1.2 Строение

Трифторид галлия в твердом состоянии имеет ионное строение и кристаллизуется в ромбоэдрической системе (рис. 1). Параметры кристаллической решетки: a = 5,20±0,01 Е, б=57,5є. Кристаллическая решетка изоструктурна FeF₃ и CoF₃ и относится к группе Rc. В решетке, плотно упакованной ионами фтора, октаэдрические пустоты занимают атомы галлия. Каждый ион фтора имеет четырех соседей в своем слое на расстоянии 2,69 Е и четырех в соседних слоях на расстоянии 2,67 Е. Расстояние Ga - F равно 1,89 Е, Ga - Ga 3,16 Е; угол Ga - F - Ga составляет 145є [2].

Рис. 1. Кристаллическая решетка GaF₃

Трихлорид галлия в твердом состоянии имеет триклинную решетку с параметрами: а=6,94 Е, b=6,84 Е, c=6,82 Е, б=119,5є, в=90,8є, г=118,6є. Атомы хлора в структуре хлорида галлия образуют искаженную гексагональную плотнейшую упаковку. В каждом слое ј позиций упаковки не заняты, так что каждый из двух периферических атомов хлора имеет 8 контактов с соседями вместо 12. Атомы галлия занимают половину имеющихся в структуре тетраэдрических пустот между двумя слоями атомов хлора [2].

В парах хлорид галлия по большей части состоит из димерных молекул, что подтверждается электронографическими методами [3], а также данными о зависимости давления его насыщенных паров от температуры [4]. Рентгенографические методы исследования структуры показывают, что димерность молекул и ковалентный характер связи Ga-Cl также имеют место и в твердой, и в жидкой фазах [3]. На основании электронографического исследования сделан вывод о том, что димерная молекула состоит из двух искаженных тетраэдров с общим ребром (рис. 2). Межатомные расстояния и углы представлены в Табл. 1.

Рис. 2. Строение молекулы Ga₂Х₆ (Х=Cl, Br, I) [5]

Межатомные расстояния (Е) и углы (°) в молекулах Ga₂X₆ [5]

Данные по изменению удельной электропроводности трибромида галлия в твердом и жидком состоянии (сильное уменьшение электропроводности при плавлении) позволяют сделать вывод о том, что в кристаллическом состоянии трибромид галлия имеет преимущественно ионное строение, тогда как в жидком и парообразном состоянии он находится по большей части в виде димерных молекул [1]. Рентгенографические данные показывают, что строение димерной молекулы Ga₂Br₆ в парообразном состоянии сходно со строением аналогичной молекулы трихлорида галлия (рис.2). Межатомные расстояния и углы в молекуле Ga₂Br₆ представлены в Табл. 1.

Трииодид галлия кристаллизуется в ромбической сингонии (пространственная группа С_тет). Параметры решетки: а=18,29 Е, b=5,94 Е, c=6,09 Е, z=4. Структура состоит из слоев с чередующимися атомами галлия и иода. Галлий имеет КЧ=4: четыре соседних атома иода в слое и по одному выше и ниже его. Расстояние в слое равно 3,04 Е, между слоями - 3,07 Е.

Данные спектральных исследований твердого иодида галлия свидетельствуют о наличии у него димерной мостиковой молекулы (симметрия D_2h) (рис.2). Структурные параметры Ga₂I₆ представлены в Табл. 1 [5].

На основании электронографических исследований установлено, что в парах трииодид галлия по большей части существует в форме мономера. Мономерная молекула представляет собой равносторонний треугольник с атомом галлия в центре; расстояние Ga-I равно 2,44±0,03Е [1].