El óxido de galio (III) es un compuesto químico inorgánico formado por dos átomos de galio y tres átomos de oxígeno, en donde el oxígeno está en estado de oxidación -2 y el galio en estado de oxidación +3. La fórmula química Ga_{2}O_{2}.
Otros nombres recibidos por este óxido de galio son:
- sesquióxido de galio
- trióxido de galio
El Ga_{2}O_{2} presenta varios tipos de estructuras cristalinas, es decir, es un material polimorfo, siendo siempre un compuesto de aspecto blanco y con una gran insolubilidad en el agua.
De momento no existen aplicaciones directas en el uso del óxido de galio si bien es cierto que interviene en ciertas reacciones químicas en donde necesitamos galio puro, convirtiéndose posteriormente como subproducto en arseniuro de galio GaAs
Modo de obtención
La forma más común de obtener óxido de galio (III) es a partir de una sal de galio mediante un proceso de neutralización.
Un subproducto interesante de hacer esto es la obtención también, a parte del óxido, el elemento químico galio, Ga, por descomposición del nitrato de galio.
Decir que el Ga_{2}O_{2} obtenido, como ya hemos anticipado al comienzo, va a presentar estructuras cristalinas muy diversas:
- Vamos a obtener β-Ga_{2}O_{2} si calentamos derivados orgánicos por encima de los 1000º C, es decir, llevando a altas temperaturas oxalato, acetato o nitrato.
- Se obtiene α-Ga_{2}O_{2} mediante calentamiento de β-Ga_{2}O_{2} por encima de los 1100º unido a alta presión
- Si queremos α-Ga_{2}O_{2} podemos partir de hidróxido de galio y calentarlo por encima de los 500º C.
- Para el óxiodo de galio (III) en forma δ el camino más fácil es de calentar Ga(NO_{3})_{3} por encima de los 250º C.
- Si queremos la versión gamma de este óxido podemos someter al galio a una síntesis solvotérmica.
- El ε-Ga_{2}O_{2} puede ser preparado partiendo del δ-Ga_{2}O_{2} y también mediante calentamiento.
Reacciones químicas del óxido de galio (III)
Antes que nada debemos decir que el Ga_{2}O_{2} presenta un comportamiento anfótero, es decir, que puede comportarse como un ácido o como una base. Estos son unos de los comportamientos observados al hacerlo reaccionar con otros elementos químicos y compuestos:
- Si hacemos reaccionar al óxido con un metal alcalino vamos a obtener NaGaO_{2}
- En contacto con óxidos de niquel, cobre, cobalto o magnesio forma unos compuestos llamados espinelas, nombre que viene del aspecto afilado de los cristales que conforman estos compuestos.
- En un medio ácido, como es en HCl, se va a obtener cloruro de galio.
- Al reaccionar con el hidrógeno obtenemos otro óxido: Ga_{2}O
- Por último, al tratar el Ga_{2}O_{2} con galio, volvemos a obtener Ga_{2}O
Estructura cristalina
Hemos dicho que el Ga_{2}O es un compuesto polimórfico, es decir, se encuentra presente en varias estructuras cristalinas.
De todas ellas, la estructura cristalina más estable es la del β-Ga_{2}O_{2}. Por otro lado, también las variantes α-Ga_{2}O_{2} y ε-Ga_{2}O_{2} tienen una presencia destacada.
Aplicaciones del óxido de galio (III)
El Ga_{2}O_{2} es empleado en la construcción de láseres y materiales luminiscentes. También sirve para crear barreras aislantes conductoras.
En la industria de las células solares se usa como recubrimiento para dieléctricos y también es útil en ciertas aplicaciones para transistores.
Permite la detección de algunos gases, al mostrar sensibilidad a ellos y también puede ser catalizador en reacciones químicas.
Propiedades físicas
- Masa molar: 187,4 g/mol.
- Apariencia en condiciones normales: polvo blanco tipo cristalino.
- Punto de fusión: 1900º C en su forma alfa y 1725º C en su forma beta.
- Densidad: en estado α la densidad es de 6,44 g/(cm cúbico) y en estado β de 5,88 g/(cm cúbico).
- Solubilidad: es soluble en los ácidos. Es insoluble en el agua.
Otros óxidos
Aquí te dejo de forma accesible información referida a otros óxidos importantes:
Qué son los óxidos
Óxido de plomo (II)
Óxido de cerio (IV)
Dióxido de zirconio
Óxido de boro
Óxido de iridio (IV)
Óxido de litio
Dióxido de polonio
Óxido de talio (III)
Óxido de renio (VI)
Óxido de bismuto (III)
Óxido de arsénico (V)
Óxido de antimonio (III)
Óxido de plutonio (IV)
Óxido de nitrógeno (V)
Óxido de niobio (V)
Óxido de grafeno