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プルンバン

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』
プルンバン
識別情報
CAS登録番号 15875-18-0
特性
化学式 PbH4
モル質量 211.23 g/mol
沸点

-13 °C

特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。

プルンバン(Plumbane、PbH4)は、水素から構成される金属水素化物である[1]。熱的に不安定で水素原子を失いやすく、特性はまだよく分かっていない[2]。誘導体には四フッ化鉛PbF4テトラエチル鉛 (CH3CH2)4Pb等がある。

歴史

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最初の報告は1920年代に遡るが[3]、実際に合成できていたかはよく分かっていなかった[4]。1963年、SaalfeldとSvecは質量分析でPbH4+を観測したと報告した[5]。プルンバンは何度もディラック-ハートリー-フォック方程式による相対論的量子化学英語版の計算の対象となり、MH4またはMH2で表される他の金属水素化物との安定性、立体配置、エネルギー等の比較研究が行われた[2][6][7]

特徴

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不安定な無色の気体で、第14族元素の水素化合物の中では最も重いものである[8]四面体形分子構造(Td)を取り、鉛原子と水素原子の平衡距離は1.73Åである[9]。重量パーセントでは、1.91%の水素と98.09%の鉛から構成される。鉛の電気陰性度は水素より高いため、水素と鉛の酸化数はそれぞれ+1と-4となる。MH4 (M = C-Pb)という化学式を持つ金属水素化物の安定性は、Mの元素番号が大きくなるにつれ低下する。

製法

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初期の研究で、より軽い同族体(シランゲルマンスタンナン)と比べて不安定であることが明らかとなった[10]。GeH4やSnH4の合成に用いる方法では生成できない。

1999年には硝酸鉛(II) Pb(NO3)2水素化ホウ素ナトリウム NaBH4から合成された[11]。2005年には、発生期水素の概念を用いない反応機構が検証された[12]

2002年、Wang, X.らはレーザー爆蝕英語版によるPbH4の生成を研究し、赤外線バンドを特定した[13]

同族化合物

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出典

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  1. ^ Porritt, C. J. (1975). Chem. Ind-London 9: 398. 
  2. ^ a b Hein, Thomas A.; Thiel, Walter; Lee, Timothy J. (1993). “Ab initio study of the stability and vibrational spectra of plumbane, methylplumbane, and homologous compounds”. The Journal of Physical Chemistry 97 (17): 4381–4385. doi:10.1021/j100119a021. hdl:11858/00-001M-0000-0028-1862-2. 
  3. ^ Paneth, Fritz; Nörring, Otto (1920). “Über Bleiwasserstoff”. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (A and B Series) 53 (9): 1693–1710. doi:10.1002/cber.19200530915. https://zenodo.org/record/1426681. 
  4. ^ Cotton, F. A.; Wilkinson, G.; Murillo, C. A.; Bochman, M. Advanced Inorganic Chemistry. Wiley: New York, 1999
  5. ^ Saalfeld, F. E.; Svec, H. Inorg. Chem. 1963, 2, 46.
  6. ^ Desclaux, J. P.; Pyykko, P. (1974). “Relativistic and non-relativistic Hartree-Fock one-centre expansion calculations for the series CH4 to PbH4 within the spherical approximation”. Chemical Physics Letters 29 (4): 534–539. Bibcode1974CPL....29..534D. doi:10.1016/0009-2614(74)85085-2. 
  7. ^ Pyykkö, P.; Desclaux, J. P. (1977). “Dirac–Fock one-centre calculations show (114)H4 to resemble PbH4”. Nature 266 (5600): 336–337. Bibcode1977Natur.266..336P. doi:10.1038/266336a0. 
  8. ^ CRC Handbook of Chemistry and Physics, Online Edition.
  9. ^ Visser, O.; Visscher, L.; Aerts, P. J. C.; Nieuwpoort, W. C. (1992). “Relativistic all-electron molecular Hartree-Fock-Dirac-(Breit) calculations on CH4, SiH4, GeH4, SnH4, PbH4”. Theoretica Chimica Acta 81 (6): 405–416. doi:10.1007/BF01134864. 
  10. ^ Malli, Gulzari L.; Siegert, Martin; Turner, David P. (2004). “Relativistic and electron correlation effects for molecules of heavy elements: Ab initio fully relativistic coupled-cluster calculations for PbH4”. International Journal of Quantum Chemistry 99 (6): 940–949. doi:10.1002/qua.20142. 
  11. ^ Krivtsun, V. M.; Kuritsyn, Y. A.; Snegirev, E. P. (1999). “Observation of IR absorption spectra of the unstable PbH4 molecule”. Opt. Spectrosc 86 (5): 686–691. Bibcode1999OptSp..86..686K. オリジナルの2016-03-04時点におけるアーカイブ。. https://web.archive.org/web/20160304112423/http://www.isan.troitsk.ru/dms/tdl/publ/1999os_en.pdf 2012年12月31日閲覧。. 
  12. ^ Zou, Y; Jin, FX; Chen, ZJ; Qiu, DR; Yang, PY (2005). “Non-nascent hydrogen mechanism of plumbane generation”. Guang Pu Xue Yu Guang Pu Fen Xi = Guang Pu 25 (10): 1720–3. PMID 16395924. 
  13. ^ Wang, Xuefeng; Andrews, Lester (2003). “Infrared Spectra of Group 14 Hydrides in Solid Hydrogen: Experimental Observation of PbH4, Pb2H2, and Pb2H4”. Journal of the American Chemical Society 125 (21): 6581–6587. doi:10.1021/ja029862l. PMID 12785799.