氧化鎵最穩定的氧化物化學式為Ga2O3,是一種白色的晶體粉末,具有兩性。它是作為製造半導體器件的一部分。

Quick Facts 氧化鎵, 識別 ...
氧化鎵
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別名 氧化鎵(III)
三氧化二鎵
識別
CAS號 12024-21-4  checkY
PubChem 5139834
ChemSpider 4313617
SMILES
 
  • O=[Ga]O[Ga]=O
InChI
 
  • 1/2Ga.3O/rGa2O3/c3-1-5-2-4
InChIKey QZQVBEXLDFYHSR-OGCFUIRMAC
RTECS LW9650000
性質
化學式 Ga2O3
摩爾質量 187.444 g·mol⁻¹
外觀 白色晶體粉末
密度 6.44 g/cm3(α)
5.88 g/cm3(β)
熔點 1900 °C(2173 K)
溶解性 難溶
溶解性 可溶於和鹼金屬氫氧化物溶液
危險性
歐盟分類 未列出
相關物質
其他陰離子 硫化鎵
硒化鎵
碲化鎵
其他陽離子 氧化硼
氧化鋁
氧化銦
氧化鉈
相關化學品 氧化亞鎵
氫氧化鎵
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。
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製備

氧化鎵可以通過在空氣中加熱金屬或在200~250℃熱分解硝酸鎵得到。氧化鎵有五種形態——α, β, γ, δ和ε,其中β-Ga2O3是最穩定的形態。[1]

  • β-Ga2O3可以通過在1000℃加熱硝酸鎵乙酸鎵草酸鎵或其它有機衍生物得到。通過氣相沉積法在980℃也能製得β-Ga2O3[2]
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可以通過在65 kbar與1100℃加熱β-Ga2O3得到。其水合物可以通過在500℃分解沉澱並老化的氫氧化鎵得到。
  • γ-Ga2O3通過在400~500℃迅速加熱氫氧化鎵凝膠得到。多晶體可以通過直接的溶劑熱反應製備。[3]
  • δ-Ga2O3由Ga(NO3)3在250˚C熱分解得到。
  • ε-Ga2O3可以通過550℃短暫加熱δ-Ga2O3 30分鐘得到。[1]

化學性質

氧化鎵可以和鹼金屬氧化物在高溫反應,產生偏鎵酸鹽,如NaGaO2;和Mg、Zn、Co、Ni、Cu的氧化物加熱形成尖晶石型晶體,如MgGa2O4[4] 它溶於鹼金屬氫氧化物溶液,形成Ga(OH)
4
羥基配離子。

它和氯化氫氣體在氬氣氣氛中反應,生成無水三氯化鎵GaCl3[5]

Ga2O3 + 6 HCl → 2 GaCl3 + 3 H2O

和氟氣反應,產生無水氟化鎵;溶於50%氫氟酸,生成氟化鎵的三水合物:[6]

Ga2O3 + 6 HF → 2 GaF3·3H2O

它可以被氫氣還原為氧化亞鎵(一氧化鎵)Ga2O,[7]也可以被單質鎵還原:[8]

Ga2O3 + 2 H2 → Ga2O + 2 H2O
Ga2O3 + 4 Ga → 3 Ga2O

參考文獻

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