Galium halogenidy - Gallium halides

Existují tři sady halogenidy gália, trihalogenidy, kde má gallium oxidační stav +3, interhalogenidy obsahující gallium v oxidační stavy +1, +2 a +3 a některé nestabilní monohalidy, kde má gallium oxidační stav +1.

Trihalogenidy

Všechny čtyři trihalogenidy jsou známy. Všechny obsahují gallium v +3 oxidačním stavu. Jejich vlastní jména jsou fluorid galia (III), chlorid galia (III), bromid galia (III) a jodid galia (III).

GaF₃: GaF₃ je bílá pevná látka, která sublimuje předtím, než se roztaje, s odhadovanou teplotou tání nad 1000 ° C. Obsahuje 6 souřadných atomů gália s trojrozměrnou sítí GaF₆ oktaedra sdílení společných rohů.
GaCl₃, GaBr₃ a GaI₃: Všechny mají nižší teplotu tání než GaF₃, (GaCl₃ teplota tání 78 ° C, GaBr₃ teplota tání 122 ° C, Gal₃ teplota tání 212 ° C), což odráží skutečnost, že všechny jejich struktury obsahují dimery se 4 souřadnicovými atomy gália a 2 můstkovými atomy halogenu. Všichni jsou Lewisovy kyseliny, tvořící hlavně 4 souřadnicové adukty. GaCl₃ je nejčastěji používaný trihalogenid.

Meziprodukty halogenidů

Meziprodukty obsahují chloridy, bromidy a jodidy. Obsahují galium v oxidačních stavech +1, +2 a +3.

Ga₃Cl₇

Tato sloučenina obsahuje Ga₂Cl₇⁻ ion, který má strukturu podobnou dichroman, Cr₂Ó₇²⁻, iont se dvěma čtyřboká koordinovanými atomy gália sdílejícími roh. Sloučenina může být formulována jako heptalorodigalát gallinatý (I), Ga^Já Ga^III₂Cl₇.^[1]


jednotková buňka Ga₃Cl₇	část Krystalická struktura	struktura [Ga₂Cl₇]⁻

GaCl₂, GaBr₂ a GaI₂: Jedná se o nejznámější a nejvíce studované meziprodukty halogenidů. Obsahují galium v oxidačních stavech +1 a +3 a jsou formulovány Ga^JáGa^IIIX₄. Dihalogenidy jsou v přítomnosti vody nestabilní nepřiměřené na kov galia a entity galia (III). Jsou rozpustné v aromatických rozpouštědlech, kde byly izolovány arenové komplexy a aren je η⁶ koordinováno s Ga⁺ ion. U některých ligandů, L, např. dioxan, neutrální komplex, Ga₂X₂L₂, s vazbou gália a gália. Tyto sloučeniny byly použity jako cesta k sloučeninám galiového řetězce a shluku.
Ga₂Br₃ a Ga₂Já₃: Ty jsou formulovány Ga^Já₂ Ga^II₂Br₆ a Ga^Já₂ Ga^II₂Já₆ resp. Oba anionty obsahují vazbu gália a gália, kde má galium formální oxidační stav +2. Ga₂Br₆²⁻ anion je zastíněn jako In₂Br₆²⁻ anion v In₂Br₃ zatímco Ga₂Já₆²⁻ anion je isostrukturní se Si₂Cl₆ s rozloženou konformací.

Monohalidy

Žádný z monohalidů není stabilní při pokojové teplotě. Ukázalo se, že dříve uváděné GaBr a GaI vyrobené z fúzního gália s trihalogenidem jsou směsi kovového gália s Ga₂Br₃ a Ga₂Já₃.

GaCl a GaBr: GaCl a GaBr byly vyrobeny v plynné formě z reakce HX a roztaveného gália pomocí speciálního reaktoru. Byly izolovány zhášením vysokoteplotního plynu při 77 K. GaCl je označován jako červená pevná látka nepřiměřené nad 0 ° C. Takto vyrobené GaCl a GaBr lze stabilizovat ve vhodných rozpouštědlech. Takto vytvořené metastabilní roztoky byly použity jako prekurzory mnoha shlukových sloučenin gália.; V HVPE produkce GaN GaCl se vyrábí průchodem plynného HC1 nad roztaveným gáliem, které se potom nechá reagovat s NH₃ plyn.^[2]
GaI: Gal se vyrábí jako reaktivní zelený prášek, který je oslavován jako „univerzální činidlo pro syntetického chemika“.^[3] Chemická struktura činidla označovaného jako „GaI“ vyrobeného reakcí kovového gália s jodem v toluenu pomocí ultrazvuku byla zkoumána teprve nedávno pomocí 69/71 Ga pevné fáze v pevné fázi a přiřazené předběžné struktury, která zahrnuje atomy kovového gália, [Ga⁰]₂[Ga]⁺[GaI₄]⁻.^[4]

Aniontové halogenidové komplexy

Soli obsahující GaCl₄⁻, GaBr₄⁻ a GaI₄⁻ jsou všichni známí. Gallium se velmi liší od indium v tom, že je známo, že tvoří 6 souřadnicových komplexů s fluoridovým iontem. To lze racionalizovat menší velikostí gália (iontové poloměry Ga (III) 62 pm, In (III) 80 pm).

Soli obsahující Ga₂Cl₆²⁻ anion, kde gallium má oxidační stav +2, jsou známy.

Obecné odkazy

Webové prvky

Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemie prvků (2. vyd.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey; Murillo, Carlos A .; Bochmann, Manfred (1999), Pokročilá anorganická chemie (6. vydání), New York: Wiley-Interscience, ISBN 0-471-19957-5

Poznámky pod čarou

^ Die Kristallstruktur von Ga₃Cl₇ Frank W., Hönle W., Simon A., Z. Naturforsch. Teil B (1990) 45B 1
^ Kuech T.F, Shulin Gu, Ramchandra Wate, Ling Zhang, Jingxi Sun, J.A. Dumesic a J.M. Redwing Mat. Res. Soc. Symp. Proc. Sv. 639 G 1.1.1
^ Baker R.J., Jones C. Dalton Trans. 2005 Duben 21; (8): 1341-8
^ Widdifield, Cory M .; Jurca, Titel; Richeson, Darrin S .; Bryce, David L. (2012). „Použití 69 / 71Ga polovodičových NMR a 127I NQR jako sond k objasnění složení„ GaI"". Mnohostěn. 35 (1): 96–100. doi:10.1016 / j.poly.2012.01.003. ISSN 0277-5387.

[1] Die Kristallstruktur von Ga₃Cl₇ Frank W., Hönle W., Simon A., Z. Naturforsch. Teil B (1990) 45B 1

[2] Kuech T.F, Shulin Gu, Ramchandra Wate, Ling Zhang, Jingxi Sun, J.A. Dumesic a J.M. Redwing Mat. Res. Soc. Symp. Proc. Sv. 639 G 1.1.1

[3] Baker R.J., Jones C. Dalton Trans. 2005 Duben 21; (8): 1341-8

[WiddifieldJurca2012-4] Widdifield, Cory M .; Jurca, Titel; Richeson, Darrin S .; Bryce, David L. (2012). „Použití 69 / 71Ga polovodičových NMR a 127I NQR jako sond k objasnění složení„ GaI"". Mnohostěn. 35 (1): 96–100. doi:10.1016 / j.poly.2012.01.003. ISSN 0277-5387.

[1]

[2]

[3]

[4]