Tetraidrogallato di litio

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Tetraidrogallato di litio
Nome IUPAC
Tetraidrogallato di litio
Nomi alternativi
Litio gallio idruro
Idruro di litio e gallio
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareLiGaH4
Massa molecolare (u)80,7
Aspettosolido bianco (se contiene impurità di etere)
solido grigio (puro)
Numero CAS17836-90-7
Proprietà chimico-fisiche
Solubilità in acquadecomposizione
Temperatura di fusione70 °C (decomposizione)
Indicazioni di sicurezza

Il tetraidrogallato di litio o litio gallio idruro è il composto inorganico di formula LiGaH4. I primi a prepararlo sono stati Finholt, Bond e Schlesinger[1] nel 1947.

Sintesi[modifica | modifica wikitesto]

Il tetraidrogallato di litio viene sintetizzato per reazione tra un eccesso di finissima polvere di idruro di litio e una soluzione di tricloruro di gallio in etere:

GaCl3 + 4 LiH → LiGaH4 + 3 LiCl

I reagenti vengono fatti reagire a -80 °C e poi si lascia che la soluzione torni a temperatura ambiente. In seguito si sono ottenute rese maggiori (80-95%) e reazioni più veloci utilizzando tribromuro di gallio invece del tricloruro[2].

Proprietà[modifica | modifica wikitesto]

Il tetraidrogallato di litio è facilmente solubile in dietil etere con il quale sembra formare un complesso tanto stabile da rendere difficile la rimozione del solvente. Le soluzioni di LiGaH4 in etere sono stabili indefinitamente se sigillate in contenitori di vetro a 0 °C. Il tetraidrogallato di litio è anche solubile in tetraidrofurano e diglima[3].

Il litio gallio idruro si decompone lentamente a temperatura ambiente e rapidamente a 70 °C per dare idruro di litio, idrogeno e gallio metallico[4]. La decomposizione è autocatalizzata dalle piccole particelle di gallio metallico che si formano[2].

Reattività[modifica | modifica wikitesto]

In generale è possibile affermare che il litio gallio idruro presenta una reattività simile a quella del litio alluminio idruro ma rispetto a quest'ultimo è meno stabile[5]. In effetti i legami gallio-idrogeno sono soggetti a idrolisi, ragion per cui viene solitamente sintetizzato in assenza di aria[6].

Il litio gallio idruro reagisce violentemente e quantitativamente con acqua liberando 4 moli di idrogeno[2]. In generale, il litio gallio idruro reagisce con solventi protici[6].

Le soluzioni di LiGaH4 in etere sono fortemente riducenti ma meno del LiBH4 e del LiAlH4. In presenza di ammine primarie e secondarie, il litio gallio idruro si decompone e libera idrogeno. Il LiGaH4 riduce l'acetammide e l'acetonitrile a etilammina. Gli acidi alifatici, le aldeidi e i chetoni, invece, vengono ridotti ai corrispondenti alcoli. Il litio gallio idruro non riduce nitrili, aldeidi, chetoni e esteri aromatici[2].

Utilizzi[modifica | modifica wikitesto]

Il litio gallio idruro viene spesso utilizzato per preparare altri idrogenuri complessi del gallo[6]. Alcuni esempi riportati in letteratura sono:

TlCl3 + 3 LiGaH4 → Tl(GaH4)3 + 3 LiCl

AgClO4 + LiGaH4 → AgGaH4 + LiClO4

Entrambe le reazioni sono effettuate in etere, la prima ad una temperatura di -115 °C, la seconda a -100 °C. Il tallio gallio idruro può essere isolato e appare come un solido bianco che si decompone a temperature maggiori di -90 °C. L'argento gallio idruro si deposita come un solido arancio-rosso insolubile in etere e si decompone rapidamente in soluzione di etere a -75 °C.

Le reazioni tra litio gallio idruro e idruro di sodio o idruro di potassio permettono di sintetizzare rispettivamente l tetraidrogallato di sodio e il tetraidrogallato di potassio, i quali sono molto più stabili del sale di litio. Entrambi hanno l'aspetto di polveri bianche cristalline e conservati in assenza di aria e umidità risultano stabili per più di un anno. L'NaGaH4 si decompone in atmosfera di argon a 165 °C, mentre il KGaH4 si decompone a circa 230 °C[2]. Dymova e Dergachev hanno effettuato la sintesi di KGaH4, RbGaH4 e CsGaH4 riscaldando miscele di ciascun metallo alcalino con gallio (in rapporto 1:1) in presenza di idrogeno gassoso a 160-300 atm. I tetraidrogallati di potassio, rubidio e cesio appaiono come polveri di colore viola, giallo e verde rispettivamente[7].

La reazione tra monoclorogallano (H2ClGa) e litio gallio idruro viene utilizzata per la sintesi del digallano[8].

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ (EN) A. E. Finholt, A. C. Bond e H. I. Schlesinger, Lithium Aluminum Hydride, Aluminum Hydride and Lithium Gallium Hydride, and Some of their Applications in Organic and Inorganic Chemistry1, in Journal of the American Chemical Society, vol. 69, n. 5, 1947-05, pp. 1199-1203, DOI:10.1021/ja01197a061. URL consultato il 3 ottobre 2018.
  2. ^ a b c d e Emeléus, H. J. (Harry Julius), Ebsworth, E. A. V. e Maddock, A. G. (Alfred Gavin), New pathways in inorganic chemistry, Cambridge University Press, 2011, ISBN 9780521279130, OCLC 751508213. URL consultato il 3 ottobre 2018.
  3. ^ (EN) T. N. Dymova e Yu. M. Dergachev, Solubility of rubidium tetrahydrogallate in diglyme, in Bulletin of the Academy of Sciences of the USSR Division of Chemical Science, Dicembre 1973.
  4. ^ P. Claudy e J. Bouix, Bulletin de la Société Chimique de France, 1970, p. 1302.
  5. ^ M. J. Pitt e L. A. Battle, Bretherick's Handbook of Reactive Chemical Hazards, a cura di P. G. Urben, vol. 1, 5ª ed., Oxford, Elsevier, 2016, p. 1452.
  6. ^ a b c Booth, Harold Simmons., Inorganic syntheses, McGraw-Hill, 1939-, pp. 45-47, ISBN 0070485178, OCLC 489784652. URL consultato il 3 ottobre 2018.
  7. ^ (EN) T. N. Dymova e Yu. M. Dergachev, Reaction of alkali metals and hydrogen with gallium, in Bulletin of the Academy of Sciences of the USSR Division of Chemical Science, vol. 30, n. 6, 1981-06, pp. 935-940, DOI:10.1007/bf00950266. URL consultato il 3 ottobre 2018.
  8. ^ (EN) Philip F. Souter, Lester Andrews e Anthony J. Downs, Observed and calculated Raman spectra of the Ga2H6 and Ga2D6 molecules, in The Journal of Physical Chemistry, vol. 98, n. 49, 1994-12, pp. 12824-12827, DOI:10.1021/j100100a004. URL consultato il 3 ottobre 2018.

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Altri tetraidrogallati:

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

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