Gallium(III)-oxid

Vorlage:Infobox Chemikalie

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">Vorlage:Holleman-Wiberg</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, Vorlage:DOI.</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, Vorlage:DOI.</ref>

Verwendung

Gallium(III)-oxid ist Ausgangsstoff für die Herstellung von Gadolinium-Gallium-Granat für Magnetblasenspeicher.<ref>Vorlage:RömppOnline</ref>

Einzelnachweise

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