ゲルマン (化合物)のソースを表示

{{chembox
| Verifiedfields = changed
|  verifiedrevid = 400099567
|   Name = ゲルマン
|   ImageFile = Germane-2D-dimensions.svg
|   ImageName = Structural formula of germane
|   ImageFileL1 = Germane-3D-balls-A.png
|   ImageNameL1 = Ball-and-stick model of the germane molecule
|   ImageFileR1 = Germane-3D-vdW.png
|   ImageNameR1 = Space-filling model of the germane molecule
|   IUPACName = ゲルマン
|   OtherNames = 水素化ゲルマニウム<br />ゲルマノメタン<br />モノゲルマン
| Section1 = {{Chembox Identifiers
|    ChemSpiderID_Ref = {{chemspidercite|correct|chemspider}}
|   ChemSpiderID = 22420
|   PubChem = 23984
|    KEGG_Ref = {{keggcite|changed|kegg}}
|   KEGG = C15472
|   InChI = 1/GeH4/h1H4
|   SMILES = [Ge]
|   InChIKey = QUZPNFFHZPRKJD-UHFFFAOYAE
|    StdInChI_Ref = {{stdinchicite|correct|chemspider}}
|   StdInChI = 1S/GeH4/h1H4
|    StdInChIKey_Ref = {{stdinchicite|correct|chemspider}}
|   StdInChIKey = QUZPNFFHZPRKJD-UHFFFAOYSA-N
|   CASNo = 7782-65-2
|    CASNo_Ref = {{cascite|correct|CAS}}
|   RTECS = LY4900000
|   UNNumber = 2192
  }}
| Section2 = {{Chembox Properties
|   Formula = GeH<sub>4</sub>
|   MolarMass = 76.62 g/mol
|   Appearance = 無色気体
|   Density = 3.3 kg/m<sup>3</sup> gas
|   Solubility = low
|   MeltingPt = -165 {{℃}} (108 K)
|   BoilingPt = -88 {{℃}} (185 K)
  }}
| Section3 = {{Chembox Structure
|   MolShape = [[四面体形]]
|   Dipole = O [[デバイ|D]]
  }}
| Section7 = {{Chembox Hazards
|   ExternalMSDS = [https://www.ilo.org/dyn/icsc/showcard.display?p_lang=ja&p_card_id=1244&p_version=2 ICSC 1244]
|   EUIndex = Not listed
|   MainHazards = 有毒 ('''T''')<br />可燃性 ('''F''')
|   NFPA-H = 4
|   NFPA-F = 4
|   NFPA-R = 3
|   RPhrases = 
|   SPhrases = 
  }}
| Section8 = {{Chembox Related
|   OtherAnions = 
|   OtherCpds = [[メタン]]<br />[[シラン (化合物)|シラン]]<br />[[スタンナン]]<br />[[プルンバン]]
  }}
}}
'''ゲルマン''' ({{lang-en-short|germane}}) または'''水素化ゲルマニウム'''（すいそかゲルマニウム、{{lang-en-short|germanium hydride}}）は、[[化学式]]が GeH<sub>4</sub> と表される[[ゲルマニウム]]の[[水素化物]]で、[[メタン]]のゲルマニウム[[アナログ (化学)|アナログ]]である。最も単純なゲルマニウムの水素化物で、ゲルマニウムの有用な[[化合物]]の1つである。メタンや[[シラン (化合物)|シラン]]と同じように[[四面体形]]構造をとる。

== 性質 ==
無色の刺激臭のある可燃性の[[気体]]で、[[比重]]は空気を1とすると2.645である。常温で安定で、280 {{℃}}では徐々に、375 {{℃}}で急速に金属ゲルマニウムと[[水素]]に分解する。[[発火点]]は約150 {{℃}}なので、常温の空気中では自然発火しない。燃焼すると有毒な[[二酸化ゲルマニウム]] GeO<sub>2</sub> を生じる。

== 発見 ==
ゲルマンは[[木星]]の大気から発見された<ref>{{cite journal| title= The tropospheric gas composition of Jupiter's north equatorial belt /NH<sub>3</sub>, PH<sub>3</sub>, CH<sub>3</sub>D, GeH<sub>4</sub>, H<sub>2</sub>O/ and the Jovian D/H isotopic ratio| author = Kunde, V.; Hanel, R.; Maguire, W.; Gautier, D.; Baluteau, J. P.; Marten, A.; Chedin, A.; Husson, N.; Scott, N. |journal = Astrophysical J.| volume= 263|year= 1982|pages= 443–467|doi=10.1086/160516}}</ref>。

== 合成 ==
多くの合成法が、ゲルマンの工業的製法において有名である<ref> [http://www.freepatentsonline.com/7087102.html US Patent 7,087,102 (2006)] </ref>。これらの製法は、化学還元法、電気化学的還元法、プラズマ法に分類される。

化学還元法は、[[還元剤]]によって金属ゲルマニウム、[[四塩化ゲルマニウム]]、二酸化ゲルマニウムなどのゲルマニウム化合物を還元する。水または[[有機溶媒]]中で反応を行う。実験室スケールでは、4価のゲルマニウムを水素化物試薬によって還元することで準備される。代表的な合成法には[[メタゲルマニウム酸ナトリウム]]と[[水素化ホウ素ナトリウム]]との反応がある<ref>Girolami, G. S.; Rauchfuss, T. B. and Angelici, R. J., Synthesis and Technique in Inorganic Chemistry, University Science Books: Mill Valley, CA, 1999.</ref>。

: <chem>Na2GeO3\ + NaBH4\ + H2O\ -> GeH4\ + 2NaOH\ + NaBO2</chem>

電気化学的還元法は、[[モリブデン]]や[[カドミウム]]のような金属からなる陽極対電極、および[[電解質]]水溶液に浸漬された金属ゲルマニウム陰極に電圧をかけて行う。この方法では陰極が反応し、固体の[[酸化モリブデン]]または[[酸化カドミウム]]が生じる一方で、ゲルマンおよび水素ガスが陽極から発生する。

プラズマ法は[[高周波]]プラズマ源を用いて、金属ゲルマニウムに水素原子 (H) を衝突させてゲルマンおよび[[ジゲルマン]]を生成する。

米国特許第4668502号<ref>[http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO2&Sect2=HITOFF&p=1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsearch-bool.html&r=1&f=G&l=50&co1=AND&d=PTXT&s1=russotti.INNM.&s2=germane.TI.&OS=IN/russotti+AND+TTL/germane&RS=IN/russotti+AND+TTL/germane 米国特許第4668502号]</ref>によって、二酸化ゲルマニウムと水素化ホウ素ナトリウムの反応によるゲルマンの製造プロセスが発表された。

== 反応 ==
液体[[アンモニア]]中で、GeH<sub>4</sub> は NH<sub>4</sub><sup>+</sup> と GeH<sub>3</sub><sup>-</sup> に電離する<ref name = Greenwood>{{Greenwood&Earnshaw}}</ref>。[[アルカリ金属]]とゲルマンの液体アンモニア溶液の反応によって、白色の結晶状固体 MGeH<sub>3</sub> が得られる。[[カリウム]]塩と[[ルビジウム]]塩は、GeH<sub>3</sub><sup>-</sup> アニオンの自由回転を伴う[[塩化ナトリウム型構造]]をとる。これとは対照的に、[[セシウム]]塩 CsGeH<sub>3</sub> は歪んだ塩化ナトリウム型構造である[[ヨウ化タリウム(I)|ヨウ化タリウム型構造]]をとる<ref name = Greenwood/>。

== 半導体産業における利用 ==
ゲルマンは約600 [[ケルビン|K]]でゲルマニウムと水素に分解する。この熱不安定性のため、半導体産業において[[有機金属気相成長法]]または[[化学ビームエピタキシー法]]によってゲルマニウムを[[エピタキシャル成長]]させるために利用される<ref>{{cite journal|title = Epitaxy of germanium using germane in the presence of tetramethylgermanium|author = Venkatasubramanian, R.; Pickett, R. T.; Timmons, M. L.| journal = [[Journal of Applied Physics]]|volume = 66|issue = 11| pages = 5662–5664|year = 1989|doi = 10.1063/1.343633}}</ref>。有機ゲルマニウム前駆体（[[イソブチルゲルマン]]、三塩化アルキルゲルマニウム、三塩化ジメチルアミノゲルマニウムなど）は、有機金属気相成長法によるゲルマニウム含有フィルムの蒸着において、ゲルマンより害の少ない代替液体として検討されている<ref>{{cite journal |author = E. Woelk, D. V. Shenai-Khatkhate, R. L. DiCarlo, Jr., A. Amamchyan, M. B. Power, B. Lamare, G. Beaudoin, I. Sagnes|title = Designing Novel Organogermanium MOVPE Precursors for High-purity Germanium Films |journal= Journal of Crystal Growth|volume = 287| issue = 2| pages = 684–687|year = 2006|doi = 10.1016/j.jcrysgro.2005.10.094}}</ref>。

== 毒性 ==
[[アルシン]]や[[スチビン]]同様に[[溶血毒]]であり、[[動物実験]]で[[ヘモグロビン]]尿を起こすため、日本では[[毒物及び劇物取締法]]により医薬用外劇物に指定されている。

== 出典 ==
{{Reflist}}

== 外部リンク ==
{{Wiktionary}}
* [http://www.metaloids.com/docs/ger_msds.pdf Metaloids (manufacturer) datasheet]
* [http://www.voltaix.com/images/doc/Msge000_Germane.pdf Voltaix (manufacturer) datasheet]
* [http://www.praxair.com/praxair.nsf/0/de34b22763a901058525650700148c9e/$FILE/Geh4.pdf Praxair datasheet]
* [http://encyclopedia.airliquide.com/Encyclopedia.asp?GasID=31 Air liquide gas encyclopedia entry]
* [http://sauvignon.mit.edu/safety/GeH4.pdf MSDS at MIT]

{{水素の化合物}}
{{ゲルマニウムの化合物}}
{{DEFAULTSORT:けるまん}}
[[Category:水素化物]]
[[Category:ゲルマニウムの化合物]]
[[Category:劇物]]