Gallium(III)-oxid

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Kristallstruktur
Kristallstruktur von β-Galliumoxid
__ Ga3+      __ O2−
Allgemeines
Name Gallium(III)-oxid
Andere Namen
  • Galliumoxid (mehrdeutig)
  • Digalliumtrioxid
Verhältnisformel Ga2O3
CAS-Nummer 12024-21-4
PubChem 5139834
Kurzbeschreibung

weißer, kristalliner Feststoff[1]

Eigenschaften
Molare Masse 187,5 g·mol−1
Aggregatzustand

fest[1]

Dichte

6,44 g·cm−3[2]

Schmelzpunkt

1900 °C [2]

Löslichkeit

unlöslich in Wasser [2]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [2]
keine GHS-Piktogramme
H- und P-Sätze H: keine H-Sätze
P: keine P-Sätze [2]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche vorhanden

Gallium(III)-oxid ist eine chemische Verbindung des Galliums und zählt zu den Oxiden. Der farblose, kristalline Feststoff kommt in fünf Modifikationen vor.

Gewinnung und Darstellung[Bearbeiten]

Gallium(III)-oxid lässt sich durch Entwässerung von Galliumhydroxid bei 500 °C gewinnen.[3]

\mathrm{2\ Ga(OH)_3 \xrightarrow{\triangle} Ga_2O_3 + 3\ H_2O \uparrow}

Eine Alternative ist die Zersetzung von Galliumnitrat bei 200 °C. Die beiden Darstellungswege führen zu unterschiedlichen Modifikationen, die sich bei höheren Temperaturen zur stabilsten β-Modifikation umsetzen.[3]

Eigenschaften[Bearbeiten]

Die Modifikationen des Gallium(III)-oxid bezeichnet man mit den griechischen Buchstaben α bis ε. Die stabilste ist die monokline β-Modifikation. Wird Galliumhydroxid entwässert, bildet sich zunächst die γ-Modifikation, deren Struktur eine Spinellstruktur mit Galliumdefekten ist. Bei längerem Erhitzen geht diese in die α-Ga2O3-Modifikation mit Korundstruktur und schließlich in β-Ga2O3 über. [3][4]

Beim Reaktionsweg über Galliumnitrat bildet sich zunächst die Bixbyit-artige δ-Modifikation, die sich beim stärkeren Erhitzen über die orthorhombische ε-Phase ebenfalls in β-Ga2O3 umwandelt. [3][4]

Mehrere Galliumoxidmodifikationen zeigen fotokatalytische Aktivität bei der Zersetzung aromatischer Verbindungen wie Benzol oder Toluol. Sie ist höher als die des häufig eingesetzten Titan(IV)-oxids.[5]

Verwendung[Bearbeiten]

Gallium(III)-oxid ist Ausgangsstoff für die Herstellung von Gadolinium-Gallium-Granat für Magnetblasenspeicher.[6]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b digallium trioxide bei webelements.com.
  2. a b c d e f Datenblatt Gallium(III)-oxid bei AlfaAesar, abgerufen am 3. Mai 2009 (JavaScript erforderlich).
  3. a b c d Arnold F. Holleman, Nils Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage, de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 1196.
  4. a b S. Yoshioka, H. Hayashi, A. Kuwabara, F. Oba, K. Matsunaga, I Tanaka: Structures and energetics of Ga2O3 polymorphs. In: J. Phys.: Condens. Matter. 2007, 19, S. 346211-22, doi:10.1088/0953-8984/19/34/346211.
  5. Yidong Hou, Ling Wu, Xinchen Wang, Zhengxin Ding, Zhaohui Li, Xianzhi Fu: Photocatalytic performance of α-, β-, and γ-Ga2O3 for the destruction of volatile aromatic pollutants in air. In: Journal of Catalysis. 2007, 250, 1, S. 12-18, doi:10.1016/j.jcat.2007.05.012.
  6. Gallium-Verbindungen. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 13. Juni 2014.