Gallan je anorganická sloučenina se vzorcem GaH3. Jedná se o bezbarvý plyn, citlivý na světlo, který v čisté podobě nelze zakoncentrovat. Využití má pouze v rámci výzkumu.
Plynný gallan byl detekován jako plynThe Chemistry of Aluminium, Gallium, Indium and Thallium, Anthony John Downs, 1993, , a také jako pevná látka za teploty 3,5 K reakcí atomárního gallia s molekulárním vodíkem; také v argonové matrici.
Struktura monomeru Pomocí infračervené spektroskopie bylo zjištěno, že má monomerní GaH3 trojúhelníkovitou strukturu. Délka vazby Ga-H by podle výpočtů měla být mezi 155,7 a 158,7 pm.
Monomerní GaH3 se v plynném skupenství dimerizuje na digallan (Ga2H6); změna molární entalpie pro reakci Ga2H6 → 2 GaH3 byla experimentálně odhadnuta na 59 ± 16 kJ/mol.
Chemické vlastnosti Jelikož nelze snadno získat čistý GaH3, tak se k reakcím často používá jeho dimer, Ga2H6, nebo některý z aduktů GaH3, jako jsou například sloučeniny typu L·GaH3, kde L je monodentátní ligand.
Adukty GaH3 Adukty lze vytvořit i přímými reakcemi digallanu, který se ale za teplot nad −20 °C rozkládá na gallium a vodík, a tak se častěji používají tetrahydridogalitany, například tetrahydridogallitan lithný (LiGaH4); lze využít i náhradu ligandu u již vzniklého aduktu.
Ga2H6 + 2 NMe3 → (NMe3)2·GaH3 (−95 °C) LiGaH4 + Me3NHCl → LiCl + H2+ Me3N·GaH3 Me2NH + Me3N·GaH3 → Me2NH·GaH3 + Me3NN. N. Greenwood, New Pathways In Inorganic Chemistry, Ed. E. A. V. Ebsworth, A. G. Maddock, and A. G. Sharpe. Cambridge University Press, 1968
Neutrální adukty GaH3 lze rozdělit podle struktury na několik druhů (L = monodentátní ligand, L-L = bidentátní):
L.GaH3 (1:1 komplex s monodentátním ligandem, obsahující čtyřvazné gallium) L2·GaH3 (2:1 komplex s monodentátním ligandem obsahující pětivazné gallium) H3Ga·L-L·GaH3 (1:2 komplex s bidentátním ligandem s dvojicí čtyřvazných atomů gallia) L'H3Ga·L-L·GaH3L' (komplex obsahující monodentátní a bidentátní ligand, s dvojicí pětivazných atomů gallia) LGaH2(μ-H)2GaH2L (2:2 komplex obsahující vodíkový můstek) (-L-LGaH3-)n (1:1 komplex s bidentátním ligandem vytvářející polymerní strukturu)
Oproti obdobným komplexům alumanu (AlH3) mívá gallan zpravidla nižší koordinační čísla. U alumanu N-donorové ligandy zpravidla tvoří silnější vazby než fosfinové, tak v komplexech gallanu to bývá naopak.
Me3N.GaH3 je v plynném i pevném skupenství monomerní, zatímco odpovídající komplex alumanu, Me3N.AlH3 je v pevném stavu dimerní, s můstky tvořenými atomy vodíku.
V roztocích Gallan se rozpouští v polárních rozpouštědlech, jako například tetramethylethylendiaminu, z něhož může krystalizovat jako gallan—N,N,N′,N′-tetramethylethan-1,2-diamin.
Ostatní reakce Reakcemi se slabšími zásadami vytváří gallan tetrahydroxogallitany (obsahující anion Ga(OH) a vodík. Silné zásady jej mohou deprotonovat na GaH.
Redukcí gallanu vzniká kovové gallium. S kyselinami se vytváří gallité soli a vodík. Oxidací gallanu vzniká hydroxid gallitý (Ga(OH)3). Nesolvatovaný gallan vytváří rovnováhu s digallanem, gallan a digallan jsou tak často považovány za chemicky rovnocenné. Reakce gallanu se, na rozdíl od digallanu, musí provádět v roztocích; nejčastěji používanými rozpouštědly jsou tetrahydrofuran a diethylether.
Reakce s Lewisovými zásadami probíhají podobně jako u diboranu, ale větší atomový poloměr gallia vede k tomu, že se tvoří také 2:1 adukty; například s trimethylaminem vznikají produkty Me3N·GaH3 i (Me3N)2·GaH3. Reakcí s fosfanem vzniká 1:1 adukt H3P·GaH3.
Odkazy
Reference
Související články Digallan
Kategorie:Gallité sloučeniny Kategorie:Hydridy