| Strukturformel | ||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||||||
| Allgemeines | ||||||||||||||||||||
| Name | Monogerman | |||||||||||||||||||
| Andere Namen |
| |||||||||||||||||||
| Summenformel | GeH4 | |||||||||||||||||||
| CAS-Nummer | 7782-65-2 | |||||||||||||||||||
| PubChem | 23984 | |||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung |
farbloses Gas mit unangenehmem Geruch[1] | |||||||||||||||||||
| Eigenschaften | ||||||||||||||||||||
| Molare Masse | 76,62 g·mol−1 | |||||||||||||||||||
| Aggregatzustand |
gasförmig[1] | |||||||||||||||||||
| Dichte | ||||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | ||||||||||||||||||||
| Siedepunkt |
−88,5 °C[1] | |||||||||||||||||||
| Löslichkeit | ||||||||||||||||||||
| Brechungsindex |
1.451 (16,85 °C)[2] | |||||||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | ||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||
| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C | ||||||||||||||||||||
Monogerman (GeH4) ist die einfachste chemische Verbindung aus der Gruppe der Germane (eine Verbindung aus Germanium und Wasserstoff). Es ist ein sehr reaktionsfreudiges, giftiges, leicht zersetzliches Gas mit unangenehmem Geruch. Es findet Anwendung in der Halbleitertechnologie.
Vorkommen
Monogerman wurde in der Jupiteratmosphäre nachgewiesen.[4]
Gewinnung und Darstellung
Monogerman entsteht bei der Zersetzung salzartiger Germanide (Germanium-Metallverbindungen) in Säuren, wie zum Beispiel Magnesiumgermanid in Bromwasserstoffsäure:
- $ \mathrm {Mg_{2}Ge+4\ HBr\longrightarrow GeH_{4}+2\ MgBr_{2}} $.
Monogerman kann auch durch direkte Reaktion von Germanium mit Wasserstoff dargestellt werden, wobei auch andere Germaniumhydride (Germane) wie Germaniumhexahydrid/Digerman (Ge2H6) und Germaniumoctahydrid/Trigerman (Ge3H8) entstehen. Leichter und mit hoher Reinheit gelingt die Synthese von Monogerman durch die Reaktion von Germaniumtetrachlorid mit Methan und Palladium als Katalysator. Die Ausbeute beträgt dabei 98 %, als Nebenprodukt entsteht Tetrachlormethan:
- $ \mathrm {Ge+2\ Cl_{2}\longrightarrow GeCl_{4}} $
- $ \mathrm {GeCl_{4}+CH_{4}\longrightarrow GeH_{4}+CCl_{4}} $
Im Labormaßstab kann Monogerman auch durch Reaktion von Germanium(IV)-Verbindungen mit Hydriden gewonnen werden. Eine typische Synthese dieser Art ist Na2GeO3 mit Natriumborhydrid
- $ \mathrm {Na_{2}GeO_{3}\ +\ NaBH_{4}\ +\ H_{2}O\longrightarrow } $
- $ \mathrm {GeH_{4}\ +\ 2\ NaOH\ +\ NaBO_{2}} $
Eigenschaften
Monogerman hat eine kritische Temperatur von 34,85 °C, einen kritischer Druck von 55,5 Bar und eine kritische Dichte von 0,598 kg·l−1.
Verwendung
Monogerman wird in der Elektronik-Industrie zur Epitaxie und zum Dotieren verwendet.
Sicherheitshinweise
Schon ab einem Anteil von ca. 10,1 % bildet Monogerman stark explosionsfähige Gemische mit Luft. Da das Gas sehr schwer ist und sich normalerweise nur bis zu 5 % in der Luft anreichert, ist es nur als hochentzündlich einzustufen.
Monogerman ist sehr giftig. Bei einer akuten Vergiftung mit großen Mengen Monogerman treten die folgenden Symptome auf:
- Erweiterung der Blutgefäße (Arteriektasie)
- Ptosis
- Zyanose
- Tremor
Ursache hierfür ist die Unterbrechung des Sauerstofftransports, da Monogerman mit dem im Blut transportierten Sauerstoff zu Germanium(IV)-oxid und Wasser reagiert:
- $ \mathrm {GeH_{4}+2\ O_{2}\longrightarrow GeO_{2}+2\ H_{2}O} $
Verhindert werden kann dies durch Gabe von Komplexbildnern wie beispielsweise EDTA.
Einzelnachweise
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 Eintrag zu Monogerman in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 29. August 2007 (JavaScript erforderlich).
- ↑ P. G. Sennikov, V. E. Shkrunin, D. A. Raldugin, K. G. Tokhadze: Weak Hydrogen Bonding in Ethanol and Water Solutions of Liquid Volatile Inorganic Hydrides of Group IV-VI Elements (SiH4, GeH4, PH3, AsH3, H2S, and H2Se). 1. IR Spectroscopy of H Bonding in Ethanol Solutions in Hydrides. In: The Journal of Physical Chemistry. 100, Nr. 16, Januar 1996, ISSN 0022-3654, S. 6415–6420, doi:10.1021/jp953245k.
- ↑ Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Zubereitungen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
- ↑ Bericht der NASA über Jupiter (englisch)
