Gallium(III)-oxid

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.

$\mathrm{2}\mathrm{G}\mathrm{a}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\stackrel{\mathrm{△}}{\to }\mathrm{G}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\uparrow }$

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.

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.

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.

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.

Verwendung

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