Sulfur de gal·li(III)

El sulfur de gal·li(III), de fórmula Ga₂S₃, és un compost químic de sofre i gal·li emprat en electrònica i fotònica per les seves propietats semiconductores.

Sulfur de gal·li(III)

Substància química	tipus d'entitat química
Massa molecular	233,7673602 Da
Estructura química
Fórmula química	Ga₂S₃
SMILES canònic	Model 2D [S-2].[S-2].[S-2].[Ga+3].[Ga+3]
Identificador InChI	Model 3D
Propietat
Punt de fusió	1.125 °C

Estructura

El sulfur de gal·li(III) es presenta en quatre formes: l'α (hexagonal), l'α' (monoclínica), la β(hexagonal) i la γ (cúbica). La forma alfa és groga. Totes tenen cristalls amb l'estructura de la blenda de zinc on els cations gal·li(3+) ocupen posicions tetragonals.^[1][2][3] Les formes alfa i beta tenen les mateixes estructures que els sulfurs d'alumini.^[4]

Propietats

Ga₂S₃ es desproporciona a altes temperatures formant un sulfur no estequiomètric: Ga₄S_x (4.8 < x < 5.2)^[4] Ga₂S₃ es dissol en àcids i es descompon en atmosfera de sulfur d'hidrogen.^[2]

Preparació

El Ga₂S₃ fou preparat per primera vegada el 1930 per A. Brukl i G. Ortner, de la Universitat de Viena, per reacció directa dels elements a alta temperatura i per W.C. Johnson i B. Warren escalfant gal·li en un corrent de sulfur d'hidrogen a 950 °C.^[5]

${\displaystyle 2\,Ga\,+\,3\,S\ \longrightarrow \,Ga_{2}S_{3}}$ ${\displaystyle 2\,Ga\,+\,3\,H_{2}S\ \longrightarrow \,Ga_{2}S_{3}\ +3\ H_{2}}$

També pot preparar-se per reacció del clorur de gal·li(III) i sulfur de sodi.^[4]

${\displaystyle 2\,GaCl_{3}\,+\,3\,Na_{2}S\ \longrightarrow \,Ga_{2}S_{3}\ +\ 6\ NaCl}$

El mètode d'obtenció determina la forma obtinguda. Així la reacció d'hidròxid de gal·li(III) amb sulfur d'hidrogen a diferents temperatures dona lloc a tres formes diferents: l'α a 1020 K, la β a 820 K i la γ a uns 873 K ^[6]

Referències

1. Pardo, M.P.; Guittard, M.; Chilouet, A.; Tomas, A. «Diagramme de phases gallium-soufre et études structurales des phases solides». Journal of Solid State Chemistry, 102, 2, 1993, pàg. 423–433. DOI: 10.1006/jssc.1993.1054. ISSN: 0022-4596.
2. The Chemistry of Aluminium, Gallium, Indium and Thallium, Anthony John Downs, 1993, ISBN 075140103X, ISBN 978-0751401035
3. Peter Atkins; T.L. Overton; J.P. Rourke; M.T. Weller; F.A. Armstrong Inorganic Chemistry. Fifth. Nova York: W. H. Freeman and Company, 2010, p. 346. ISBN 978-1429218207.
4. Barron, Andrew R.; MacInnes, Andrew N. «Gallium: Inorganic chemistry». A: Encyclopedia of Inorganic Chemistry. John Wiley and Sons, 1994, p. 100–110. ISBN 0-471-93620-0.
5. Meyer, R.J.. «Gallium». A: Gmelin Handbook of Inorganic and Organometallic Chemistry (en alemany). 8ena. Springer-Verlag, 2013, p. 88. ISBN 9783662118122.
6. Semiconductors: Data Handbook 3d Ed., Otfried Madelung, Springer, 2004, ISBN 978-3540404880