水素化インジウム

水素化インジウム：不安定なインジウム水素化合物

[水素]]化インジウム]は、[[化学式からわかるようにインジウムと水素からなる無機化合物です。しかしながら、その存在は主に低温下での実験環境、例えばマトリックス分離法やレーザーアブレーションといった特殊な手法を用いた研究において確認されています。日常的な状況下では容易には得られない、きわめて不安定な物質と言えるでしょう。

物性と構造

気相においては比較的安定な存在を示すものの、固体状態の水素化インジウムは、インジウム原子同士が水素原子を介して架橋結合した三次元ネットワーク構造を形成していると考えられています。この複雑な構造は、固体の水素化インジウムをマトリックス中に生成し、加熱した際に赤外線スペクトルにおけるバンド幅の広がりとして観測されます。類似の構造は、水素化アルミニウムといった他の化合物でも知られています。

注目すべき点として、水素化インジウムは低温（-90℃以下）環境下でのみ安定に存在し、それ以上の温度では分解してインジウム-水素合金と水素原子へと変化します。2013年時点での報告では、-90℃以下の低温下におけるインジウムの自己重合が、水素化インジウムを生成する唯一の方法とされていました。

その他のインジウム水素化物

In-H結合を持つ化合物は水素化インジウム以外にも報告されています。水素化リガンドの一部が他のリガンドで置換された錯体も存在し、その複雑な構造はインジウムと水素の結合様式の多様性を示唆しています。例として、(K+)3[K((CH3)2SiO)+7][InH(CH2C(CH3)3)−3]4やHIn(–C6H4–ortho-CH2N(CH3)2)2といった、有機金属錯体が挙げられます。

水素化インジウム自身は不安定ですが、化学量論的な付加物、例えばInH3Ln（n=1または2）も知られています。これは水素化インジウムに他の元素や分子が付加した化合物で、水素化インジウムの不安定性をある程度緩和する効果があると考えられます。また、アミンやホスフィンといった配位子との付加物も報告されており、トリメチルアミン錯体は低温下や希薄溶液中でのみ安定であるとされています。トリシクロヘキシルホスフィン(PCy3)との1:1、1:2錯体の結晶構造解析も行われ、平均的なIn-H結合長は168 pmであることが明らかになっています。さらに、N-ヘテロ環状カルベン(NHC)との付加物も存在することが確認されています。

まとめ

水素化インジウムは、その不安定性から実用的な用途は限定的ですが、その特異な構造や、さまざまな誘導体の存在は、インジウムと水素の結合様式、そして低温化学における興味深い研究対象として位置づけられています。今後、新たな合成法や物性解明が進み、その可能性がさらに明らかになることが期待されます。

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