Бромид галлия (III) - Gallium(III) bromide

Бромид галлия (III) (димер)
Бромид галлия (III) (димер)
Имена
Другие имена
трибромид галлия
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard100.033.267 Отредактируйте это в Викиданных
Характеристики
GaBr3
Молярная масса309,435 г / моль
Внешностьбелый порошок
Плотность3,69 г / см3
Температура плавления 121,5 ° С (250,7 ° F, 394,6 К)
Точка кипения 278,8 ° С (533,8 ° F, 552,0 К)
растворимый
Опасности
Очень токсичен Т +Коррозионный CОпасно для окружающей среды (природы) N
NFPA 704 (огненный алмаз)
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Бромид галлия (III) (GaBr3 ) это химическое соединение, и один из четырех галлий тригалогениды.

Вступление

Бромид галлия (III) при комнатной температуре и атмосферном давлении представляет собой белый кристаллический порошок, который благоприятно и экзотермически реагирует с водой.[1] Твердый трибромид галлия стабилен при комнатной температуре и находится в основном в димерной форме.[2] GaBr3 может образовывать промежуточный галогенид Ga2Br7; однако это не так часто, как с GaCl3. Он является членом группы тригалогенида галлия и похож на GaCl.3, и GaI3, но не GaF3, при его приготовлении и использовании.[2] GaBr3 является более мягкой кислотой Льюиса, чем AlBr3, и имеет более универсальный химический состав из-за сравнительной легкости восстановления галлия, но более реакционноспособен, чем GaCl3.[3]

GaBr3 спектроскопически подобен тригалогенидам алюминия, индия и таллия, за исключением трифторидов.[4]

Подготовка

Один метод приготовления GaBr3 заключается в нагревании элементарного галлия в присутствии жидкого брома в вакууме.[5] После сильно экзотермической реакции смеси дают отдохнуть, а затем подвергают различным стадиям очистки. Этот метод с начала двадцатого века остается полезным способом получения GaBr.3. Исторически галлий получали электролизом его гидроксида в растворе КОН, однако сегодня его получают как побочный продукт при производстве алюминия и цинка.

GaBr3 может быть синтезирован путем воздействия на металлический галлий элементарного брома в воде, кислороде, органических и обезжиренных средах.[5][6] В результате получается газ, который необходимо кристаллизовать, чтобы образовался GaBr.3 твердые закуплены лабораториями. Ниже приведено уравнение:

2 млрд лет + 3 млрд рублей2(l) ⟶ 2 GaBr3(грамм)

Структура

Расширенная кристаллическая структура GaBr3

ГАБР3 мономер имеет тригональную планарную геометрию, но когда он образует димер Ga2Br6 Геометрия вокруг центра Галлия искажается и становится примерно четырехгранной. В твердом состоянии GaBr3 образует моноклинную кристаллическую структуру с объемом элементарной ячейки 524,16 Å.3. Дополнительные характеристики этой элементарной ячейки следующие: a = 8,87 Å, b = 5,64 Å, c = 11,01 Å, α = 90˚, β = 107,81˚, γ = 90˚.[7]

Комплексы

Галлий - самый легкий металл Группы 13 с заполненной d-оболочкой и имеет электронную конфигурацию ([Ar] 3d10 4 с2 4p1) ниже валентных электронов, которые могут участвовать в d-π-связывании с лигандами. Несколько высокая степень окисления Ga в Ga (III) Br3, низкая электроотрицательность и высокая поляризуемость позволяют GaBr3 вести себя как «мягкая кислота» с точки зрения Теория твердой-мягкой-кислотной основы (HSAB). Кислотность по Льюису всех тригалогенидов галлия, GaBr3 включены, была широко изучена термодинамически, и основность GaBr3 была создана с рядом доноров.[2]

GaBr3 способен принять дополнительный Br− ион или неравномерное расщепление его димера с образованием [GaBr4]−, тетраэдрический ион, из которого могут быть получены кристаллические соли.[2][8] Этот ионный комплекс также способен связываться с. Br− ион может быть так же легко замещен нейтральным лигандом. Обычно эти нейтральные лиганды в форме GaBr3 L и иногда GaBr3L2, образуют тетраэдрическую бипирамидальную геометрическую структуру с Br в экваториальном положении из-за их большого эффективного ядерного заряда.[2] Кроме того, GaBr3 может использоваться в качестве катализатора в некоторых реакциях окислительного присоединения.

Использует

GaBr3 используется в качестве катализатора в органическом синтезе с механизмом, аналогичным GaCl3. Однако из-за его большей реакционной способности его иногда не используют из-за большей универсальности GaCl.3.[2] GaBr3 а также другие тригалогениды галлия и тригалогениды металлов 13 группы могут быть использованы в качестве катализаторов при окислительном присоединении органических соединений. Было подтверждено, что GaBr3 димер неравномерно расщепляется на [GaBr4]− и [GaBr2]+.[8] Весь механизм неопределен отчасти потому, что промежуточные состояния не всегда достаточно устойчивы для изучения, а отчасти потому, что GaBr3 исследуется реже, чем GaCl3. Ga (III) сам по себе является полезной кислотой Льюиса для органических реакций, потому что его полная d-электронная оболочка позволяет ему принимать различное количество лигандов, но он легко откажется от лигандов, если условия окажутся благоприятными.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Бромид галлия (III)». Каталог Sigma Aldrich. Компания Sigma Aldrich.
  2. ^ а б c d е ж Кинг, Брюс Р. (1994). Энциклопедия неорганической химии. Нью-Йорк: Вили. С. 1265–1267. ISBN  978-0-471-93620-6.
  3. ^ Киёкава, Кэнсукэ; Ясуда, Макото; Баба, Акио (02.04.2010). «Циклопропилметилирование бензильных и аллильных хлоридов с помощью циклопропилметилстаннана, катализируемое галогенидом галлия или индия». Органические буквы. 12 (7): 1520–1523. Дои:10.1021 / ol100240b. ISSN  1523-7060. PMID  20218636.
  4. ^ Даунс, А.Дж. (199). Химия алюминия, галлия, индия и таллия. Springer Science & Business Media. п. 133.
  5. ^ а б Johnson, W. C .; Парсонс, Дж. Б. (1929-01-01). «Получение трибромида галлия и трийодида галлия». Журнал физической химии. 34 (6): 1210–1214. Дои:10.1021 / j150312a007. ISSN  0092-7325.
  6. ^ Даунс, А.Дж. (199). Химия алюминия, галлия, индия и таллия. Springer Science & Business Media. п. 133.
  7. ^ Троянов, С.И .; Krahl, T .; Кемниц, Э. (2004). «Кристаллические структуры GaИкс3 (Икс = Cl, Br, I) и AlI3". Zeitschrift für Kristallographie. 219 (2): 88–92. Дои:10.1524 / zkri.219.2.88.26320. S2CID  101603507.
  8. ^ а б Эль-Хеллани, Ахмад; Моно, Жюльен; Гийо, Режис; Бур, Кристоф; Гандон, Винсент (2013-01-07). «Молекулярные и ионные структуры в аддуктах GaX3 с монодентатными лигандами на основе углерода». Неорганическая химия. 52 (1): 506–514. Дои:10.1021 / ic302440g. ISSN  0020-1669. PMID  23256783.