Germane (Chemie)

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Als Germane werden die Germaniumwasserstoffe bezeichnet. Der Aufbau der Germane entspricht formal den Alkanen.

Die allgemeine Summenformel lautet Ge_nH_2n+2.

  H  H      H
  |  |      |
H-Ge-Ge-...-Ge-H
  |  |      |
  H  H      H

Inhaltsverzeichnis

1 Monogerman
2 Höhere Germane
3 Weblinks

[Bearbeiten] Monogerman

Kalottenmodell von Monogerman

Monogerman (GeH₄) ist eine gasförmige Verbindung aus Germanium und Wasserstoff. Es ist ein sehr reaktionsfreudiges, giftiges, leicht zersetzliches und geruchloses Gas und findet Anwendung in der Halbleitertechnologie.

[Bearbeiten] Herstellung

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 wie Germaniumhexahydrid (Ge₂H₆) und Germaniumoctahydrid (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:

$\mathrm{Ge + 2 \ Cl_2 \longrightarrow GeCl_4}$

$\mathrm{GeCl_4 + CH_4 \longrightarrow GeH_4 + CCl_4}$

[Bearbeiten] Eigenschaften

Kurzbeschreibung	farb- und geruchloses Gas
Molmasse	76,62 g·mol⁻¹
relative Gasdichte (Luft = 1)	2,6
Siedepunkt	−88,5 °C
Dampfdruck	3,63 MPa (20 °C)
Löslichkeit	Hydrolyse in Wasser

[Bearbeiten] Sicherheitshinweise

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:

Erweiterung der Blutgefäße (Arteriektasie)
Ptosis
Zyanose
Tremor

Ursache hierfür ist die Unterbrechung des Sauerstofftransports, da Monogerman mit dem im Blut transportierten Sauerstoff zu Germaniumoxid und Wassers reagiert:

$\mathrm{GeH_4 + 2 \ O_2 \longrightarrow GeO_2 + 2 \ H_2O}$

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

[Bearbeiten] Höhere Germane

Höhere Germane, wie Digerman (Ge₂H₆), haben einen höheren Schmelzpunkt. Sie sind ebenfalls sehr instabil. Das längste bekannte German ist das Nonagerman (Ge₉H₂₀).