Germano (chimica)

Germano
Nome IUPAC
tetraidruro di germanio
Nomi alternativi
germano
idruro di germanio(IV)
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareGeH4
Peso formula (u)76,62
Aspettogas incolore
Numero CAS7782-65-2
Numero EINECS231-961-6
PubChem23984
SMILES
[GeH4]
Proprietà chimico-fisiche
Densità (kg·m−3, in c.s.)3,3
Solubilità in acquasi decompone
Temperatura di fusione−165 °C (108 K)
Temperatura di ebollizione−88 °C (195 K)
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1)+90,37
S0m(J·K−1mol−1)283 (solido)
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
infiammabile tossicità acuta
pericolo
Frasi H220 - 280 - 302 - 330
Consigli P210 - 260 - 284 - 310 - 410+403 [1]

Il germano, o tetraidruro di germanio, è il composto binario del germanio tetravalente con l'idrogeno, avente formula molecolare GeH4. È analogo al silano SiH4 e al metano CH4, ed è con questi isoelettronico di valenza e isostrutturale: come per questi ultimi, la molecola è esattamente tetraedrica, simmetria molecolare Td.[2][3]

Il legame Ge−H è lungo 152,5 pm,[4] apprezzabilmente più lungo di quello Si−H nel silano, pari a 148,06 pm,[5] ma comunque quasi uguale alla somma dei rispettivi raggi covalenti di Ge e H (120 + 31) pm = 151 pm.[6]

È un gas incolore, di odore pungente e decisamente sgradevole, tossico, potenzialmente piroforico,[7] che brucia all'aria per formare biossido di germanio (analogo alla silice) e acqua.[8] Pur essendo piuttosto reattivo, lo è notevolmente meno del silano e in particolare è meno riducente e più stabile rispetto all'idrolisi.[2][9]

Fonti naturali

Del germano è stato individuato nell'atmosfera di Saturno e di Giove, per quest'ultimo grazie alle misurazioni della sonda Voyager 1, che ha anche individuato notevoli quantità di ammoniaca, metano, fosfina e acqua.[10]

Uso industriale

Il gas si decompone a ~600 °C in Ge elementare e idrogeno, questa caratteristica consente il suo uso per la crescita epitassiale del germanio purissimo, di grado semiconduttore.[11]

Note

  1. ↑ Sigma Aldrich; rev. del 19.12.2012
  2. 1 2 Erwin Riedel e Christoph Janiak, Anorganische chemie, collana De Gruyter Studium, 10. Auflage, De Gruyter, 2022, ISBN 978-3-11-069604-2.
  3. ↑ Experimental data for GeH4 (Germane), su Computational Chemistry Comparison and Benchmark DataBase.
  4. ↑ (EN) Qian-Shu Li, Rui-Hua Lü e Yaoming Xie, Molecules for materials: Germanium hydride neutrals and anions. Molecular structures, electron affinities, and thermochemistry of GeHn/GeH (n = 0–4) and Ge2Hn/Ge2H (n = 0–6), in Journal of Computational Chemistry, vol. 23, n. 16, 2002, pp. 1642–1655, DOI:10.1002/jcc.10397. URL consultato il 12 settembre 2025.
  5. ↑ H. W Kattenberg e A Oskam, Infrared and laser Raman gas spectra of SiH4 and SiD4, in Journal of Molecular Spectroscopy, vol. 49, n. 1, 1º gennaio 1974, pp. 52–69, DOI:10.1016/0022-2852(74)90095-2. URL consultato il 12 settembre 2025.
  6. ↑ (EN) Beatriz Cordero, Verónica Gómez e Ana E. Platero-Prats, Covalent radii revisited, in Dalton Transactions, n. 21, 14 maggio 2008, pp. 2832–2838, DOI:10.1039/B801115J. URL consultato il 12 settembre 2025.
  7. ↑ P. W. Schenk, Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, a cura di Georg Brauer, 2ª ed., Academic Press, 1963, pp. 713-714.
  8. ↑ (EN) PubChem, Germane, su pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. URL consultato il 30 agosto 2024.
  9. ↑ Norman Neill Greenwood e Alan Earnshaw, Chemistry of the elements, 2nd ed, Butterworth-Heinemann, 1997, pp. 374-375, ISBN 978-0-7506-3365-9.
  10. ↑ (EN) The tropospheric composition of Jupiter (PDF), su articles.adsabs.harvard.edu.
  11. ↑ R. Venkatasubramanian, R. T. Pickett e M. L. Timmons, Epitaxy of germanium using germane in the presence of tetramethylgermanium, in Journal of Applied Physics, vol. 66, n. 11, 1º dicembre 1989, pp. 5662-5664, DOI:10.1063/1.343633. URL consultato il 30 agosto 2024.

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