Gallium(III)-chlorid

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Kristallstruktur
Kristallstruktur von Gallium(III)-chlorid
__ Ga3+     __ Cl
Allgemeines
Name Gallium(III)-chlorid
Andere Namen

Galliumtrichlorid

Verhältnisformel GaCl3
CAS-Nummer 13450-90-3
PubChem 26010
Kurzbeschreibung

weisser Feststoff[1]

Eigenschaften
Molare Masse 176,08 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

2,47 g·cm−3[2]

Schmelzpunkt

77,9 °C [2]

Siedepunkt

201,3 °C [2]

Löslichkeit

reagiert heftig mit Wasser [2]
löslich in trockenem Toluol[3], Benzol und Diethylether[4]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1]
05 – Ätzend

Gefahr

H- und P-Sätze H: 314
P: 280​‐​305+351+338​‐​310 [1]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [5][2]
Ätzend
Ätzend
(C)
R- und S-Sätze R: 14​‐​20/21/22​‐​34
S: 22​‐​26​‐​27​‐​36/37/39
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Gallium(III)-chlorid ist eine chemische Verbindung des Galliums und zählt zu den Chloriden. Die Lewis-Säure liegt als Dimer vor und wird in organischen Reaktionen eingesetzt.

Gewinnung und Darstellung[Bearbeiten]

Gallium(III)-chlorid lässt sich direkt aus den Elementen Gallium und Chlor gewinnen.[6]

\mathrm{2\ Ga + 3\ Cl_2 \longrightarrow 2\ GaCl_3}

Eigenschaften[Bearbeiten]

Gallium(III)-chlorid bildet wie andere Halogenide der dritten Hauptgruppe Dimere der Form Ga2Cl6 mit vier endständigen und zwei überkappten Chloratomen. Im Festkörper liegen diese analog zur Aluminium(III)-bromid-Struktur in Form kantenverknüpfter Tetraeder vor. Dies steht im Gegensatz zur Struktur des Aluminium(III)-chlorides, das eine Schichtstruktur bildet.[6]

Gallium(III)-chlorid reagiert stark mit Wasser, beim Eindampfen einer wässrigen Lösung wird Chlorwasserstoff abgegeben. Wie andere Halogenide von Aluminium, Gallium und Indium ist Gallium(III)-chlorid eine starke Lewis-Säure. Mit entsprechenden Lewis-Basen wie Halogenidionen, Ethern, Aminen oder Phosphanen bildet es stabile Lewis-Säure-Base Addukte. Gallium(III)-chlorid reagiert dabei im Vergleich mit Aluminium(III)-chlorid mit weichen Lewis-Basen (etwa Phosphane) besser, während harte Lewis-Basen besser mit Aluminium(III)-chlorid reagieren.[6]

Verwendung[Bearbeiten]

Gallium(III)-chlorid wird im Gegensatz zu vielen anderen Galliumverbindungen in der Technik genutzt, es dient als Lewis-Säure in Friedel-Crafts-Reaktionen.[7]

Im GALLEX-Experiment zum Nachweis von Neutrinos wurde eine Lösung von 100 Tonnen Gallium(III)-chlorid in Salzsäure genutzt.[7]

Gallium-68 Chlorid kann zur Skelettszintigrafie mittels Positronenemissionstomographie eingesetzt werden. Dabei wird zwar wegen der hohen Positronen-Reichweite des Ga-68 nicht die mit F-18 (als Natriumfluorid) erreichbare Ortsauflösung erreicht, dafür benötigt man mit dem Gallium-68-Generator kein Zyklotron.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c Datenblatt Gallium(III) chloride bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 2. April 2011 (PDF).
  2. a b c d e Datenblatt Gallium(III)-chlorid bei AlfaAesar, abgerufen am 13. Mai 2009 (JavaScript erforderlich).
  3.  Cheng-Tzu Yang, Michael H. Huang: Formation of Arrays of Gallium Nitride Nanorods within Mesoporous Silica SBA-15. In: The Journal of Physical Chemistry B. 109, Nr. 38, 2005, S. 17842−17847, doi:10.1021/jp052228k.
  4.  O. T. Beachley, Melvyn Rowen. Churchill, John C. Pazik, Joseph W. Ziller: Synthesis and characterization of mesitylgallium chloride compounds including the crystal and molecular structure of dichloromesitylgallium(III), an inorganic polymer. In: Organometallics. 6, Nr. 10, 1987, S. 2088−2093, doi:10.1021/om00153a010.
  5. Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Gemischen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  6. a b c Arnold F. Holleman, Nils Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage, de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 1190-92.
  7. a b Gallium-Verbindungen. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 13. Juni 2014.