氮化锗(III) | 12065-36-0

• 物质功能分类: 无机化工 - 无机盐 - 氢化物、氮化物、叠氮化物
• 分子结构分类: 无机化合物 - 混合金属/非金属化合物 - 类金属有机物
• 中文名称: 氮化锗(III)
• 中文别名: 氮化锗
• 英文名称: Germanium nitride
• CAS: 12065-36-0
• 化学式: Ge₃N₄
• 分子量: 273.9
• InChiKey: BIXHRBFZLLFBFL-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 熔点：
  >850 °C (dec.)(lit.)
• 密度：
  5.35 g/mL at 25 °C(lit.)
• 溶解度：
  不溶于水、酸溶液、王水
• 稳定性/保质期：
  不溶于水，与大多数无机酸及腐蚀性溶液不会发生反应。在700℃时可被氢气还原，在850℃会与氧气反应，在600至700℃之间会与氯气反应，并在900至1000℃下分解。

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -1.42
• 重原子数：
  7
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  74.6
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  4

安全信息

• TSCA：
  Yes
• 危险品标志：
  Xi
• 安全说明：
  S26,S36
• 危险类别码：
  R36/37/38
• WGK Germany：
  3

制备方法与用途

背景

ⅢA和ⅣA族元素的氮化物由于具有优异的力学性质和热力学性能，通常可以作为高温结构材料、催化剂、发光二极管和难熔陶瓷来使用。目前的研究主要集中在BN和Si₃N₄材料上，关于氮化锗（Ge₃N₄）的研究相对较少。实际上，因为Ge原子比Si原子的载流子迁移率高，所以用锗制造的半导体场效应管具备更加优异的性能。此外，Ge原子的半径较大，因此Ge₃N₄发生相变的临界压强要低于Si₃N₄的相变压。氮化锗还具有耐腐蚀、硬度高、带隙可调节等优点，因此具有很大的应用前景。

物化性质

不溶于水，与大多数无机酸和腐蚀性溶液不反应。700℃可以被氢气还原；850℃时与氧气反应；600～700℃与氯气反应；900～1000℃下分解。

多形性研究

采用量子化学从头算方法，对Ge₃N₄的四方、单斜和正交结构同质异相体的微结构、态密度和声子谱进行了研究。结果表明形成焓为负值、弹性常数满足Born稳定性准则且声子谱无虚频等均证实在0.20GPa范围内3种相都能保持结构稳定。温度变化影响到晶胞体积，从而使体模量发生改变。3种Ge₃N₄都属于半导体，Ge原子和N原子之间存在明显的s-p杂化现象。当压强增大时诱发了离域电子，从而使体系的带隙减小。

合成方法

1. 将Ge粉在液氨中加热到650～700℃即可生成氮化锗浅褐色粉末。
2. GeCl₄与H₂O直接反应生成GeO₂，GeO₂在液氨中转化为Ge(NH)₂，该化合物不稳定，在150℃时转化成Ge₂N₃H，而Ge₂N₃H在350℃又进一步转化为Ge₃N₄。

生产方法

生产方法与合成方法基本一致。