a Gallium egy puha, ezüstös fém, amelyet elsősorban elektronikus áramkörökben, félvezetőkben és fénykibocsátó diódákban (LED-ek) használnak. Magas hőmérsékletű hőmérők, barométerek, gyógyszerek és Nukleáris Medicina tesztek esetében is hasznos. Az elemnek nincs ismert biológiai értéke.

természetes elem

a természetben a gallium soha nem található szabad elemként, és semmilyen ásványi anyagban nem található jelentős mennyiségben. Inkább nyomokban létezik különböző vegyületekben, beleértve a cink érceket és a bauxitot. Súly szerint a gallium körülbelül 0.0019% – a földkéreg szerint PeriodicTable.com. Könnyen nyert olvasztás, azonban a legtöbb kereskedelmi gallium ki, mint egy mellékterméke, alumínium, cink termelési szerint Chemicool. A gallium legnagyobb gyártói Ausztrália, Oroszország, Franciaország és Németország.

Csak a tényeket

• atomok száma (protonok száma a nucleus): 31
• Atomi szimbólum (a periódusos rendszer az elemeket): Ga
• Atom súlya (átlag tömege atom): 69.723
• Sűrűség: 5.91 g / köbcentiméter
• Fázis szobahőmérsékleten: szilárd
• Olvadáspont: fok 85.57 fok (29.76 Celsius fok)
• Forráspont: 3,999 F (2,204 C)
• Száma izotópok (atomok ugyanazon elem különböző számú neutront): 24, amelynek felezési ismert
• a leggyakoribb izotópok: Két stabil Ga-69 (természetes eloszlás 60.1 százalék), valamint a Ga-71 (természetes eloszlás 39.9 százalék).

egyedi fém

a periódusos rendszer az elemek, gallium-csoportban a Bór családi (csoport 13), amely magában foglalja a félig fém bór (B), valamint a fémek alumínium (Al), gallium, indium (A), valamint a tallium (Tl) szerint a Kémia LibreTexts. Mind az öt elemnek három elektronja van a külső energiaszintjükön.

a Gallium egy átmenet utáni fém. Ezek fémes elemek, amelyek az átmeneti fémek és a metalloidok (nemfémek) között helyezkednek el a periódusos rendszerben. Az átmenet utáni Fémek rendelkeznek az átmeneti fémek néhány tulajdonságával, de általában lágyabbak és rosszabbak. Az átmenet utáni fémek közé tartoznak a bórcsalád egyes elemei — alumínium, indium és tallium—, de az ón (Sn), az ólom (Pb) és a bizmut (Bi) is.

a Gallium néhány nagyon egyedi tulajdonsággal rendelkezik. Például, bár szobahőmérsékleten szilárd (körülbelül 77 F/ 22 C), még mindig olyan puha, hogy késsel vághatja le. Ezenkívül alacsony olvadáspontja 85,57 F (29.76 C) – kevesebb, mint 10 fokkal a szobahőmérséklet felett-tehát ha egy gallium darabot vennél fel, akkor szó szerint megolvadna a kezed melegéből. Akkor, ha visszaállítod, újra megszilárdul.

még ilyen alacsony olvadáspont mellett is elég magas a gallium forráspontja 3,999 F-nél (2,204 C), így ez az egyik legnagyobb arány bármely elem olvadáspontja és forráspontja között. Alacsony hőmérsékleten a gallium egy törékeny szilárd anyag, amely meglehetősen könnyen eltörik, az üveghez hasonlóan conchoidálisan összetörik (nem követi a szétválasztás természetes síkjait).

a galliumot elsősorban az elektronikában használják. Valójában az összes előállított gallium körülbelül 95% – át a gallium-arzenid (GaAs) előállítására használják, amelyet mikrohullámú és infravörös áramkörökben, félvezetőkben, valamint kék és lila LED-ekben használnak, a kémia magyarázata szerint. A Gallium-arzenid közvetlenül villamos energiából képes lézerfényt előállítani, amelyet napelem-panelekben használnak, beleértve a Mars Exploration Rover-t is. A gallium-nitrid (Gan) vegyületet a Blu-ray technológia, a mobiltelefonok és az érintőkapcsolók nyomásérzékelőinek félvezetőjeként használják.

a Gallium könnyen kötődik a legtöbb fémhez, és általában alacsony olvadáspontú ötvözetek készítésére használják. Ez egyike annak a négy fémnek (beleértve a higanyt, a rubídiumot és a céziumot), amelyek szobahőmérsékleten vagy annak közelében folyékonyak. E négy fém közül a gallium a legkevésbé reakcióképes és legkevésbé mérgező, így a legbiztonságosabb és környezetbarát választás a magas hőmérsékletű hőmérők, barométerek, hőátadó rendszerek, valamint a hűtő-és fűtőberendezések számára.

folyékony gallium lehet elég nehéz dolgozni, azonban, mivel ragaszkodik az üveg, a bőr és a legtöbb egyéb anyagok (kivéve grafit, kvarc és Teflon). Ezenkívül kibővül, amikor lefagy, így nem tárolható üvegtartályokban.a

galliumot egyes gyógyszerekben és radiofarmakonokban is alkalmazzák. Például a ga-67 radioaktív izotópot nukleáris gyógyszervizsgálatként használják gyulladás, fertőzés vagy rák keresésére a szervezetben.

a Gallium-nitrátot számos gyógyszerben alkalmazzák hiperkalcémia kezelésére, amely betegség csontdaganatok növekedéséhez vezethet. A Gallium a rák, a fertőző betegségek és a gyulladásos betegségek kezelésére is javasolt. A nagy mennyiségű galliumnak való kitettség azonban torok-vagy mellkasi irritációt okozhat, a füstök pedig súlyos állapotokhoz vezethetnek a kémiai Libretextusok szerint.

Discovery

a gallium felfedezése előtt Dimitri Mendelejev orosz kémikus és feltaláló, az elemek periódusos rendszerének megalkotója jósolta meg. A Chemicool szerint az Eka-alumínium hiányzó elemét nevezte el, mert tudta, hogy az alumínium alá kerül a periódusos táblázatban a 31.dobozban.

az elemet először Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran francia kémikus fedezte fel 1875-ben, aki 15 éve tanulmányozta a kémiai elemek spektrumát (a spektrumok a kémiai elemek melegítésekor előállított vonalak), a kémia magyarázata szerint. Mivel minden elem saját megkülönböztető sorokat vagy spektrumokat állít elő, ez a módszer megbízható módja volt az elemek azonosításának.

Lecoq de Boisbaudran azon tűnődött, vajon a 31-es elem megtalálható-e a cink ércekben. A cink, amelynek atomszáma 30, a gallium mellett ül a periódusos asztalon. 1875 augusztusában egy spektroszkóppal Lecoq de Boisbaudran valóban talált galliumot, de csak nagyon kis mennyiségben. Arról számolt be, hogy az új elem spektruma keskeny, könnyen látható, lila sugárból áll, a kémia magyarázata szerint.

abban az évben később a Lecoq de Boisbaudran tiszta galliumot kapott a gallium-hidroxid kálium-hidroxid elektrolízisével, a Jefferson Lab szerint. Lecoq de Boisbaudran ezután kapott több tonna cink érc bányászok az ő kutatási. Ebből az ércből néhány gramm majdnem tiszta galliumot tudott előállítani, a kémia magyarázata szerint. Lecoq de Boisbaudran javasolta a gallium nevet az új elemhez, amely a Latin “Gallia” szóból származik, jelentése Franciaország.

ki tudta?

• a folyékony galliumot nem lehet üveg vagy fém tartályban tartani, mert lefagyásakor 3, 1% – kal bővül.
• a Gallium minden fém legnagyobb folyadéktartományával rendelkezik.
• az olaszországi Neutrino Obszervatórium nagy mennyiségű gallium-trikloridot használ a napfényben termelt napneutrínók tanulmányozására. A neutrínók az univerzum első másodpercében — még az atomok előtt is — létrejövő részecskék, amelyeket folyamatosan a nap és más csillagok nukleáris reakciói révén hoznak létre a Wisconsin-Madison Egyetem szerint.
• legtisztább kivont formájában a gallium élénk ezüst színű. Szilárd anyagként kék-szürke.
• a gallium másik szokatlan tulajdonsága, hogy nagyon könnyen túlhűthető. A túlhűtés egy anyag lehűlése a fagyasztási pont alatt, anélkül, hogy szilárdvá válna.
• a Galliumfogyasztás körülbelül 95% – a az elektronikai iparban van, a LibreTexts szerint. A Gallium-arzenid és a gallium-nitrid a galliumfogyasztás mintegy 98% – át teszi ki az Egyesült Államokban.
• a galliumot atombombákban használták a kristályszerkezet stabilizálására.
• üvegre festve a gallium fényes tükörré változik.
• a Gallium forráspontja az abszolút skálán több mint nyolcszor magasabb, mint olvadáspontja-ez a legnagyobb arány bármely elem olvadáspontja és forráspontja között.