Monogerman

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Strukturformel
Struktur von Monogerman
Allgemeines
Name Monogerman
Andere Namen
  • Germaniumwasserstoff
  • Germaniumtetrahydrid
  • Germanium(IV)-hydrid
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
  • 3,45 kg·m−3 (0 °C und 1013 hPa)[1]
  • 1,38 g·cm−3 im flüssigen Zustand am Siedepunkt[1]
Schmelzpunkt

−165,98 °C[1]

Siedepunkt

−88,5 °C[1]

Löslichkeit

Hydrolyse in Wasser[1]

Brechungsindex

1.451 (16,85 °C)[2]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1]
02 – Leicht-/Hochentzündlich 04 – Gasflasche 06 – Giftig oder sehr giftig

Gefahr

H- und P-Sätze H: 330​‐​220​‐​280
P: 260​‐​210​‐​304+340​‐​315​‐​377​‐​381Vorlage:P-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze​‐​405​‐​403 [1]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [3][1]
Hochentzündlich Sehr giftig
Hoch-
entzündlich
Sehr giftig
(F+) (T+)
R- und S-Sätze R: 12​‐​17​‐​26
S: (1/2)​‐​9​‐​16​‐​33​‐​36​‐​45Vorlage:S-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche nicht möglich

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[Bearbeiten]

Monogerman wurde in der Jupiteratmosphäre nachgewiesen.[4]

Gewinnung und Darstellung[Bearbeiten]

Monogerman entsteht bei der Zersetzung salzartiger Germanide (Germanium-Metallverbindungen) in Säuren, wie zum Beispiel Magnesiumgermanid in Bromwasserstoffsäure:

\mathrm{Mg_2Ge + 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 Natriumgermanat Na2GeO3 mit Natriumborhydrid

\mathrm{Na_2GeO_3 \ + \ NaBH_4 \ + \ H_2O \longrightarrow}
\mathrm{GeH_4 \ + \ 2 \ NaOH \ + \ NaBO_2}

Eigenschaften[Bearbeiten]

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[Bearbeiten]

Monogerman wird in der Elektronik-Industrie zur Epitaxie und zum Dotieren verwendet.

Sicherheitshinweise[Bearbeiten]

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:

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_2O}

Verhindert werden kann dies durch Gabe von Komplexbildnern wie beispielsweise EDTA.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c d e f g h i j Eintrag zu Monogerman in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 29. August 2007 (JavaScript erforderlich).
  2.  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.
  3. 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 Gemischen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  4. Bericht der NASA über Jupiter (englisch)