Gallium(III)-oxid

Kristallstruktur
_ Ga3+ 0 _ O2−
Allgemeines
Name	Gallium(III)-oxid
Andere Namen	Galliumoxid (mehrdeutig) Digalliumtrioxid
Verhältnisformel	Ga2O3
Kurzbeschreibung	weißer, kristalliner Feststoff[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 12024-21-4 EG-Nummer 234-691-7 ECHA-InfoCard 100.031.525 PubChem 5139834 Wikidata Q419487
Eigenschaften
Molare Masse	187,5 g·mol−1
Aggregatzustand	fest[1]
Dichte	5,88 g·cm−3[2]
Schmelzpunkt	1740 °C[2]
Löslichkeit	nahezu unlöslich in Wasser[2] löslich in Säuren[2]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[3] keine GHS-Piktogramme H- und P-Sätze H: keine H-Sätze P: keine P-Sätze[3]
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.^[4]

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

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.^[4]

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.^[4][5]

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.^[4][5]

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.^[6]

Verwendung

Gallium(III)-oxid ist Ausgangsstoff für die Herstellung von Gadolinium-Gallium-Granat für Magnetblasenspeicher.^[7]

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b} digallium trioxide bei webelements.com.
2. ↑ ^{a b c d} Datenblatt Gallium(III) oxide, Puratronic®, 99.999% (metals basis) bei Alfa Aesar, abgerufen am 23. Dezember 2019 (PDF) (JavaScript erforderlich).
3. ↑ ^{a b} Eintrag zu Gallium(III)-oxid in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 15. November 2022. (JavaScript erforderlich)
4. ↑ ^{a b c d} A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 1196.
5. ↑ ^{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.
6. ↑ 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.
7. ↑ Eintrag zu Gallium-Verbindungen. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 13. Juni 2014.