Monogerman

Strukturformel
Struktur von Monogerman
Allgemeines
Name	Monogerman
Andere Namen	Germaniumwasserstoff Germaniumtetrahydrid Germanium(IV)-hydrid
Summenformel	GeH4
Kurzbeschreibung	farbloses Gas mit unangenehmem Geruch<ref name="GESTIS" />
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 231-961-6 ECHA-InfoCard 100.029.055 PubChem 23984 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	76,62 g·mol−1
Aggregatzustand	gasförmig<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
Dichte	3,45 kg·m−3 (0 °C und 1013 hPa)<ref name="GESTIS" /> 1,38 g·cm−3 im flüssigen Zustand am Siedepunkt<ref name="GESTIS" />
Schmelzpunkt	−166 °C<ref name="GESTIS" />
Siedepunkt	−88,5 °C<ref name="GESTIS" />
Löslichkeit	Hydrolyse in Wasser<ref name="GESTIS" />
Brechungsindex	1,451 (16,85 °C)<ref name="DOI10.1021/jp953245k">P. G. Sennikov, V. E. Shkrunin, D. A. Raldugin, K. G. Tokhadze: Weak Hydrogen Bonding in Ethanol and Water Solutions of Liquid Volatile Inorganic Hydrides of Group IV-VI Elements (SiH4, GeH4, PH3, AsH3, H2S, and H2Se). 1. IR Spectroscopy of H Bonding in Ethanol Solutions in Hydrides. In: The Journal of Physical Chemistry. Band 100, Nr. 16, Januar 1996, S. 6415–6420, doi:10.1021/jp953245k. </ref>
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung<ref name="GESTIS" /> Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahr H- und P-Sätze H: 220​‐​280​‐​330 P: 260​‐​210​‐​377​‐​381​‐​304+340+315​‐​403​‐​405<ref name="GESTIS" />
MAK	Schweiz: 0,2 ml·m−3 bzw. 0,6 mg·m−3<ref>Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach 7782-65-2 bzw. Monogerman)Vorlage:Abrufdatum</ref>
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Monogerman (GeH₄) ist die einfachste chemische Verbindung aus der Gruppe der Germane (eine Verbindung aus Germanium und Wasserstoff). Es ist ein sehr reaktionsfreudiges, giftiges, leicht zersetzliches Gas mit unangenehmem Geruch. Es findet Anwendung in der Halbleitertechnologie.

Vorkommen

Monogerman wurde in der Jupiteratmosphäre nachgewiesen.<ref>nasa.gov: Jupiter, abgerufen am 10. Januar 2021 (englisch).</ref>

Gewinnung und Darstellung

Monogerman entsteht bei der Zersetzung salzartiger Germanide (Germanium-Metallverbindungen) in Säuren, wie zum Beispiel Magnesiumgermanid in verdünnter Chlorwasserstoffsäure:<ref name="DOI10.1002/zaac.19281740114">L. M. Dennis: Germanium. Zusammenfassung der Untersuchungen im Department of Chemistry, Cornell University, 1921-1927. In: Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. Band 174, Nr. 1, 2. August 1928, S. 97, doi:10.1002/zaac.19281740114. </ref>

<chem>Mg2Ge + 4HCl -> GeH4 + 2MgCl2</chem>.

Monogerman kann auch durch direkte Reaktion von Germanium mit Wasserstoff dargestellt werden, wobei auch andere Germaniumhydride (Germane) wie Germaniumhexahydrid/Digerman (Ge₂H₆) und Germaniumoctahydrid/Trigerman (Ge₃H₈) entstehen. Leichter und mit hoher Reinheit gelingt die Synthese von Monogerman durch die Reaktion von Germaniumtetrachlorid mit Methan und Palladium als Katalysator. Die Ausbeute beträgt dabei 98 %, als Nebenprodukt entsteht Tetrachlormethan:

<chem>Ge + 2Cl2 -> GeCl4</chem>

<chem>GeCl4 + CH4 -> GeH4 + CCl4</chem>

Im Labormaßstab kann Monogerman auch durch Reaktion von Germanium(IV)-Verbindungen mit Hydriden gewonnen werden. Eine typische Synthese dieser Art ist Natriumgermanat Na₂GeO₃ mit Natriumborhydrid

<chem>Na2GeO3 + NaBH4 + H2O -> GeH_4 + 2NaOH + NaBO2</chem>

Eigenschaften

Monogerman hat eine kritische Temperatur von 34,85 °C, einen kritischen Druck von 55,5 Bar und eine kritische Dichte von 0,598 kg·l⁻¹.

Verwendung

Monogerman wird in der Elektronik-Industrie zur Epitaxie und zum Dotieren verwendet.

Sicherheitshinweise

Schon ab einem Anteil von ca. 10,1 % bildet Monogerman stark explosionsfähige Gemische mit Luft. Da das Gas sehr schwer ist und sich normalerweise nur bis zu 5 % in der Luft anreichert, ist es nur als hochentzündlich einzustufen.

Monogerman ist sehr giftig. Bei einer akuten Vergiftung mit großen Mengen Monogerman treten die folgenden Symptome auf:

• Erweiterung der Blutgefäße (Arteriektasie)
• Ptosis
• Zyanose
• Tremor

Ursache hierfür ist die Unterbrechung des Sauerstofftransports, da Monogerman mit dem im Blut transportierten Sauerstoff zu Germanium(IV)-oxid und Wasser reagiert:

<chem>GeH4 + 2O2 -> GeO2 + 2H2O</chem>

Verhindert werden kann dies durch Gabe von Komplexbildnern wie beispielsweise EDTA.

Einzelnachweise

<references />