Bromek galu(III).
|
|
|
|
| Nazwy | |
|---|---|
| Inne nazwy tribromek galu
|
|
| Identyfikatory | |
|
Model 3D ( JSmol )
|
|
| ChemSpider | |
| Karta informacyjna ECHA | 100.033.267 |
| Numer WE |
|
|
Identyfikator klienta PubChem
|
|
|
Pulpit nawigacyjny CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Nieruchomości | |
| GaBr 3 | |
| Masa cząsteczkowa | 309,435 g/mol |
| Wygląd | biały proszek |
| Gęstość | 3,69 g/cm 3 |
| Temperatura topnienia | 121,5 ° C (250,7 ° F; 394,6 K) |
| Temperatura wrzenia | 278,8 ° C (533,8 ° F; 552,0 K) |
| rozpuszczalny | |
| Zagrożenia | |
| Oznakowanie GHS : | |
|
|
| Niebezpieczeństwo | |
| H314 | |
| P260 , P264 , P280 , P301+P330+P331 , P303+P361+P353 , P304+P340 , P305+P351+ P338 , P310 , P321 , P363 , P405 , P501 | |
| NFPA 704 (ognisty diament) | |
|
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w stanie normalnym (przy 25°C [77°F], 100 kPa).
|
|
Bromek galu(III) ( Ga Br 3 ) jest związkiem chemicznym i jednym z czterech trihalogenków galu .
Wstęp
Bromek galu(III) jest w temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem atmosferycznym białym, krystalicznym proszkiem, który reaguje korzystnie i egzotermicznie z wodą. Stały tribromek galu jest stabilny w temperaturze pokojowej i można go znaleźć głównie w postaci dimerycznej. GaBr3 może tworzyć pośredni halogenek , Ga2Br7 ; nie jest to jednak tak powszechne jak w przypadku GaCl3 . Należy do grupy trihalogenków galu i jest podobny do GaCl 3 i GaI 3 , ale nie GaF 3 , jeśli chodzi o jego wytwarzanie i zastosowanie. GaBr3 jest łagodniejszym kwasem Lewisa niż AlBr3 i ma bardziej uniwersalny skład chemiczny ze względu na względną łatwość redukcji galu, ale jest bardziej reaktywny niż GaCl3 .
GaBr 3 jest podobny spektroskopowo do trihalogenków glinu, indu i talu z wyłączeniem trifluorków.
Przygotowanie
Jedną z metod otrzymywania GaBr 3 jest ogrzewanie elementarnego galu w obecności ciekłego bromu pod zmniejszonym ciśnieniem. Po wysoce egzotermicznej reakcji mieszaninę pozostawia się do spoczynku, a następnie poddaje różnym etapom oczyszczania. Ta metoda z przełomu XIX i XX wieku pozostaje nadal użytecznym sposobem otrzymywania GaBr 3. Dawniej gal otrzymywano przez elektrolizę jego wodorotlenku w roztworze wodorotlenku potasu, jednak obecnie otrzymuje się go jako produkt uboczny przy produkcji aluminium i cynku.
GaBr 3 można zsyntetyzować przez wystawienie galu na działanie bromu w środowisku wolnym od wody, tlenu i tłuszczu. Rezultatem jest gaz, który musi zostać skrystalizowany w celu utworzenia bromku kupowanego przez laboratoria. Poniżej równanie:
- 2 Ga(s) + 3 Br 2 (l) ⟶ 2 GaBr 3 (g)
Struktura
GaBr 3 ma trygonalną płaską geometrię, ale kiedy tworzy dimer Ga 2 Br 6 , geometria wokół centrum galu ulega zniekształceniu, stając się z grubsza czworościenna. Jako ciało stałe GaBr 3 tworzy jednoskośną strukturę krystaliczną o objętości komórki elementarnej 524,16 Å 3 . Dodatkowe specyfikacje dla tej komórki elementarnej są następujące: a = 8,87 Å, b = 5,64 Å, c = 11,01 Å, α = 90˚, β = 107,81˚, γ = 90˚.
Kompleksy
Gal jest najlżejszym metalem grupy 13 z wypełnioną powłoką d i ma konfigurację elektronową ([Ar] 3d 10 4s 2 4p 1 ) poniżej elektronów walencyjnych, które mogą brać udział w wiązaniu d-π z ligandami. Dość wysoki stopień utlenienia Ga w Ga(III)Br3 , niska elektroujemność i wysoka polaryzowalność pozwalają GaBr3 zachowywać się jak „miękki kwas” w kategoriach teorii Hard-Soft-Acid-Base (HSAB) . Kwasowość Lewisa wszystkich trihalogenków galu, w tym GaBr 3 , była szeroko badana termodynamicznie, a zasadowość GaBr 3 została ustalona z wieloma dawcami.
GaBr 3 jest w stanie przyjąć dodatkowy jon Br − lub nierównomiernie rozszczepić swój dimer, tworząc [GaBr 4 ] − , jon tetraedryczny, z którego można otrzymać krystaliczne sole. Ten kompleks jonowy jest ponadto zdolny do wiązania się z . Jon Br- można równie łatwo zastąpić neutralnym ligandem. Zazwyczaj te neutralne ligandy, mające postać GaBr3L i czasami GaBr3L2 , będą tworzyć tetraedryczną bipiramidalną strukturę geometryczną z Br w położeniu równikowym ze względu na ich duży efektywny ładunek jądrowy . Dodatkowo, GaBr3 może być stosowany jako katalizator w niektórych utleniających reakcjach addycji.
Używa
GaBr 3 jest stosowany jako katalizator w syntezie organicznej, o mechanizmie podobnym do GaCl 3. Jednak ze względu na większą reaktywność jest czasami odrzucany ze względu na większą wszechstronność GaCl 3 . GaBr 3 oraz inne trihalogenki galu i trihalogenki metali z grupy 13 mogą być stosowane jako katalizatory w utleniającej addycji związków organicznych. Potwierdzono, że dimer GaBr 3 rozszczepia się nierównomiernie na [GaBr 4 ] − i [GaBr 2 ] + . Cały mechanizm jest niepewny częściowo dlatego, że stany pośrednie nie zawsze są wystarczająco stabilne do badania, a częściowo dlatego, że GaBr 3 jest badany rzadziej niż GaCl 3 . Ga (III) sam w sobie jest użytecznym kwasem Lewisa w reakcjach organicznych, ponieważ jego pełna powłoka d-elektronowa umożliwia przyjmowanie zmiennej liczby ligandów, ale łatwo oddaje ligandy, jeśli warunki okażą się sprzyjające.
Zobacz też
- ^ „Bromek galu (III)” . Katalog Sigmy Aldrich . Firma Sigma Aldrich.
- ^ a b c d e f King, Bruce R. (1994). Encyklopedia Chemii Nieorganicznej . Nowy Jork: Wiley. s. 1265–1267. ISBN 978-0-471-93620-6 .
- Bibliografia _ Yasuda, Makoto; Baba, Akio (2010-04-02). „Cyklopropylometylacja chlorków benzylu i allilu cyklopropylometylostannanem katalizowana przez halogenek galu lub indu”. Listy organiczne . 12 (7): 1520–1523. doi : 10.1021/ol100240b . ISSN 1523-7060 . Identyfikator PMID 20218636 .
- ^ Upadki, AJ (199). Chemia glinu, galu, indu i talu . Springer Science & Business Media. P. 133.
- ^ ab Johnson , WC; Parsons, JB (1929-01-01). „Przygotowanie tribromku galu i trijodku galu”. Dziennik Chemii Fizycznej . 34 (6): 1210–1214. doi : 10.1021/j150312a007 . ISSN 0092-7325 .
- ^ Upadki, AJ (199). Chemia glinu, galu, indu i talu . Springer Science & Business Media. P. 133.
- ^ Trojanow, SI; Krahl, T.; Kemnitz, E. (2004). „Struktury krystaliczne Ga X 3 ( X = Cl, Br, I) i Al 3 ”. Zeitschrift für Kristallographie . 219 (2): 88–92. doi : 10.1524/zkri.219.2.88.26320 . S2CID 101603507 .
- ^ ab ; El-Hellani, Ahmad Monot, Julien; Guillot, Regis; Bour, Christophe; Gandon, Vincent (2013-01-07). „Struktury molekularne a jonowe w adduktach GaX3 z ligandami na bazie węgla jednokleszczowego”. Chemia nieorganiczna . 52 (1): 506–514. doi : 10.1021/ic302440g . ISSN 0020-1669 . PMID 23256783 .