Gallium je měkký, stříbřitý kov používaný především v elektronických obvodech, polovodičích a světelných diodách (LED). Je také užitečný při vysokoteplotních teploměrech, barometrech, testech léčiv a nukleární medicíny. Prvek nemá žádnou známou biologickou hodnotu.

Přírodní prvek,

V přírodě, gallium je nikdy nalezen jako volný prvek a nelze nalézt v podstatném množství v žádné minerály. Spíše existuje ve stopových množstvích v různých sloučeninách, včetně zinkových rud a bauxitu. Podle hmotnosti, gallium tvoří asi 0.0019 procent Zemské kůry, podle PeriodicTable.com. To je snadno získaný tavení, nicméně, a většina komerčních gallium se získává jako vedlejší produkt z hliníku a zinku výroby, podle Chemicool. Největšími producenty Galia jsou Austrálie, Rusko, Francie a Německo.

fakta

• Atomové číslo (počet protonů v jádře): 31
• Atomové symbol (na periodické tabulky prvků): Ga
• Atomové hmotnosti (průměrné hmotnosti atomu): 69.723
• Hustota: 5.91 g na krychlový centimetr
• Fáze při pokojové teplotě: pevné
• bod Tání: stupně 85.57 stupňů Fahrenheita (29.76 stupňů Celsia)
• bod Varu: 3,999 F (2,204 C)
• Počet izotopů (atomy téhož prvku s různým počtem neutronů): 24, jejichž poločasy jsou známé
• nejběžnější izotopy: Dva stabilní Ga-69 (přírodní hojnosti je 60,1 procenta) a Ga-71 (přírodní hojnosti 39,9 procenta).

unikátní kovové

Na periodickou tabulku prvků, gallium je seskupena v Boru rodina (skupina 13), která zahrnuje semi-metal boru (B) a kovy hliník (Al), galium, indium (In) a thallium (Tl), podle Chemie LibreTexts. Všech pět těchto prvků má ve své vnější energetické úrovni tři elektrony.

Gallium je post-přechodový kov. Jedná se o kovové prvky umístěné mezi přechodnými kovy a metaloidy (nekovy) v periodické tabulce. Post-přechodové kovy mají některé vlastnosti přechodných kovů, ale mají tendenci být měkčí a chovat se špatně. Post-přechodové kovy zahrnují některé prvky rodiny Boru-hliník — indium a thallium – ale také cín (Sn), olovo (Pb) a vizmut (Bi).

Gallium má některé velmi jedinečné vlastnosti. Například, i když je pevná látka při pokojové teplotě (asi 77 F / 22 C), je stále tak měkká, že ji můžete řezat nožem. Kromě toho má nízkou teplotu tání 85,57 F (29.76 C) – méně než 10 stupňů nad pokojovou teplotou – takže pokud byste měli vyzvednout kus Galia, doslova by se roztavil z tepla vaší ruky. Pak, pokud ji nastavíte zpět, znovu ztuhne.

Dokonce i s tak nízkou teplotu tání, gallium je bod varu je poměrně vysoká na 3,999 F (2,204 C), což je jeden z největších poměrů mezi bodem tání a bodem varu jakéhokoli prvku. Při nízkých teplotách je gallium křehká pevná látka, která se poměrně snadno rozbije a podobně jako sklo se rozbije konchoidálně (nesleduje přirozené roviny separace).

používá

Gallium se používá především v elektronice. Ve skutečnosti se asi 95 procent veškerého vyrobeného Gallia používá k výrobě arsenidu Gallia (GaAs), sloučeniny používané v mikrovlnných a infračervených obvodech, polovodičích a modrých a fialových LED diodách, podle vysvětlení chemie. Arsenid Gallia může produkovat laserové světlo přímo z elektřiny a používá se v solárních panelech, včetně těch na Mars Exploration Rover. Sloučenina nitrid Gallia (GaN) se používá jako polovodič v technologii Blu-ray, mobilních telefonech a tlakových senzorech pro dotykové spínače.

Gallium se snadno váže s většinou kovů a běžně se používá k výrobě slitin s nízkou teplotou tání. Je to jeden ze čtyř kovů (včetně rtuti, rubidia a cesia), které jsou kapalné při pokojové teplotě nebo v její blízkosti. Z těchto čtyř kovů je gallium nejméně reaktivní a nejméně toxický, což z něj činí nejbezpečnější a nejekologičtější volbu pro vysokoteplotní teploměry, barometry, systémy přenosu tepla a chladicí a topná zařízení.

s tekutým galliem však může být obtížné pracovat, protože se drží skla, kůže a většiny ostatních materiálů (kromě grafitu, křemene a teflonu). Také se rozšiřuje, když zamrzne, takže jej nelze skladovat ve skleněných nádobách.

Gallium se také používá v některých léčivech a radiofarmakách. Například radioaktivní izotop Ga-67 se používá jako nukleární medicína testu, kvůli zánětu, infekce nebo rakoviny v těle.

dusičnan Gallium se používá v mnoha léčivech a jako léčba hyperkalcémie, což je onemocnění, které může vést k růstu kostních nádorů. Gallium bylo také navrženo jako léčba rakoviny, infekčních onemocnění a zánětlivých onemocnění. Nicméně, vystavení velkému množství Gallia může způsobit podráždění krku nebo hrudníku, a výpary mohou vést k některým vážným stavům, podle Chemistry LibreTexts.

Objev

Před gallia byla objevena, byl předpověděl ruský chemik a vynálezce Dimitrij Mendělejev, tvůrce periodické tabulky prvků. Chybějící prvek pojmenoval eka-hliník, protože věděl, že v periodické tabulce v kolonce 31 půjde pod hliník, podle Chemicool.

prvek byl poprvé objeven francouzský chemik Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran v roce 1875, který byl studiem spekter chemických prvků 15 let (spektra jsou linky vyrobené při chemické prvky jsou vyhřívaný), v závislosti na Chemii Vysvětlil. Protože každý prvek vytváří svou vlastní charakteristickou sadu čar, nebo spektra, tato metoda byla spolehlivým způsobem identifikace prvků.

Lecoq de Boisbaudran uvažoval, zda se prvek 31 nachází v zinkových rudách. Zinek, který má atomové číslo 30, sedí vedle Galia v periodické tabulce. V srpnu 1875, pomocí spektroskopu, Lecoq de Boisbaudran skutečně našel nějaké Galium, ale jen ve velmi malých množstvích. Uvedl, že spektrum nového prvku bylo složeno z úzkého, snadno viditelný, fialový paprsek, podle vysvětlení chemie.

později téhož roku získal Lecoq de Boisbaudran čisté gallium elektrolýzou hydroxidu Gallia v hydroxidu draselného, podle Jeffersonovy laboratoře. Lecoq de Boisbaudran pak dostal několik tun zinkové rudy horníky pro svůj výzkum. Z této rudy byl podle vysvětlení chemie schopen vyrobit několik gramů téměř čistého Gallia. Lecoq de Boisbaudran navrhl název gallium pro nový prvek, který pochází z latinského slova „Gallia“, což znamená Francie.

kdo to věděl?

• tekuté gallium nelze uchovávat ve skleněné nebo kovové nádobě, protože při zmrazení expanduje o 3,1 procenta.
• Gallium má největší rozsah kapalin ze všech kovů.
• Observatoř neutrin v Itálii používá velké množství chloridu Galia ke studiu slunečních neutrin produkovaných na slunci. Neutrina jsou částice vytvořené v první sekundě vesmíru-ještě před atomy-a jsou neustále vytvářeny jadernými reakcemi slunce a dalších hvězd, podle University of Wisconsin-Madison.
• ve své nejčistší extrahované formě je gallium zářivou stříbrnou barvou. Jako pevná látka je modrošedá.
• další neobvyklou vlastností Gallia je to, že může být poměrně snadno podchlazeno. Podchlazení je ochlazení látky pod bodem mrazu, aniž by se změnila na pevnou látku.
• přibližně 95 procent spotřeby Gallia je v elektronickém průmyslu, podle LibreTexts. Arsenid Gallia a nitrid Gallia představují asi 98% spotřeby Gallia ve Spojených státech.
• Gallium bylo použito v jaderných bombách ke stabilizaci krystalové struktury.
• při malování na sklo se gallium změní na lesklé zrcadlo.
• Gallium je bod varu je více než osmkrát vyšší, než je jeho teplota tání na absolutní měřítko — nejlepší poměr mezi bodem tání a bodem varu jakéhokoli prvku.