Germaani (yhdiste)

Germaani (GeH4) on germaniumin ja vedyn muodostama, rakenteellisesti metaania muistuttava yhdiste. Germaanin moolimassa on 76,672 g/mol ja CAS-numero 7782-65-2. Se muodostaa samankaltaisen tetraedrinmuotoisen metaaninkaltaisen molekyylin kuin fosfiini tai silaani. Germaani on erittäin tulenarkaa ja muodostaa palaessaan germaniumdioksidia ja vettä.

Esiintyminen maailmankaikkeudessa

Germaania on löydetty Jupiterin kaasukehästä, maapallolla sitä ei esiinny vapaana.

Synteesi

Kemiallinen synteesi 
Germaanin valmistamiseen teollisesti on monia tapoja. Nämä prosessit voidaan jakaa kemiallisiin reaktioihin, elektrokemiallisiin reaktioihin tai plasmaan perustuviin reaktioihin.

Germaanin valmistaminen kemiallisen reaktion kautta tapahtuu joko puhtaan germaniumin tai germaniumyhdisteen ja natriumborohydridin, kaliumborohydridin, litiumborohydridin, natriumalumiinihydridin, litiumhydridin, natriumhydridin tai magnesiumhydridin reagoidessa keskenään vedessä tai orgaanisessa liuottimessa.

Laboratorio-olosuhteissa germaania voidaan valmistaa neljänarvoisesta germaaniyhdisteestä ja hydridireagensseista, tyypillisesti natriumgermanaatista Na2GeO3:sta ja natriumborohydridista.

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

Elektrokemiallinen synteesi 
Elektrokemiallisessa reaktiossa annetaan sähkön hajottaa vesi hapeksi ja vedyksi. Germaniumkatodilla muodostuu vetyä, anodina käytetään molybdeenia tai kadmiumia. Tätä tapaa käytettäessä vety reagoi katodilla germaniumin kanssa ja muodostaa germaania, ja anodilla happi muodostaa kiinteää molybdeeni- tai kadmiumoksidia.

Plasmasynteesi 
Plasmasynteesissä germaniumia pommitetaan suurtaajuisella vetyplasmalla, jolloin muodostuu germaania ja digermaania (H6Ge2).

Käyttö puolijohdeteollisuudessa
Germaani hajoaa vedyksi ja germaniumiksi 600 K:n lämpötilassa, ja sitä käytetään ohutkalvon kasvatuksessa.

Lähteet

Aiheesta muualla 
AGA, käyttöturvallisuustiedote: Germaani (pdf)
PubChem: Germane 

Germaniumyhdisteet
Myrkylliset teollisuuskemikaalit
Puolimetalliyhdisteet

ru:Германы