プルンバン - Wikiwand

プルンバン（Plumbane、PbH₄）は、鉛と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。

概要物質名, 識別情報 ...

プルンバン
物質名

IUPAC名 Plumbane
別名 Plumbane, lead tetrahydride, tetrahydridolead, lead(IV) hydride
識別情報
CAS登録番号	15875-18-0
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID201319327
性質
化学式	PbH₄
モル質量	211.23 g/mol
沸点	-13 °C
特記無き場合、データは標準状態 (25 °C [77 °F], 100 kPa) におけるものである。

閉じる

歴史

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

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(T_d)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

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と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

メタン CH₄
シラン SiH₄
ゲルマン GeH₄
スタナン SnH₄

出典

[1]
Porritt, C. J. (1975). Chem. Ind-London 9: 398.
[2]
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. Bibcode:1974CPL....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. Bibcode:1977Natur.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. Bibcode:1999OptSp..86..686K. オリジナルの2016-03-04時点におけるアーカイブ。 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.

Related Articles