Gallium(III)-oxid
| Kristallstruktur | |||||||
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| __ Ga3+ __ O2− | |||||||
| Allgemeines | |||||||
| Name | Gallium(III)-oxid | ||||||
| Andere Namen |
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| 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 | |||||||
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| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. | |||||||
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.[3]
- $ \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.[3]
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. [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
Gallium(III)-oxid ist Ausgangsstoff für die Herstellung von Gadolinium-Gallium-Granat für Magnetblasenspeicher.[6]
Einzelnachweise
- ↑ 1,0 1,1 digallium trioxide bei webelements.com.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 Datenblatt Gallium(III)-oxid bei AlfaAesar, abgerufen am 3. Mai 2009 (JavaScript erforderlich).
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 Arnold F. Holleman, Nils Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage, de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 1196.
- ↑ 4,0 4,1 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.
- ↑ Helmut Sitzmann: Galliumverbindungen. In: Römpp Chemie Lexikon. Thieme Verlag, Stand Dezember 2006.