氧化镓
| 氧化镓 | |
|---|---|
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| 别名 | 氧化镓(III) 三氧化二镓 |
| 识别 | |
| CAS号 | 12024-21-4 
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| PubChem | 5139834 |
| ChemSpider | 4313617 |
| SMILES |
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| InChI |
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| InChIKey | QZQVBEXLDFYHSR-OGCFUIRMAC |
| RTECS | LW9650000 |
| 性质 | |
| 化学式 | Ga2O3 |
| 摩尔质量 | 187.444 g·mol⁻¹ |
| 外观 | 白色晶体粉末 |
| 密度 | 6.44 g/cm3（α） 5.88 g/cm3（β） |
| 熔点 | 1900 °C（2173 K） |
| 溶解性（水） | 难溶 |
| 溶解性 | 可溶于酸和碱金属氢氧化物溶液 |
| 危险性 | |
| 欧盟分类 | 未列出 |
| 相关物质 | |
| 其他阴离子 | 硫化镓 硒化镓 碲化镓 |
| 其他阳离子 | 氧化硼 氧化铝 氧化铟 氧化铊 |
| 相关化学品 | 氧化亚镓 氢氧化镓 |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |
氧化镓是镓最稳定的氧化物，化学式为Ga2O3，是一种白色的晶体粉末，具有两性。它是作为制造半导体器件的一部分。
制备
氧化镓可以通过在空气中加热金属镓或在200~250℃热分解硝酸镓得到。氧化镓有五种形态——α, β, γ, δ和ε，其中β-Ga2O3是最稳定的形态。[1]
- 2 C + Ga2O3 → Ga2O + 2 CO
- Ga2O3 + 3 C → 2 Ga + 3 CO
- 2 Ga2O + 2 O2 → 2 Ga2O3
- 4 Ga + 3 O2 → 2 Ga2O3
- α-Ga2O3可以通过在65 kbar与1100℃加热β-Ga2O3得到。其水合物可以通过在500℃分解沉淀并老化的氢氧化镓得到。
- γ-Ga2O3通过在400~500℃迅速加热氢氧化镓凝胶得到。多晶体可以通过直接的溶剂热反应制备。[3]
- δ-Ga2O3由Ga(NO3)3在250˚C热分解得到。
- ε-Ga2O3可以通过550℃短暂加热δ-Ga2O3 30分钟得到。[1]
化学性质
氧化镓可以和碱金属氧化物在高温反应，产生偏镓酸盐，如NaGaO2；和Mg、Zn、Co、Ni、Cu的氧化物加热形成尖晶石型晶体，如MgGa2O4。[4]
它溶于碱金属氢氧化物溶液，形成Ga(OH)−
4羟基配离子。
它和氯化氢气体在氩气气氛中反应，生成无水三氯化镓GaCl3：[5]
- Ga2O3 + 6 HCl → 2 GaCl3 + 3 H2O
和氟气反应，产生无水氟化镓；溶于50%氢氟酸，生成氟化镓的三水合物：[6]
- Ga2O3 + 6 HF → 2 GaF3·3H2O
它可以被氢气还原为氧化亚镓（一氧化镓）Ga2O，[7]也可以被单质镓还原：[8]
- Ga2O3 + 2 H2 → Ga2O + 2 H2O
- Ga2O3 + 4 Ga → 3 Ga2O
参考文献
- ^ 1.0 1.1 Bailar, J; Emeléus, H; Nyholm, R; Trotman-Dickenson, A. Comprehensive Inorganic Chemistry. 1973, 1, 1091
- ^ 郭彦, 吴强, 王喜章. 氧化镓纳米带的合成和发光性质研究. 无机化学学报, 2005. 21(5)
- ^ Playford, H. Y; Hannon, A. C; Barney, E. R; Walton, R. I. Chem. Eur. J. 2013, 19, 2803
- ^ The Chemistry of Aluminium, Gallium, Indium and Thallium, Anthony John Downs, 1993, ISBN 075140103X , ISBN 978-0751401035
- ^ Inorganic Reactions and Methods, the Formation of Bonds to Halogens (Part 2), J J Zuckerman, Ed: A P Hagen, eBook, 17 September 2009, Wiley-VCH Verlag GmbH, ISBN 9780470145395
- ^ 无机化学丛书 第二卷 铍 碱土金属 铝 镓分族. 科学出版社. pp 556. 2.12 氧化物、氢氧化物
- ^ Determination of Gallium in a Cerium Surrogate and in Drops from a Copper Collector by ICP as Model Studies for the Removal of Gallium from Plutonium, HF Koch, LA Girard, DM Roundhill - ATOMIC SPECTROSCOPY, 1999, vol 20, 1, 30
- ^ ADVANCES IN INORGANIC CHEMISTRY AND RADIOCHEMISTRY, Volume 5, The chemistry of Gallium, N.N. Greenwood, ED H. J. Emeleus, A. G. Sharpe 1963, Elsevier, Academic Press