Germane

Germane
Identification
Nom UICPA	germane
Synonymes	Hydrure de germanium
No CAS	7782-65-2
No ECHA	100.029.055
No CE	231-961-6
Apparence	gaz comprimé incolore, d'odeur acre[1].
Propriétés chimiques
Formule	H4GeGeH4
Masse molaire[2]	76,67 ± 0,01 g/mol H 5,26 %, Ge 94,71 %,
Moment dipolaire	O D
Propriétés physiques
T° fusion	−165 °C[1]
T° ébullition	−88,5 °C[1]
Solubilité	dans l'eau : nulle[1]
Masse volumique	1,53 g·cm-3[1]
Point d’éclair	Gaz Inflammable[1]
Thermochimie
ΔvapH°	14,06 kJ·mol-1 (1 atm, −88,1 °C)[3]
Propriétés électroniques
1re énergie d'ionisation	≤ 10,53 eV (gaz)[4]
Précautions
SIMDUT[6]
A, B6, D1A, A : Gaz comprimé température critique = 34,9 °C B6 : Matière réactive inflammable spontanément combustible au contact de l'air D1A : Matière très toxique ayant des effets immédiats graves Transport des marchandises dangereuses : classe 2.3 Divulgation à 1,0% selon la liste de divulgation des ingrédients
NFPA 704
4 4 3 W
Directive 67/548/EEC
T+ F+ Symboles : T+ : Très toxique F+ : Extrêmement inflammable Phrases R : R12 : Extrêmement inflammable. R17 : Spontanément inflammable à l’air. R26 : Très toxique par inhalation. Phrases S : S9 : Conserver le récipient dans un endroit bien ventilé. S16 : Conserver à l’écart de toute flamme ou source d’étincelles - Ne pas fumer. S33 : Éviter l’accumulation de charges électrostatiques. S36 : Porter un vêtement de protection approprié. S45 : En cas d’accident ou de malaise, consulter immédiatement un médecin (si possible, lui montrer l’étiquette). (S1/2) : Conserver sous clef et hors de portée des enfants. Phrases R : 12, 17, 26, Phrases S : (1/2), 9, 16, 33, 36, 45,
Transport
263    2192    Code Kemler : 263 : gaz toxique, inflammable Numéro ONU : 2192 : GERMANE Classe : 2.3 Étiquettes : 2.3 : Gaz toxiques (correspond aux groupes désignés par un T majuscule, c'est-à-dire T, TF, TC, TO, TFC et TOC). 2.1 : Gaz inflammables (correspond aux groupes désignés par un F majuscule) ; [5]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Le germane, ou tétrahydrure de germanium, est le composé chimique de formule GeH₄. C'est l'hydrure le plus simple du germanium, et l'analogue du silane SiH₄ pour le silicium ou du méthane CH₄ pour le carbone. La molécule GeH₄ a une géométrie tétraédrique, comme les molécules SiH₄ et CH₄.

Préparation

Le germane est la forme industriellement la plus utile du germanium, de sorte que de nombreuses méthodes de préparation industrielle ont été élaborées pour en produire. On peut les ranger en trois catégories :

1. Par réduction chimique ;
2. Par réduction électrochimique ;
3. À partir d'un plasma.

La réduction chimique consiste à faire réagir des composés contenant du germanium (par exemple du germanium élémentaire, du tétrachlorure de germanium GeCl₄ ou du dioxyde de germanium) GeO₂ avec un agent réducteur tel que NaBH₄, KBH₄, LiBH₄, NaAlH₄, LiH, NaH ou MgH₂. La réaction peut avoir lieu aussi bien dans un solvant organique qu'en solution aqueuse. En laboratoire, le germane peut s'obtenir en faisant réagir des composés au Ge(IV) avec des hydrures, par exemple :

Na₂GeO₃ + NaBH₄ + H₂O → GeH₄ + 2 NaOH + NaBO₂

La réduction électrochimique consiste à appliquer une tension entre d'une part une cathode de germanium métallique immergée dans un électrolyte aqueux et d'autre part une anode en molybdène ou en cadmium. Dans ce dispositif, le germane et l'hydrogène se forment à l'anode tandis que l'anode se couvre d'oxyde de molybdène ou de cadmium selon le cas.

La synthèse au plasma consiste à bombarder du germanium métallique avec des atomes d'hydrogène produits à partir d'une source plasma haute fréquence afin de produire du germane et du digermane.

Réactions

Dans l'ammoniac liquide, GeH₄ s'ionise avec NH₃ pour former GeH₃⁻ et NH₄⁺. Toujours dans l'ammoniac liquide, GeH₄ réagit avec les métaux alcalins pour former des composés cristallins blancs de type MGeH₃ (où M représente Li, Na, K, Rb et Cs). Les cristaux de KGeH₃ et RbGeH₃ ont la même structure que le chlorure de sodium, indiquant que les anions GeH₃⁻ y ont une rotation libre, contrairement au cristal CsGeH₃, qui a la structure distordue de l'iodure de thallium.

Références

Hydrures apparentés

• Silane SiH₄
• Stannane SnH₄
• Plombane PbH₄

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