Gallium(III)-sulfid

Gallium(III)-sulfid ist eine anorganische chemische Verbindung des Galliums aus der Gruppe der Sulfide.

Gewinnung und Darstellung

Gallium(III)-sulfid kann durch Reaktion von Gallium mit Schwefel bei 1250 °C gewonnen werden.

$\mathrm{2}\mathrm{G}\mathrm{a}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{S}\mathrm{⟶}\mathrm{G}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{3}}$

Ebenfalls möglich ist die Darstellung durch Reaktion von Gallium(III)-oxid oder Gallium(III)-hydroxid mit Schwefelwasserstoff.

$\mathrm{G}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}\mathrm{⟶}\mathrm{G}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

$\mathrm{2}\mathrm{G}\mathrm{a}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}\mathrm{⟶}\mathrm{G}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{6}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Eigenschaften

Gallium(III)-sulfid ist ein weißer bis gelber geruchloser Feststoff, der mit Wasser reagiert. Er löst sich in wässrigen Säuren und hydrolysiert an Luft langsam mit Schwefelwasserstoff-Entwicklung.

$\mathrm{G}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{4}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{⟶}\mathrm{2}\mathrm{G}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{)}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}$

Die Verbindung tritt in zwei Formen auf. Die Niedertemperaturform α-Ga₂S₃ hat eine Zinkblendestruktur während die Hochtemperaturmodifikation β-Ga₂S₃ eine Wurtzitstruktur bildet. Die Umwandlungstemperatur zwischen den beiden Formen liegt zwischen 550 und 600 °C. Durch mehrere Tage Tempern bei 1000 °C entsteht schließlich als stabile Modifikation eine monokline Überstruktur des Wurtzit-Typs (Vorlage:Raumgruppe, Gitterparameter a = 11,11 Å, b = 6,395 Å, c = 7,021 Å, β = 121,2°) mit geordneter Verteilung der Metallatome.

Verwendung

Galliumsulfid wird in CIGS-Photovoltaikmodulen als Halbleiter verwendet.