El germà, o tetrahidrur de germani, és un compost químic molecular constituït per àtoms de germani i d'hidrogen, és un hidrur de fórmula GeH4. A temperatura ambient és un gas incolor amb una olor picant i inflamable. És més pesant que l'aire i una flama pot tornar a la font de la fuita amb molta facilitat. És tòxic per inhalació. L'exposició prolongada dels contenidors al foc o a la calor intensa pot provocar la seva ruptura i coets violents. S'utilitza en la fabricació d'electrònica.
Història El primer hidrur de germani fou obtingut el 1902 per E. Voegelen, de la Universitat de Würzburg a Baviera, Alemanya, en fer reaccionar zinc amb tetraclorur de germani GeCl4 en presència d'àcid sulfúric. Voegelen treballà amb petites quantitats i no obtingué l'hidrur en estat pur, sinó que es limità a determinar la composició de l'hidrur existent en una barreja diluïda amb hidrogen a partir del qual pogué separar l'hidrur. Feu reaccionar l'hidrur de germani amb una sal d'argent, precipitant així germanur d'argent Ag4Ge, i la mescla també es passà sobre sofre finament dividit, convertint així l'hidrur en sulfur. L'anàlisi d'aquests dos productes suggerí la fórmula GeH4, el germà.
Estructura esquerra|miniatura|Molècula de germà. Els àtoms de germani presenten hibridació sp3, per la qual cosa poden formar quatre enllaços covalents simples (enllaços sigma) dirigits segons els vèrtexs d'un tetraedre, separats 109,5°, igual que els àtoms de carboni perquè són elements del mateix grup 14 de la taula periòdica. Les longituds dels enllaços amb els àtoms d'hidrogen creix amb el volum atòmic dels elements, que és proporcional al nombre màssic. L'enllaç Ge-H té una longitud de 152,5 pm, la de l'enllaç Si-H és de 148,0 pm i la del C-H només és de 108,7 pm. S'observa que a mesura que augmenta el volum atòmic s'incrementa la distància d'enllaç.
Els enllaços Ge-Ge són més febles que els Si-Si, i aquests més febles que els C-C. Les energies d'enllaç en kJ/mol són 263,6; 326,8 i 607,2, respectivament. Així la força de l'enllaç Ge-Ge és un poc inferior a la meitat de la força C-C. Pel que fa als enllaços amb els hidrògens, són un poc més febles els Ge-H que els Si-H i que els C-H, però la diferència és poc significativa. En kJ/mol són respectivament: 321,7; 299,2; 338,4.
Propietats miniatura|Model de bolles de la molècula de germà.
Propietats físiques A temperatura ambient el germà és un gas incolor amb una olor picant. El seu punt de fusió és de –165 °C i el d'ebullició –88,5 °C. La seva densitat és de 3,133 g/L (2,65 vegades superior a la de l'aire).
Propietats químiques Escalfant el germà s'obtenen altres germans, altres hidrurs de germani. Per exemple el digermà Ge2H6 i el trigermà Ge3H8:
2 GeH4 -> Ge2H6 + H2 GeH4 + Ge2H6 -> Ge3H8 + H2
Amb l'oxigen el germà dona el diòxid de germani:
GeH4 + 2 O2 -> GeO2 + 2 H2O
Preparació El germà es pot preparar mitjançant diversos mètodes:
Reducció de tetraclorur de germani GeCl4 amb hidrur d'alumini i liti LiAlH4 en èter etílic.
GeCl4 + LiAlH4 -> GeH4 + LiCl + AlCl3
Electròlisi d'una solució de diòxid de germani GeO2 en àcid sulfúric mitjançant elèctrodes de plom, i Reacció de germanur de magnesi Mg2Ge i bromur d'amoni NH4Br en amoníac líquid.
Mg2Ge + 4 NH4Br -> GeH4 + 2 MgBr2 + 4 NH3
Referències
Categoria:Germani Categoria:Hidrurs