Трихлорид галлия – химическое соединение с формулой GaCl 3 . Твердый трихлорид галлия существует в виде димера с формулой Ga 2 Cl 6 . [1] Он бесцветен и растворим практически во всех растворителях, даже в алканах, что действительно необычно для галогенидов металлов. Это основной предшественник большинства производных галлия и реагент в органическом синтезе . [2]
Как кислота Льюиса , GaCl 3 мягче трихлорида алюминия . Галлий (III) легче восстановить, чем Al (III), поэтому химия восстановленных соединений галлия более обширна, чем алюминия. Ga 2 Cl 4 известен, тогда как соответствующий Al 2 Cl 4 не известен. Координационная химия Ga(III) и Fe(III) аналогична, а соединения галлия(III) использовались в качестве диамагнитных аналогов соединений железа.
Трихлорид галлия можно получить из элементов, нагревая металлический галлий в токе хлора и очищая продукт сублимацией в вакууме. [3] [4]
Его также можно получить путем нагревания оксида галлия с тионилхлоридом : [5]
Металлический галлий медленно реагирует с соляной кислотой. В результате этой реакции медленно образуется газообразный водород.
В твердом состоянии он имеет битатраэдрическую структуру с двумя мостиковыми хлоридами. Его структура напоминает структуру трибромида алюминия . В отличие от AlCl 3 и InCl 3 особенность содержит 6 координатных металлоцентров. Из-за своей молекулярной природы и связанной с ней низкой энергии решетки трихлорид галлия имеет более низкую температуру плавления по сравнению с тригалогенидами алюминия и индия. Формулу Ga 2 Cl 6 часто записывают как Ga 2 (μ-Cl) 2 Cl 4 . В газовой фазе димеры диссоциируют до тригональных плоских мономеров. [ нужна цитата ]
Галлий - самый легкий член группы 13, имеющий полную d- оболочку (галлий имеет электронную конфигурацию [ Ar ] 3 d 10 4 s 2 4 p 1 ) ниже валентных электронов, которые могут принимать участие в d -π-связывании с лигандами. Низкая степень окисления Ga в Ga(III)Cl 3 , наряду с низкой электроотрицательностью и высокой поляризуемостью , позволяет GaCl 3 вести себя как «мягкая кислота» с точки зрения теории HSAB . Прочность связей между галогенидами галлия и лигандами широко изучена. Выходит следующее:
При использовании хлорид-иона в качестве лиганда образуется тетраэдрический ион GaCl 4 - , координата 6 GaCl 6 3- не может быть получена. Известны такие соединения, как KGa 2 Cl 7 , которые имеют хлорид- мостиковый анион. [6] В расплавленной смеси KCl и GaCl 3 существует следующее равновесие:
Трихлорид галлия является катализатором кислоты Льюиса , например, в реакции Фриделя-Крафтса , а также используется в реакциях карбогаллирования соединений с тройной углерод-углеродной связью. Это предшественник галлийорганических реагентов . Он также используется в качестве катализатора во многих органических реакциях. [2]
110 тонн водного раствора трихлорида галлия было использовано в экспериментах GALLEX и GNO, проведенных в Laboratori Nazionali del Gran Sasso в Италии, для обнаружения солнечных нейтрино . В этих экспериментах германий -71 был получен в результате нейтринного взаимодействия с изотопом галлия-71 (естественное содержание которого составляет 40%), и были измерены последующие бета-распады германия-71. [7]