El germano es un compuesto químico con la fórmula GeH4 y el análogo germanio del metano . Es el hidruro de germanio más simple y uno de los compuestos más útiles del germanio. Al igual que los compuestos relacionados silano y metano, el germano es tetraédrico . Arde en el aire para producir GeO2 y agua . El germano es un hidruro del grupo 14 .
Se ha detectado germanio en la atmósfera de Júpiter . [3]
El germano se prepara típicamente por reducción de óxidos de germanio, en particular germanatos , con reactivos hidruros como borohidruro de sodio , borohidruro de potasio , borohidruro de litio , hidruro de litio y aluminio , hidruro de sodio y aluminio . La reacción con borohidruros está catalizada por varios ácidos y puede llevarse a cabo en disolventes acuosos u orgánicos . A escala de laboratorio, el germano se puede preparar por la reacción de compuestos de Ge(IV) con estos reactivos hidruros . [4] [5] Una síntesis típica implicaba la reacción de germanato de sodio con borohidruro de potasio . [6]
Otros métodos para la síntesis de germano incluyen la reducción electroquímica y un método basado en plasma . [7] El método de reducción electroquímica implica aplicar voltaje a un cátodo de metal de germanio sumergido en una solución electrolítica acuosa y un contraelectrodo de ánodo compuesto de un metal como molibdeno o cadmio . En este método, los gases de germano e hidrógeno evolucionan desde el cátodo mientras que el ánodo reacciona para formar óxido de molibdeno sólido u óxidos de cadmio . El método de síntesis de plasma implica bombardear el metal de germanio con átomos de hidrógeno (H) que se generan utilizando una fuente de plasma de alta frecuencia para producir germano y digermano .
El germano es débilmente ácido . En amoníaco líquido, el GeH 4 se ioniza formando NH 4 + y GeH 3 − . [8] Con metales alcalinos en amoníaco líquido, el GeH 4 reacciona para dar compuestos MGeH 3 cristalinos blancos . Los compuestos de potasio (germilo de potasio o germanuro trihidrógeno de potasio KGeH 3 ) y rubidio (germilo de rubidio o germanuro trihidrógeno de rubidio RbGeH 3 ) tienen la estructura de cloruro de sodio, lo que implica una rotación libre del anión germanuro trihidrógeno GeH 3 − , el compuesto de cesio, germilo de cesio o germanuro trihidrógeno de cesio CsGeH 3 en contraste tiene la estructura de cloruro de sodio distorsionada de TlI . [8]
El gas se descompone cerca de 600 K (327 °C; 620 °F) en germanio e hidrógeno. Debido a su labilidad térmica , el germano se utiliza en la industria de semiconductores para el crecimiento epitaxial de germanio por MOVPE o epitaxia de haz químico . [9] Los precursores de organogermanio (por ejemplo, isobutilgermano , tricloruros de alquilgermanio y tricloruro de dimetilaminogermanio) se han examinado como alternativas líquidas menos peligrosas al germano para la deposición de películas que contienen Ge por MOVPE. [10]
El germano es un gas altamente inflamable , potencialmente pirofórico [11] y altamente tóxico. En 1970, la Conferencia Americana de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH) publicó los últimos cambios y estableció el valor límite del umbral de exposición ocupacional en 0,2 ppm para un promedio ponderado en el tiempo de 8 horas. [12] La CL50 para ratas a 1 hora de exposición es de 622 ppm. [13] La inhalación o exposición puede provocar malestar, dolor de cabeza, mareos, desmayos, disnea, náuseas, vómitos, daño renal y efectos hemolíticos. [14] [15] [16]
La clase de peligro del Departamento de Transporte de EE. UU. es 2.3 (gas venenoso). [12]
