Gallium(III)-chlorid

Sicherheitshinweise

GHS-Gefahrstoffkennzeichnung

Gefahr

H: Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden.

Schutzhandschuhe/ Schutzkleidung/ Augenschutz/ Gesichtsschutz/ Gehörschutz/ … tragen.
Bei Kontakt mit den Augen: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen.
Sofort Giftinformationszentrum, Arzt oder … anrufen.

Gallium(III)-chlorid ist eine chemische Verbindung des Galliums und zählt zu den Chloriden. Die Lewis-Säure liegt als Dimer vor und wird in organischen Reaktionen eingesetzt.

Kristallstruktur

_ Ga³⁺ 0 _ Cl⁻
Kristallsystem	monoklin
Raumgruppe	C2/m (Nr. 12)
Gitterparameter	a = 11,948 Å, b = 6,855 Å, c = 7,050 Å, β = 125,69°
Allgemeines
Name	Gallium(III)-chlorid
Andere Namen	Galliumtrichlorid
Verhältnisformel	GaCl₃
Kurzbeschreibung	weißer Feststoff
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer	13450-90-3
EG-Nummer	236-610-0
ECHA-InfoCard	100.033.268
PubChem	26010
Eigenschaften
Molare Masse	176,08 g/mol⁻¹
Aggregatzustand	fest
Dichte	2,47 g/cm³
Schmelzpunkt	77,9 °C
Siedepunkt	201,3 °C
Löslichkeit	reagiert heftig mit Wasser
Thermodynamische Eigenschaften
ΔH_f⁰	−525 kJ/mol

Gewinnung und Darstellung

Gallium(III)-chlorid lässt sich direkt aus den Elementen Gallium und Chlor:

${\ce {2Ga + 3Cl2 -> 2GaCl3}}$

durch Umsetzung von elementarem Gallium im HCl-Strom:

${\ce {2 Ga + 6 HCl -> 2 GaCl3 + 3 H2}}$

oder durch Einwirkung von Thionylchlorid auf Gallium(III)-oxid bei etwa 200 °C gewinnen:

${\ce {Ga2O3 + 3 SOCl2 -> 2 GaCl3 + 3 SO2}}$

Eigenschaften

Gallium(III)-chlorid bildet wie andere Halogenide der dritten Hauptgruppe Dimere der Form Ga₂Cl₆ mit vier endständigen und zwei überkappten Chloratomen. Im Festkörper liegen diese analog zur Aluminium(III)-bromid-Struktur in Form kantenverknüpfter Tetraeder vor (monokline Kristallstruktur, Raumgruppe C2/m (Raumgruppen-Nr. 12), a = 11,948 Å, b = 6,855 Å, c = 7,050 Å, β = 125,69°. Dies steht im Gegensatz zur Struktur des Aluminium(III)-chlorides, das eine Schichtstruktur bildet.

Gallium(III)-chlorid ist stark hygroskopisch und reagiert stark mit Wasser. Beim Eindampfen einer wässrigen Lösung wird Chlorwasserstoff abgegeben. Wie andere Halogenide von Aluminium, Gallium und Indium ist Gallium(III)-chlorid eine starke Lewis-Säure. Mit entsprechenden Lewis-Basen wie Halogenidionen, Ethern, Aminen oder Phosphanen bildet es stabile Lewis-Säure-Base Addukte. Gallium(III)-chlorid reagiert dabei im Vergleich mit Aluminium(III)-chlorid mit weichen Lewis-Basen (etwa Phosphane) besser, während harte Lewis-Basen besser mit Aluminium(III)-chlorid reagieren.

Im Vakuum lässt es sich bereits unterhalb seines Schmelzpunktes sublimieren und somit aufreinigen.

Verwendung

Gallium(III)-chlorid wird im Gegensatz zu vielen anderen Galliumverbindungen in der Technik genutzt, es dient als Lewis-Säure in Friedel-Crafts-Reaktionen.

Im GALLEX-Experiment zum Nachweis von Neutrinos wurde eine Lösung von 100 Tonnen Gallium(III)-chlorid in Salzsäure genutzt.

Gallium-68-Chlorid kann zur Skelettszintigrafie mittels Positronenemissionstomographie eingesetzt werden. Dabei wird zwar wegen der hohen Positronen-Reichweite des Ga-68 nicht die mit F-18 (als Natriumfluorid) erreichbare Ortsauflösung erreicht, dafür benötigt man mit dem Gallium-68-Generator kein Zyklotron.

Basierend auf einem Artikel in:

Wikipedia.de