Галогениды галлия - Gallium halides

Есть три набора галогениды галлия, тригалогениды, где галлий имеет степень окисления +3, промежуточные галогениды, содержащие галлий в состояния окисления +1, +2 и +3 и некоторые нестабильные моногалогениды, где галлий имеет степень окисления +1.

Тригалогениды

Все четыре тригалогенида известны. Все они содержат галлий в степени окисления +3. Их собственные названия - фторид галлия (III), хлорид галлия (III), бромид галлия (III) и йодид галлия (III).

GaF₃: GaF₃ представляет собой белое твердое вещество, которое сублимируется перед плавлением, с расчетной температурой плавления выше 1000 ° C. Он содержит 6 координатных атомов галлия с трехмерной сеткой из GaF.₆ октаэдры разделяя общие углы.
GaCl₃, GaBr₃ и GaI₃: Все они имеют более низкие температуры плавления, чем GaF.₃, (GaCl₃ Т.пл.78 ° C, GaBr₃ Т.пл.122 ° C, GaI.₃ т.пл. 212 ° C), что отражает тот факт, что все их структуры содержат димеры с 4-мя координационными атомами галлия и 2-мя мостиковыми атомами галогена. Они все Кислоты Льюиса, образуя в основном 4-х координатные аддукты. GaCl₃ является наиболее часто используемым тригалогенидом.

Промежуточные галогениды

Существуют промежуточные хлориды, бромиды и йодиды. Они содержат галлий в степенях окисления +1, +2 и +3.

Ga₃Cl₇

Это соединение содержит Ga₂Cl₇⁻ ион, который имеет структуру, аналогичную дихромат, Cr₂О₇²⁻, ион с двумя тетраэдрически координированными атомами галлия, разделяющими угол. Соединение может быть составлено в виде гептахлородигаллата (III) галлия (I), Ga^я Ga^III₂Cl₇.^[1]


ячейка Га₃Cl₇	часть Кристальная структура	структура [Ga₂Cl₇]⁻

GaCl₂, GaBr₂ и GaI₂: Это наиболее известные и наиболее изученные промежуточные галогениды. Они содержат галлий в степени окисления +1 и +3 и имеют формулу Ga^яGa^IIIИкс₄. Дигалогениды нестабильны в присутствии воды. непропорциональный металлическому галлию и соединениям галлия (III). Они растворимы в ароматических растворителях, где были выделены ареновые комплексы и арен η⁶ согласовано с Ga⁺ ион. С некоторыми лигандами L, например диоксан, нейтральный комплекс, Ga₂Икс₂L₂, с галлиево-галлиевой связью. Эти соединения использовались в качестве пути получения галлиевых цепных и кластерных соединений.
Ga₂Br₃ и Ga₂я₃: Они сформулированы Ga^я₂ Ga^II₂Br₆ и Ga^я₂ Ga^II₂я₆ соответственно. Оба аниона содержат связь галлий-галлий, причем галлий имеет формальную степень окисления +2. Га₂Br₆²⁻ анион затмевается как In₂Br₆²⁻ анион в₂Br₃ тогда как Ga₂я₆²⁻ анион изоструктурен Si₂Cl₆ с шахматным строением.

Моногалогениды

Ни один из моногалогенидов не стабилен при комнатной температуре. Ранее сообщалось, что GaBr и GaI, полученные из сплавления галлия с тригалогенидом, представляют собой смеси металлического галлия, соответственно, с Ga₂Br₃ и Ga₂я₃.

GaCl и GaBr: GaCl и GaBr были получены в газовой форме в результате реакции HX и расплавленного галлия с использованием специального реактора. Они были изолированы путем закалки высокотемпературного газа при 77 К. GaCl представлен в виде красного твердого вещества, которое непропорционально выше 0 ° C. Полученные таким образом GaCl и GaBr могут быть стабилизированы в подходящих растворителях. Образующиеся таким образом метастабильные растворы используются как предшественники многих кластерных соединений галлия.; в HVPE изготовление GaN, GaCl получается путем пропускания газообразного HCl над расплавленным галлием, который затем реагирует с NH.₃ газ.^[2]
GaI: GaI производится в виде реактивного зеленого порошка, который был провозглашен «универсальным реагентом для химиков-синтетиков».^[3] Химическая структура реагента, называемого «GaI», полученного в результате реакции металлического галлия с йодом в толуоле с использованием ультразвука, только недавно была исследована с использованием твердотельного ЯМР 69 / 71Ga и предполагаемой структуры, которая включает атомы металлического галлия, [Ga⁰]₂[Ga]⁺[GaI₄]⁻.^[4]

Анионные галогенидные комплексы

Соли, содержащие GaCl₄⁻, GaBr₄⁻ и GaI₄⁻ все известны. Галлий сильно отличается от индий в том, что известно только 6 координационных комплексов с фторид-ионом. Это можно объяснить меньшим размером галлия (ионные радиусы Ga (III) 62 мкм, In (III) 80 мкм).

Соли, содержащие Ga₂Cl₆²⁻ анион, у которого галлий имеет степень окисления +2.

Общие ссылки

WebElements

Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 978-0-08-037941-8.
Коттон, Ф. Альберт; Уилкинсон, Джеффри; Мурильо, Карлос А .; Бохманн, Манфред (1999), Продвинутая неорганическая химия (6-е изд.), Нью-Йорк: Wiley-Interscience, ISBN 0-471-19957-5

Сноски

^ Die Kristallstruktur von Ga₃Cl₇ Франк В., Хёнле В., Саймон А., З. Натурфорш. Группа B (1990) 45B 1
^ Куеч Т.Ф., Шулин Гу, Рамчандра Вате, Лин Чжан, Цзинси Сун, Дж. А. Dumesic, J.M. Redwing Mat. Res. Soc. Symp. Proc. Vol. 639 G 1.1.1
^ Бейкер Р.Дж., Джонс К. Далтон Пер. 2005 21 апреля; (8): 1341-8
^ Widdifield, Cory M .; Юрка, Тител; Richeson, Darrin S .; Брайс, Дэвид Л. (2012). «Использование твердотельного ЯМР 69 / 71Ga и ЯКР 127I в качестве зондов для выяснения состава» GaI"". Многогранник. 35 (1): 96–100. Дои:10.1016 / j.poly.2012.01.003. ISSN 0277-5387.

[1] Die Kristallstruktur von Ga₃Cl₇ Франк В., Хёнле В., Саймон А., З. Натурфорш. Группа B (1990) 45B 1

[2] Куеч Т.Ф., Шулин Гу, Рамчандра Вате, Лин Чжан, Цзинси Сун, Дж. А. Dumesic, J.M. Redwing Mat. Res. Soc. Symp. Proc. Vol. 639 G 1.1.1

[3] Бейкер Р.Дж., Джонс К. Далтон Пер. 2005 21 апреля; (8): 1341-8

[WiddifieldJurca2012-4] Widdifield, Cory M .; Юрка, Тител; Richeson, Darrin S .; Брайс, Дэвид Л. (2012). «Использование твердотельного ЯМР 69 / 71Ga и ЯКР 127I в качестве зондов для выяснения состава» GaI"". Многогранник. 35 (1): 96–100. Дои:10.1016 / j.poly.2012.01.003. ISSN 0277-5387.

[1]

[2]

[3]

[4]