Оксид галлия — амфотерный оксид, бинарное неорганическое соединение металла галлия и кислорода с формулой Ga2 O3 , белые кристаллы, полупроводник .
Получение
Непосредственно из элементов:
4
G
a
+
3
O
2
→
260
o
C
2
G
a
2
O
3
{\displaystyle {\mathsf {4Ga+3O_{2}\ {\xrightarrow {260^{o}C}}\ 2Ga_{2}O_{3}}}}
2
G
a
(
O
H
)
3
→
550
o
C
G
a
2
O
3
+
3
H
2
O
{\displaystyle {\mathsf {2Ga(OH)_{3}\ {\xrightarrow {550^{o}C}}\ Ga_{2}O_{3}+3H_{2}O}}}
4
G
a
(
N
O
3
)
3
→
150
o
C
2
G
a
2
O
3
+
12
N
O
2
+
3
O
2
{\displaystyle {\mathsf {4Ga(NO_{3})_{3}\ {\xrightarrow {150^{o}C}}\ 2Ga_{2}O_{3}+12NO_{2}+3O_{2}}}}
2
G
a
2
(
S
O
4
)
3
→
550
o
C
2
G
a
2
O
3
+
6
S
O
2
+
3
O
2
{\displaystyle {\mathsf {2Ga_{2}(SO_{4})_{3}\ {\xrightarrow {550^{o}C}}\ 2Ga_{2}O_{3}+6SO_{2}+3O_{2}}}}
2
G
a
2
S
3
+
9
O
2
→
500
o
C
2
G
a
2
O
3
+
6
S
O
2
{\displaystyle {\mathsf {2Ga_{2}S_{3}+9O_{2}\ {\xrightarrow {500^{o}C}}\ 2Ga_{2}O_{3}+6SO_{2}}}}
Физические свойства
Оксид галлия — белый или жёлтый порошок, существует в двух модификациях:
α-Ga2 O3 образует кристаллы тригональной сингонии , пространственная группа R 3 c , параметры ячейки a = 0,4972 нм, c = 1,3402 нм, Z = 6.
β-Ga2 O3 — 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:
G
a
2
O
3
+
6
H
C
l
→
2
G
a
C
l
3
+
3
H
2
O
{\displaystyle {\mathsf {Ga_{2}O_{3}+6HCl\ {\xrightarrow {}}\ 2GaCl_{3}+3H_{2}O}}}
G
a
2
O
3
+
2
N
a
O
H
+
3
H
2
O
→
2
N
a
[
G
a
(
O
H
)
4
]
{\displaystyle {\mathsf {Ga_{2}O_{3}+2NaOH+3H_{2}O\ {\xrightarrow {}}\ 2Na[Ga(OH)_{4}]}}}
При сплавлении со щелочами образует метагаллаты:
G
a
2
O
3
+
2
N
a
O
H
→
150
o
C
2
N
a
G
a
O
2
+
H
2
O
{\displaystyle {\mathsf {Ga_{2}O_{3}+2NaOH\ \xrightarrow {150^{o}C} \ 2NaGaO_{2}+H_{2}O}}}
G
a
2
O
3
+
3
H
2
→
700
o
C
2
G
a
+
3
H
2
O
{\displaystyle {\mathsf {Ga_{2}O_{3}+3H_{2}\ {\xrightarrow {700^{o}C}}\ 2Ga+3H_{2}O}}}
G
a
2
O
3
+
6
N
H
4
C
l
→
250
o
C
2
G
a
C
l
3
+
6
N
H
3
+
3
H
2
O
{\displaystyle {\mathsf {Ga_{2}O_{3}+6NH_{4}Cl\ {\xrightarrow {250^{o}C}}\ 2GaCl_{3}+6NH_{3}+3H_{2}O}}}
G
a
2
O
3
+
2
N
H
3
→
1000
o
C
2
G
a
N
+
3
H
2
O
{\displaystyle {\mathsf {Ga_{2}O_{3}+2NH_{3}\ {\xrightarrow {1000^{o}C}}\ 2GaN+3H_{2}O}}}
G
a
2
O
3
+
Z
n
C
O
3
→
900
−
1000
o
C
(
Z
n
G
a
2
)
O
4
+
C
O
2
{\displaystyle {\mathsf {Ga_{2}O_{3}+ZnCO_{3}\xrightarrow {900-1000^{o}C} \ (ZnGa_{2})O_{4}+CO_{2}}}}
G
a
2
O
3
+
2
G
a
→
500
o
C
3
G
a
2
O
{\displaystyle {\mathsf {Ga_{2}O_{3}+2Ga\ {\xrightarrow {500^{o}C}}\ 3Ga_{2}O}}}
Применение
Для получения галлиево-гадолиниевого граната и других соединений галлия.
В полупроводниковой промышленности (приборы силовой электроники ).[ 2] [ 3]
Примечания
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.