갈륨 화합물

Gallium compounds
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갈륨 화합물은 갈륨 원소를 포함하는 화합물이다.이들 화합물은 주로 +3 산화상태에서 발견된다.+1 산화 상태는 갈륨의 무거운 착향료 인듐과 탈륨보다 덜 흔하지만 일부 화합물에서도 발견됩니다.예를 들어 매우 안정적인2 GaCl은 갈륨(I)과 갈륨(III)을 모두 포함하고 GaGaCl로IIII4 제조할 수 있다.반면 단염화물은 0°C 이상에서 불안정하여 원소 갈륨과 염화 갈륨(III)으로 불균형이 된다.Ga-Ga 결합을 포함하는 화합물은 진정한 갈륨이다.(II) GaaS(Ga2−(S)2로24+ 조제될 수 있음) 및 다이옥산 착화체24 GaCl(CHO482)2[1] 등의 화합물.또한 -5에서 -1까지 음의 산화 상태를 가진 갈륨 화합물도 있는데, 이 화합물들의 대부분은 마그네슘 갈라이드입니다xy.

수화학

질산 갈륨 비수화물

강한 산은 갈륨을 녹여 Ga(NO
3)(
3질산 갈륨)와 같은 갈륨(II) 염을 형성합니다.갈륨(III)염 수용액에는 수화 갈륨이온 [Ga
2(
63+
[2]: 1033 HO)]이 포함되어 있다.수산화갈륨(III)은 암모니아를 첨가하여 갈륨(III)
3 용액에서 침전해도 된다.100 °C에서 Ga(OH)
3를 탈수하면 수산화 갈륨 GaO(OH)[3]: 140–141 가 생성됩니다.

알칼리성 수산화물 용액은 갈륨을 용해하여 Ga(−
4OH)[4][2]: 1033 [5] 음이온을 포함하는 갈레이트염(동일한 이름의 갈산염과 혼동되지 않음)을 형성합니다.양성인 수산화 갈륨도 알칼리에 용해되어 갈레이트염을 [3]: 141 형성한다.이전 연구에서는 Ga(OH)3−
6가 또 다른 [6]음이온으로 제시되었지만, 이후 [5]연구에서는 발견되지 않았다.

산화물 및 카르코게니드

삼산화 갈륨 결정

갈륨은 비교적 높은 온도에서만 칼코겐과 반응한다.상온에서 갈륨 금속은 수동적인 보호 산화층을 형성하기 때문에 공기와 물과 반응하지 않습니다.그러나 고온에서는 대기 산소와 반응하여 산화 갈륨(III) GaO를
2
3 [4]형성합니다. 500°C에서 700°C의 진공 상태에서 원소 갈륨과 함께 GaO를 환원하면 짙은
2
3 갈색 갈륨(I) 산화물이 생성됩니다. GaO는
2
2 [3]: 285 [3]: 207 HSO를
2 환원할
2
4 수 있는 매우 강한 환원제입니다.800°C에서
2
3 갈륨 및 [7]GaO와 불균형이 발생합니다.

갈륨(III) 황화물, GaaS는
2
3 세 가지 가능한 결정 [7]: 104 변형이 있습니다.갈륨과 황화수소(HS
2)를 950°[3]: 162 C에서 반응시켜 만들 수 있다.또는 [8]747°C에서 Ga(OH)
3를 사용할 수 있습니다.

2 Ga(OH)
3 + 3 HS
2 → GaaS
2
3 + 6 HO
2

알칼리 금속 탄산염과 GaO의
2
3 혼합물을 HS와
2 반응시키면 [GaaS
2
4]2−
 음이온을 포함한 티오갈산염이 형성된다.강한 산은 이러한 염분을 분해하여 [7]: 104–105 그 과정에서 HS를 방출합니다
2.수은염인 HgGaaS를
2
4 [9]형광체로 사용할 수 있습니다.

갈륨은 또한 갈륨과 같은 낮은 산화 상태에서 황화물을 형성한다.II) 황화물 및 녹색 갈륨(I) 황화물.[7]: 94 후자는 질소류 아래에서 1000°C까지 가열하여 전자로부터 생성된다.

다른 이원 카르코게나이드인 GaSe와
2
3 GaTe는
2
3 아연블렌드 구조를 가지고 있다.모두 반도체이지만 쉽게 가수분해되고 효용도 [7]: 104 제한적입니다.

질화물 및 피닉타이드

질화 갈륨(왼쪽), 인화 갈륨(가운데) 및 비화 갈륨(오른쪽) 웨이퍼

갈륨은 1050°C에서 암모니아와 반응하여 질화 갈륨, GaN. 갈륨은 인, 비소, 안티몬과 함께 2원 화합물인 갈륨 인화물(GaP), 갈륨 비소화물(GaAs), 갈륨 안티몬화물(GaSb)을 형성합니다.이들 화합물은 ZnS와 동일한 구조로 중요한 반도체 [2]: 1034 특성을 가지고 있다.갈륨과 원소인, 비소 또는 안티몬의 직접 반응으로 GaP, GaAs, [7]: 99 GaSb를 합성할 수 있다.GaN보다 [7]: 101 높은 전기 전도율을 보이며,[10] 저온에서 GaO와 인을 반응시켜
2 GaP를 합성할 수도 있다.

갈륨은 삼원질화물을 형성한다.[7]: 99 예를 들어 다음과 같다.

LiGa
3 + N
2 → LiGaN
3
2

LiGaP와 LiGaAs와
3
2 같은
3
2 인과 비소를 가진 유사한 화합물이 있을 수 있습니다.이들 화합물은 희석산과 [7]: 101 물에 의해 쉽게 가수분해된다.

할로겐화물

주요 기사: 갈륨 할로겐화물

산화갈륨(III)은 HF 또는
2 F와 같은 불소화제와 반응하여 플루오르화갈륨(III) GaF를
3 형성한다.물에 강하게 녹지 않는 이온 화합물입니다.단, 물과 부가물을 형성하는 불산인 GaF
3·3에 녹는다.HO
2. 이 부가물을 탈수하려고 하면 GaFOH·nHO가
2 됩니다
2.부가물은 암모니아와 반응하여 GaF·3을 형성합니다
3.NH는
3 가열되어 무수 [3]: 128–129 GaF를
3 형성할 수 있다.

삼염화 갈륨은 갈륨 금속과 염소 [4]가스의 반응에 의해 형성된다.삼불화물과 달리 염화 갈륨(III)은 녹는점이 78°C인 이합체 분자 GaCl로
2
6 존재한다.브롬과 요오드, GaBr
2
6 및 GaI로
2
6 [3]: 133 Eqigar 화합물을 형성한다.

다른 13족 3할화물과 마찬가지로 할로겐화 갈륨(II)은 루이스산이며 할로겐화 알칼리 금속 할로겐과 반응하여 GaX−
4 음이온을 포함한 염을 형성한다.여기서 X는 할로겐이다.또한 할로겐화 알킬과 반응하여 카보시온과 GaX를−
4 [3]: 136–137 형성합니다.

고온으로 가열되면 할로겐화 갈륨(II)은 원소 갈륨과 반응하여 각각의 할로겐화 갈륨(I)을 형성합니다.예를 들어 GaCl은
3 Ga와 반응하여 GaCl을 형성한다.

2 Ga + GaCl
3 3 3 GaCl ( g )

낮은 온도에서 평형은 왼쪽으로 이동하고 GaCl은 다시 원소 갈륨과
3 GaCl로 불균형합니다.GaCl은 950°C에서 Ga와 HCl을 반응시켜 생성될 수 있으며, 제품은 적색 [2]: 1036 고체로 응축될 수 있다.

갈륨(I) 화합물은 루이스산과 부가체를 형성함으로써 안정화될 수 있다.예를 들어 다음과 같습니다.

GaCl + AlCl
3 → Ga+
 [ AlCl
4 −
]

이른바 '갈륨'II) 할로겐화물(GaX
2)은 실제로+
 Ga[GaX
4]−
 구조를 가진 각각의 할로겐화 갈륨(I)과 할로겐화 갈륨(I)의 부가물이다.예를 [4][2]: 1036 [11]들어 다음과 같습니다.

GaCl + GaCl
3 → Ga+
 [ GaCl
4 −
]

하이드라이드

알루미늄과 마찬가지로 갈륨도 수소화물 GaH를
3 형성하며, 갈란산 리튬(LiGaH
4)과 염화 갈륨(II)을 -30°[2]: 1031 C에서 반응시켜 생성할 수 있습니다.

3
4 LiGaH + GaCl
3 → 3 LiCl + 4 GaH
3

용매로서의 디메틸에테르 존재 하에서 GaH는
3 (GaH
3)
n로 중합한다.용제를 사용하지 않으면 기체로서 이합체 GaH
2
6(디갈란)를 형성한다.알루미늄의 배위수가 [2]: 1008 6인 α-AlH와는
3 달리 두 개의 수소 원자가 두 갈륨 [2]: 1031 중심을 연결하는 디보란과 구조가 유사합니다.

갈란은 -10 °C 이상에서 불안정하여 원소 갈륨과 [12]수소로 분해된다.

유기 갈륨 화합물

주요 기사:유기 갈륨 화학

유기금속 화합물은 유기인듐 화합물과 반응성이 비슷하며 유기알루미늄 화합물보다는 반응성이 낮지만 유기금속 [13]화합물보다는 반응성이 더 높습니다.알킬갈륨은 단량체이다.루이스 산도는 Al > Ga > In 순으로 감소하며, 그 결과 유기알루미늄 화합물처럼 가교 이합체를 형성하지 않는다.유기알루미늄 화합물은 유기알루미늄 화합물보다 반응성이 낮다.그것들은 안정적인 과산화물을 [14]형성합니다.이 알킬갈륨은 상온에서 녹는점이 낮은 액체이며 상당히 유동적이고 인화성이 있습니다.트리페닐갈륨은 용액에서는 단량체이지만, 결정체는 약한 분자간 [13]Ga··C 상호작용으로 사슬 구조를 형성한다.

삼염화 갈륨은 카보갈레이션 [15]반응과 같은 유기갈륨 화합물의 형성을 위한 일반적인 시작 시약이다.삼염화 갈륨은 디에틸에테르 중 리튬 시클로펜타디엔화물과 반응하여 삼각평면 갈륨 시클로펜타디엔화합물 GaCp를3 형성한다.갈륨(I)은 헥사메틸벤젠과 같은 아렌 리간드와 복합체를 형성한다.이 배위자는 부피가 크기 때문에 [Ga(δ-CMe666)]+의 구조는 하프샌드위치 구조이다.메티렌과 같이 부피가 작은 리간드는 구부러진 샌드위치 구조의 중앙 갈륨 원자에 2개의 리간드를 부착할 수 있습니다.벤젠은 부피가 더 작고 이합체를 형성할 수 있습니다. 예를 들어 [Ga(δ-CH666)]2 [GaCl4]/3CH입니다66.[13]

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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