Gallium(III)-oxid

Kristallstruktur
__ Ga3+      __ O2−
Allgemeines
Name	Gallium(III)-oxid
Andere Namen	Galliumoxid (mehrdeutig) Digalliumtrioxid
Verhältnisformel	Ga2O3
CAS-Nummer	12024-21-4
PubChem	5139834
Kurzbeschreibung	farbloser Feststoff
Eigenschaften
Molare Masse	187,5 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	6,44 g·cm−3[1]
Schmelzpunkt	1900 °C [1]
Löslichkeit	unlöslich in Wasser [1]
Sicherheitshinweise
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [1] keine Gefahrensymbole R- und S-Sätze R: keine R-Sätze S: keine S-Sätze
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

Gallium(III)-oxid lässt sich durch Entwässerung von Galliumhydroxid bei 500 °C gewinnen.^[2]

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

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.^[2]

Eigenschaften

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. ^[2][3]

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. ^[2][3]

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.^[4]

Verwendung

Gallium(III)-oxid ist Ausgangsstoff für die Herstellung von Gadolinium-Gallium-Granat für Magnetblasenspeicher.^[5]

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d} Datenblatt Gallium(III)-oxid bei AlfaAesar, abgerufen am 3. Mai 2009 (JavaScript erforderlich).
2. ↑ ^{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.
3. ↑ ^{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.
4. ↑ 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.
5. ↑ Helmut Sitzmann: Galliumverbindungen. In: Römpp Chemie Lexikon. Thieme Verlag, Stand Dezember 2006.