鍺烷

鍺烷是有毒、易燃和無色的氣體。在室溫和大氣壓力下,具有特有的刺激性氣味。其沸點為-88.15℃。

化學性質

鍺烷的熱穩定性比矽烷差,大約280℃就能檢測到鍺烷分解為。這個溫度約比矽烷開始分解的溫度低100℃。對鍺烷分解的動力學進行了研究。開始階段設定為均相分解,即GeH4→GeH2+H2
繼發的GeH2的分解還不太清楚。鍺烷與過量氧的反應按下式進行 GeH4+2O2→GeO2+2H2O

鍺烷與鈉或鉀在液氨中反應,分別生成室溫下不穩定的固體NaGeH3和KGeH3

GeH4
別名·英文名
鍺烷、單(甲)鍺烷、四氫化鍺;Germane、Germaniumhy.dride、Germanomethane.

用途

化學試劑、製取高純度鍺、化學氣相澱積、擴散、非晶矽、外延、離子注入。

製法

(1)氯化鍺還原。
(2)鹽酸作用於鍺鎂合金。
(3)在濃硫酸中電解氧化鍺。

理化性質

分子量:76.63
熔點(101.325kPa):-165.9℃
沸點(101.325kPa):-88.℃
液體密度(-88.5℃,101.325kPa):1360kg/m3
氣體密度(0℃,101.325kPa):3.420kg/m3
相對密度(氣體,101.325kPa,0℃,空氣=1):2.645
比容(21.2℃,101.325kPa):0.3153m3/kg
氣液容積比(15℃,100kPa):420L/L
臨界溫度:34.8℃
臨界壓力:5553kPa
臨界密度:598kg/m3
熔化熱(-165.9℃):10.90kJ/kg
氣化熱(-88.4%):183.48kJ/kg
比熱容(25℃):Cp=586.15J/(kg·K)
蒸氣壓(-20℃):1215.9kPa
(0℃):2654.7kPa
(20℃):4154.3kPa
粘度(0℃,101.325kPa):0.00142mPa·s
表面張力(-88.4℃):15.80mN/m
折射率(0℃,101.325kPa,氣體):1.000894
空氣中可燃範圍:0.8%~98%
鍺烷在常溫常壓下為具有不愉快刺激臭的無色有毒氣體。在室溫穩定,在280℃左右開始分解,在350℃左右幾乎全都分解成元素Ge和H2。空氣中能燃燒,燃燒時發出藍紅色火焰,但燃燒程度不如矽烷激烈。與氧或空氣的混合物易爆炸。常溫下在液氨中與鹼金屬反應。鍺烷的自催化性強,一旦分解形成金屬覆蓋膜,就會急劇分解。因此,配管等材料的表面必須平滑。不溶於水,但可溶於次氯酸,微溶於熱濃硫酸。能被硝酸分解。

毒性

大鼠-吸入LC:150ppm·小時(1天后致死)
最高容許濃度:0.2ppm(0.6mg/m3)
鍺烷與砷烷、銻烷一樣是溶血性毒物,但其毒性比砷烷、銻烷弱。吸入後引起溶血作用和肝腎障礙,出現嗅覺失靈、頭痛、噁心、發抖、胸部壓迫感等症狀(參見砷烷)。

安全防護

用氣系統在使用前必須用惰性氣體置換空氣,進行氣密性試驗,抽真空。可用氦氣探漏儀或肥皂水探漏。裝置用完後也要用惰性氣體清洗。
GeH4是非腐蝕性的.可以使用碳鋼、不鏽鋼、銅、黃銅、蒙乃爾、耐蝕鎳基合金、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯聚和體、尼龍、氟化橡膠、一般玻璃、硼矽酸耐熱玻璃、石英等材料。但是在可能引起燃燒的地方儘可能避免使用可燃性材料。

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