D. F. Shriver, C. E. Nordman (1963). “The Crystal Structure of Trimethylamine Gallane, (CH3N)2GaH3”. Inorg. Chem. 2 (6): 1298–1300. doi:10.1021/ic50010a047.
関連項目