Gallium(III)-oxid

Kristallstruktur
Kristallstruktur von β-Galliumoxid
Vorlage:Farbe Ga3+ 0 Vorlage:Farbe O2−
Allgemeines
Name	Gallium(III)-oxid
Andere Namen	Galliumoxid (mehrdeutig) Digalliumtrioxid
Verhältnisformel	Ga2O3
Kurzbeschreibung	weißer, kristalliner Feststoff<ref name="webelements">digallium trioxide bei webelements.com.</ref>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 234-691-7 ECHA-InfoCard 100.031.525 PubChem 5139834 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	187,5 g·mol−1
Aggregatzustand	fest<ref name="webelements"/>
Dichte	5,88 g·cm−3<ref name="alfa">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Alfa AesarVorlage:Abrufdatum (Seite nicht mehr abrufbar).</ref>
Schmelzpunkt	1740 °C<ref name="alfa" />
Löslichkeit	nahezu unlöslich in Wasser<ref name="alfa" /> löslich in Säuren<ref name="alfa" />
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref> keine GHS-Piktogramme H- und P-Sätze H: keine H-Sätze P: keine P-Sätze<ref name="GESTIS" />
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

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.<ref name="HoWi">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.</ref>

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

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.<ref name="HoWi"/>

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.<ref name="HoWi"/><ref name="Condens. Matter">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.</ref>

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.<ref name="HoWi"/><ref name="Condens. Matter"/>

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.<ref>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.</ref>

Verwendung

Gallium(III)-oxid ist Ausgangsstoff für die Herstellung von Gadolinium-Gallium-Granat für Magnetblasenspeicher.<ref>Eintrag zu Gallium-Verbindungen. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum</ref>

Einzelnachweise

<references />

Vorlage:Klappleiste/Anfang Oxidationsstufe (I):  Bor(I)-oxid (B₂O)_x | Aluminium(I)-oxid | Gallium(I)-oxid | Indium(I)-oxid In₂O | Thallium(I)-oxid

Oxidationsstufe (II):  Bor(II)-oxid (BO)_x | Aluminium(II)-oxid AlO

Oxidationsstufe (III):  Bortrioxid | Aluminiumoxid | Gallium(III)-oxid | Indium(III)-oxid | Thallium(III)-oxid Vorlage:Klappleiste/Ende