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Gallium, Indium, Thallium

Weitere Verbindungen

Sulfate, Alaune

Zu den typischen Salzen, die Gallium(III)-, Indium(III)- oder Thallium(I)-Kationen enthalten, gehören neben Nitraten oder Carbonaten auch die entsprechenden Sulfate:

  • Gallium(III)-sulfat, Ga2(SO4)3
  • Indium(III)-sulfat, In2(SO4)3
  • Thallium(I)-sulfat, Tl2SO4

Darstellbar sind die Sulfate z.B. durch Umsetzung der Metalle, Oxide oder Hydroxide mit Schwefelsäure. Die Verbindungen kristallisieren aus wässrigen Lösungen als kristallwasserhaltige Salze und sind in Wasser sehr leicht löslich. Die Sulfate des Galliums und Indiums zeigen große Ähnlichkeit zum Aluminiumsulfat, Al2(SO4)3. Tl2SO4 ist isomorph mit Kaliumsulfat, K2SO4. Besonders charakteristisch ist in diesem Zusammenhang die Bildung von Doppelsalzen vom Alaun-Typ mit Alkali- oder Ammoniumsulfaten bzw. Aluminiumsulfat, z.B.

  • (NH4)Ga(SO4)2 · 12H2O
  • (NH4)In(SO4)2 · 12H2O
  • RbIn(SO4)2 · 12H2O
  • TlAl(SO4)2 · 12H2O

A(III)-B(V)-Verbindungen, Pentelide

Die Triele1) Gallium und Indium, Thallium jedoch nicht, bilden mit den Pentelen2) Stickstoff, Phosphor, Arsen und Antimon Pentelide der Zusammensetzung GaE bzw. InE (E = N, P, As, Sb), sogenannte A(III)-B(V)-Verbindungen.

Mit Ausnahme der beiden Nitride, die in der Wurtzit-Struktur auftreten, kristallisieren alle anderen Verbindungen im Zinkblende-Gitter.

Hergestellt werden die Verbindungen in der Regel aus den Elementen bei hohen Temperaturen und teils erhöhtem Druck, Galliumnitrid auch aus Gallium und Ammoniak, Indiumnitrid aus Indiumoxid und Ammoniak. Mit zunehmender Ordnungszahl der Verbindungspartner sinkt die chemische Beständigkeit der Verbindungen, z.B. die Hydrolysestabilität an feuchter Luft oder die Beständigkeit gegenüber Säuren und Basen. Gleichzeitig verkleinern sich die Energien der Bandlücken zwischen Valenz- und Leitungsband, d.h. die Leitungseigenschaften nehmen zu. Die Verbindungen sind isovalenzelektronisch mit den Elementen der IV. Hauptgruppe des PSE und wie Silicium und Germanium meist Halbleiter.

Viele der Gallium-Verbindungen, wie z.B. GaN, GaP und GaAs, sowie InSb finden in der Halbleitertechnik in Elektronikbauelementen wie Dioden und Transistoren Verwendung.

1)Gruppenname für die Elemente der III. Hauptgruppe des Periodensystems
2)Gruppenname für die Elemente der V. Hauptgruppe des Periodensystems
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