Gallium(III)-oxid

Sicherheitshinweise

GHS-Gefahrstoffkennzeichnung

keine GHS-Piktogramme

H: keine H-Sätze

P: keine P-Sätze

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

Kristallstruktur

_ Ga³⁺ 0 _ O²⁻
Allgemeines
Name	Gallium(III)-oxid
Andere Namen	Galliumoxid (mehrdeutig) Digalliumtrioxid
Verhältnisformel	Ga₂O₃
Kurzbeschreibung	weißer, kristalliner Feststoff
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer	12024-21-4
EG-Nummer	234-691-7
ECHA-InfoCard	100.031.525
PubChem	5139834
Eigenschaften
Molare Masse	187,5 g/mol⁻¹
Aggregatzustand	fest
Dichte	5,88 g/cm³
Schmelzpunkt	1740 °C
Löslichkeit	nahezu unlöslich in Wasser löslich in Säuren

Gewinnung und Darstellung

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

$\mathrm {2\ Ga(OH)_{3}{\xrightarrow {\triangle }}Ga_{2}O_{3}+3\ H_{2}O\uparrow }$

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.

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.

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.

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.

Verwendung

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

Literatur

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.
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.

Basierend auf einem Artikel in:

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