Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

3.3: Металеорганічні сполуки галію та індію

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    17789

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання

    У цьому розділі ви дізнаєтеся наступне:

    • Хімія галію і індію.
    • Як стабілізувати множинні зв'язки М-М.

    \[\ce{3Li4(C2H5)4 + 4GaCl3 -> 2LiCl + 4Ga(C2H5)3}\]

    Триалкілгаллієві сполуки є м'якими кислотами Льюїса, тому відповідна реакція метатезу в ефірі виробляє комплекс (C 2 H 5) 2 OgA (C 2 H 5) 3. Аналогічно надмірне вживання C 2 H 5 Li призводить до солі, Li [Ga (C 2 H 5) 4].

    \[\ce{Li4(C2H5)4 + GaCl3 -> 3LiCl + Li[Ga(C2H5)4]}\]

    Сполуки алкіліндію і алкілталію можуть бути отримані аналогічно аналогам галію. InMe 3 є мономерним у газовій фазі, а в твердому тілі довжини зв'язку вказують на те, що асоціація дуже слабка. Частковий гідроліз TlMe 3 дає лінійний іон (MeTime] +, який є ізоелектронним та ізоструктурним з HgMe 2.

    CPin і CoTl існують як мономери в газовій фазі, але пов'язані з твердими речовинами {ефект інертної пари відображається для In і Tl}. CpTl корисний як синтетичний реагент в металоорганічної хімії, оскільки він не настільки сильно знижується, як NaCP.

    clipboard_ec966e3bfb24949a9e7ee4c5f14a507b7.png

    clipboard_eddf915c991ae88ac087af03763e46e69.png

    Види типу R 4 E 2 (одинарний зв'язок Е-Е) і [R 4 E 2] - (при порядку зв'язку Е-Е 1,5) можуть бути підготовлені для Ga і In з об'ємними групами R (R = (Me 3 Si) 2 CH, 2,4,6- i Pr 3 C 6 H 2), а зменшення [(2,4,6- i Пр 3 С 6 Н 2) 4 Га 2] до [(2,4,6- i Пр 3 С 6 Н 2) 4 Га 2] - супроводжується укороченням облігації Ga—Ga від 252-234 вечора.

    Використовуючи ще більш об'ємні замінники, можна готувати сполуки галію (I), RgA починаючи з GAi. Ніяких структурних даних для цих мономерів поки немає
    (Ми працюємо над цим).

    clipboard_ebd27670efc3f402f139d6ebd82a37cf7.png

    Кристалізується як димер, але повертається до мономера при розчиненні в циклогексані.

    clipboard_eee0c1cf8d49addffb7c25e5dbfbfd6fc.png

    Інтерес до металоорганічних сполук Ga, In і Tl обумовлений головним чином їх потенційним використанням в якості попередників напівпровідникових матеріалів, таких як GaAs і InP. Летючі сполуки можуть бути використані при зростанні тонких плівок методом MOCVD (хімічне осадження металевої органічної пари) або MOVPE (епітаксія фази органічної пари металів). Попередники включають відповідні базові аддукти Льюїса з алкілів металів, наприклад, Me 3 Ga.Nme 3 та Me 3 In.pet 3. Термічне розкладання газоподібних попередників призводить до отримання напівпровідників (III-V напівпровідників), які можуть бути осаджені в тонких плівках.

    \[\ce{Me3Ga(g) + AsH3(g) ->[1000-1150K] GaAs(s) + 3CH4(g)}\]

    III-V напівпровідники: Отримайте свою назву від старих груп 13 і 15, і включають в себе AlaS, AlSb, GaAs, GaAs, GaSb, InP, InA та InSb. Виключення цих GaAs представляє найбільший комерційний інтерес. Хоча Si, мабуть, є найважливішим комерційним напівпровідником, основною перевагою GaAs над Si є те, що мобільність носія заряду набагато більша. Це робить GaAs придатними для високошвидкісних електронних пристроїв.

    Ще одна важлива відмінність полягає в тому, що GaAs демонструє повністю дозволений електронний перехід між валентною та провідною смугами (тобто це напівпровідник прямого зонного розриву), тоді як Si - напівпровідник з непрямим діапазоном. Наслідком відмінності є те, що GaAs (також інші типи III-V) більше підходять, ніж Si для використання в оптоелектронних приладах, так як світло випромінюється більш ефективно. III-VS мають важливе застосування в світлодіодах (світлодіодах).

    Проблеми:

    1. Прогнозують структуру мономерних, Cp 3 Ga; полімерних Cp 3 In і CPin.

    Рішення:
     Див. статті Органометалік 1985, 4, 751.
    Інорг. Хім. 1972, с 11, 2832.
    Органометаліка 1988, 7, 105.

    2. Реакція [(R 3 C) 4 Ga 4] (R = об'ємний замінник) (i) з I 2 в киплячому гексані призводить до утворення [(R 3 C) GaI] 2 (ii) і [(R 3 C) GaI 2] 2 (iii). Намалюйте структуру та станьте ступінь окислення для (i) - (iii).

    Рішення:

    clipboard_e72a4c2f11adbc2524ca984397f3e2a7f.png

    3. Окислення I 2 [(t Bu} 4 In 4] призводить до утворення з'єднання In II [(t Bu} 4 In 4 I 4], в якому кожен атом індію зберігає чотиригранну середу. Намалюйте правильну структуру.

    Рішення

    clipboard_ee736759f33e3fb078d78554be3ce251f.png