Герман — химическое соединение с формулой Ge H 4 и германиевый аналог метана . Это простейший гидрид германия и одно из наиболее полезных соединений германия. Подобно родственным соединениям силану и метану, герман имеет тетраэдрическую структуру . Он сгорает на воздухе с образованием GeO 2 и воды . Герман – гидрид 14-й группы .
Герман был обнаружен в атмосфере Юпитера . [3]
Герман обычно получают восстановлением оксидов германия, особенно германатов , гидридными реагентами, такими как боргидрид натрия , боргидрид калия , боргидрид лития , алюмогидрид лития , алюмогидрид натрия . Реакция с борогидридами катализируется различными кислотами и может проводиться как в водном, так и в органическом растворителе . В лабораторных масштабах герман можно получить реакцией соединений Ge(IV) с этими гидридными реагентами. [4] [5] Типичный синтез включал реакцию германата натрия с боргидридом калия . [6]
Другие методы синтеза германа включают электрохимическое восстановление и плазменный метод. [7] Метод электрохимического восстановления включает подачу напряжения на металлический германиевый катод , погруженный в водный раствор электролита , и анод -противоэлектрод, состоящий из такого металла, как молибден или кадмий . В этом методе газы германия и водорода выделяются из катода, в то время как анод реагирует с образованием твердого оксида молибдена или оксидов кадмия . Метод плазменного синтеза включает бомбардировку металлического германия атомами водорода (H), которые генерируются с помощью высокочастотного источника плазмы для получения германа и дигермана .
Герман слабокислый . В жидком аммиаке GeH 4 ионизируется с образованием NH 4 + и GeH 3 - . [8] С щелочными металлами в жидком аммиаке GeH 4 реагирует с образованием белых кристаллических соединений MGeH 3 . Соединения калия (гермил калия или тригидрогерманид калия KGeH 3 ) и соединения рубидия (гермил рубидия или тригидрогерманид рубидия RbGeH 3 ) имеют структуру хлорида натрия , подразумевающую свободное вращение аниона тригидрогерманида GeH 3 - , соединения цезия, гермила цезия или Трехводородный германид цезия CsGeH 3 , напротив, имеет искаженную структуру хлорида натрия TlI . [8]
Газ разлагается при температуре около 600 К (327 ° C; 620 ° F) на германий и водород. Из-за своей термической лабильности герман используется в полупроводниковой промышленности для эпитаксиального выращивания германия методом MOVPE или химической лучевой эпитаксии . [9] Германийорганические предшественники (например , изобутилгерман , трихлориды алкилгермания и трихлорид диметиламиногермания) были исследованы как менее опасные жидкие альтернативы герману для осаждения Ge-содержащих пленок методом MOVPE. [10]
Герман — легковоспламеняющийся , потенциально пирофорный [ 11] и высокотоксичный газ. В 1970 году Американская конференция правительственных специалистов по промышленной гигиене (ACGIH) опубликовала последние изменения и установила предельное значение профессионального воздействия на уровне 0,2 частей на миллион для средневзвешенного значения за 8 часов. [12] LC50 для крыс при 1 часе воздействия составляет 622 ppm. [13] Вдыхание или воздействие могут привести к недомоганию, головной боли, головокружению, обмороку, одышке, тошноте, рвоте, повреждению почек и гемолитическим эффектам. [14] [15] [16]
Класс опасности Министерства транспорта США — 2.3 «Ядовитый газ». [12]
