Оксид галлия(III)

Оксид галлия​(III)​
Общие
Систематическое наименование	Оксид галлия
Хим. формула	Ga2O3
Физические свойства
Состояние	белые кристаллы
Молярная масса	187,44 г/моль
Плотность	α-6,48; β-5,88 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	1725; 1740 °C
Мол. теплоёмк.	92,18 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	-1090 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS	12024-21-4
PubChem	5139834
SMILES	O=[Ga]O[Ga]=O
RTECS	LW9650000
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Оксид галлия — амфотерный оксид, бинарное неорганическое соединение металла галлия и кислорода с формулой Ga₂O₃, белые кристаллы, полупроводник.

Получение

• Непосредственно из элементов:

[math]\displaystyle{ \mathsf{4Ga + 3O_2 \ \xrightarrow{260^oC}\ 2Ga_2O_3 } }[/math]

• Термическое разложение гидроксида галлия:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2Ga(OH)_3 \ \xrightarrow{550^oC}\ Ga_2O_3 + 3H_2O } }[/math]

• нитрата галлия:

[math]\displaystyle{ \mathsf{4Ga(NO_3)_3 \ \xrightarrow{150^oC}\ 2Ga_2O_3 + 12NO_2 + 3O_2 } }[/math]

• сульфата галлия:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2Ga_2(SO_4)_3 \ \xrightarrow{550^oC}\ 2Ga_2O_3 + 6SO_2 + 3O_2 } }[/math]

• Окисление сульфида галлия:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2Ga_2S_3 + 9O_2 \ \xrightarrow{500^oC}\ 2Ga_2O_3 + 6SO_2 } }[/math]

Физические свойства

Оксид галлия — белый или жёлтый порошок, существует в двух модификациях:

• α-Ga₂O₃ образует кристаллы тригональной сингонии, пространственная группа R 3c, параметры ячейки a = 0,4972 нм, c = 1,3402 нм, Z = 6.
• β-Ga₂O₃ — кристаллы моноклинной сингонии, пространственная группа C 2/m, параметры ячейки a = 12,214 А, b = 3,0371 А, c = 5,7981 А, β = 103,83, Z = 4.

β-форма является наиболее стабильной.

Химические свойства

• Реагирует с концентрированными кислотами:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Ga_2O_3 + 6HCl \ \xrightarrow{}\ 2GaCl_3 + 3H_2O } }[/math]

• и щелочами:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Ga_2O_3 + 2NaOH + 3H_2O \ \xrightarrow{}\ 2Na[Ga(OH)_4] } }[/math]

• При сплавлении со щелочами образует метагаллаты:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Ga_2O_3 + 2NaOH \ \xrightarrow{150^oC}\ 2NaGaO_2 + H_2O } }[/math]

• Восстанавливается водородом до металла:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Ga_2O_3 + 3H_2 \ \xrightarrow{700^oC}\ 2Ga + 3H_2O } }[/math]

• Реагирует при сплавлении с хлористым аммонием:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Ga_2O_3 + 6NH_4Cl \ \xrightarrow{250^oC}\ 2GaCl_3 + 6NH_3 + 3H_2O } }[/math]

• При прокаливании в токе аммиака образует нитрид галлия:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Ga_2O_3 + 2NH_3 \ \xrightarrow{1000^oC}\ 2GaN + 3H_2O } }[/math]

• С карбонатом цинка при высоких температурах образует шпинель:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Ga_2O_3 + ZnCO_3 \xrightarrow{900-1000^oC}\ (ZnGa_2)O_4 + CO_2 } }[/math]

• При сплавлении с галлием образует окись галлия(I):

[math]\displaystyle{ \mathsf{Ga_2O_3 + 2Ga \ \xrightarrow{500^oC}\ 3Ga_2O } }[/math]

Применение

Для получения галлиево-гадолиниевого граната и других соединений галлия.

В полупроводниковой промышленности (приборы силовой электроники).

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — 623 с.
• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.—Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.