Articles

ガリウムについての事実

ガリウムは、主に電子回路、半導体、発光ダイオード(Led)で使用される柔らかい銀色の金属です。 それは高温温度計、気圧計、医薬品および核薬テストにまた有用である。 この要素には既知の生物学的価値はありません。

天然元素

自然界では、ガリウムは遊離元素として発見されることはなく、あらゆる鉱物にかなりの量で発見することはできません。

むしろ、それは亜鉛鉱石およびボーキサイトを含む様々な化合物中に微量に存在する。 重量では、ガリウムは約0を構成しています。によると、地球の地殻の0019パーセント、PeriodicTable.comしかしそれは製錬によって容易に得られ、Chemicoolに従ってほとんどの商業ガリウムはアルミニウムおよび亜鉛生産の副産物として、得られます。 ガリウムの最大の生産者は、オーストラリア、ロシア、フランス、ドイツです。p>

ちょうど事実

  • 原子番号(核内の陽子の数):31
  • 原子記号(元素の周期表上):Ga
  • 原子量(原子の平均質量):69.723
  • 密度:5.91グラム/立方センチメートル
  • : 固体
  • 融点:度85.57華氏(29.76℃)
  • 沸点:3,999F(2,204℃)
  • 同位体の数(中性子の数が異なる同じ元素の原子):半減期が知られている24
  • 最も一般的な同位体:二つの安定したGa-69(自然存在量60.1%)とGa-71(自然存在量60.1%)39.9%)。
ガリウムの電子配置と元素特性。 (画像クレジット: Greg Robson/Creative Commons,Andrei Marincas)

ユニークな金属

元素の周期表では、ガリウムは半金属ホウ素(b)と金属アルミニウム(Al)、ガリウム、インジウム(In)、タリウム(Tl)を含むホウ素ファミリー(第13族)にグループ化されている。 これらの5つの元素はすべて、外側のエネルギー準位に3つの電子を持っています。ガリウムは遷移後の金属である。

ガリウムは遷移後の金属である。

これらは、周期律表上の遷移金属と半金属(非金属)との間に位置する金属元素である。 遷移後金属は遷移金属の特性のいくつかを有するが、より柔らかくなり、より貧弱になる傾向がある。 遷移後の金属には、アルミニウム、インジウム、タリウムなどのホウ素族元素の一部が含まれますが、スズ(Sn)、鉛(Pb)、ビスマス(Bi)も含まれます。

ガリウムはいくつかの非常にユニークな性質を持っています。 例えば、それは室温(約77F/22C)で固体ですが、それはまだあなたがナイフでそれを切ることができるほど柔らかいです。 さらに、それは85.57Fの低い融点を有する(29。76C)—室温より10度未満-あなたがガリウムの塊を拾うならば、それは文字通りあなたの手の暖かさから溶けるでしょう。 その後、あなたがそれを下に戻すと、それは再び凝固するでしょう。このような低い融点であっても、ガリウムの沸点は3,999F(2,204C)で非常に高く、任意の元素の融点と沸点との間の最大の比の1つを与えます。

このような低融点であっても、ガリウムの沸点は3,999F(2,204C)で非常に高く、それを与えます。 低温では、ガリウムは非常に容易に壊れる脆い固体であり、ガラスと同様に、それはconchoidally粉砕する(自然な分離面に従わない)。

使用

ガリウムは主に電子機器で使用されます。 実際には、生成されたすべてのガリウムの約95パーセントは、ガリウムヒ素(GaAs)、マイクロ波および赤外線回路、半導体および青色および紫色Ledで使用される ヒ化ガリウムは、電気から直接レーザー光を生成することができ、火星探査ローバーのものを含む太陽電池パネルで使用されています。 化合物窒化ガリウム(GaN)は、ブルーレイ技術、携帯電話、タッチスイッチ用の圧力センサの半導体として使用されています。

ガリウムはほとんどの金属と容易に結合し、一般的に低融点合金を製造するために使用されます。

ガリウムは、低融点合金を製造するため これは、室温またはその近くで液体である4つの金属(水銀、ルビジウム、セシウムを含む)の1つです。 これらの4つの金属のうち、ガリウムは最も反応性が低く、毒性が低く、高温温度計、気圧計、熱伝達システム、冷却および加熱装置にとって最も安全で環境に優しい選択肢となっています。液体ガリウムは、ガラス、皮膚および他のほとんどの材料(グラファイト、石英、テフロンを除く)にしがみつくので、しかし、で動作することは非常に困難で それはまた凍っている従ってガラス容器で貯えることができないとき拡大します。ガリウムは、いくつかの医薬品および放射性医薬品にも使用されている。

例えば、放射性同位体Ga-67は、体内の炎症、感染症または癌を探すための核医学検査として使用されます。硝酸ガリウムは、多くの医薬品および骨腫瘍の増殖を引き起こす可能性のある疾患である高カルシウム血症の治療薬として使用されています。

ガリウムはまた癌、感染症および炎症性疾患のための処置として提案されました。 しかし、大量のガリウムに曝されると喉や胸部の刺激を引き起こす可能性があり、化学LibreTextsによると、煙霧は深刻な状態につながる可能性があります。

発見

ガリウムが発見される前は、元素周期表の作成者であるロシアの化学者で発明家のDimitri Mendeleevによって予測されていました。 Chemicoolによると、彼はそれがボックス31の周期表のアルミニウムの下に行くことを知っていたので、彼は欠けている要素eka-aluminumと命名しました。

この元素は、1875年にフランスの化学者Paul-Émile Lecoq de Boisbaudranによって最初に発見され、15年間化学元素のスペクトルを研究していた(スペクトルは化学元素が加熱されたときに生成される線である)。 各要素は独自の特徴的な線のセット、またはスペクトルを生成するので、この方法は要素を識別するための信頼できる方法でした。

Lecoq de Boisbaudranは、元素31が亜鉛鉱石から見つかるかもしれないかどうか疑問に思った。 30の原子番号を有する亜鉛は、周期表上のガリウムの隣に座っています。 1875年8月、lecoq de Boisbaudranは分光器を使ってガリウムを発見したが、ごく少量であった。 彼は、化学の説明によると、新しい元素のスペクトルは、狭く、容易に見える、紫色の光線で構成されていると報告した。

その年の後半、Lecoq de Boisbaudranは、jefferson Labによると、水酸化カリウム中の水酸化ガリウムの電気分解によって純粋なガリウムを得た。 ルコック・デ・ボイスボードランはその後、彼の研究のために鉱山労働者から数トンの亜鉛鉱石を与えられました。 この鉱石から、彼は化学が説明したように、ほぼ純粋なガリウムの数グラムを生成することができました。 Lecoq de Boisbaudranは、フランスを意味するラテン語の”Gallia”に由来する新しい元素の名前galliumを提案しました。

誰が知っていましたか?

  • 液体ガリウムは、凍結すると3.1%膨張するため、ガラスや金属の容器に保管することはできません。
  • ガリウムは、任意の金属の最大の液体範囲を持っています。
  • イタリアのニュートリノ天文台は、太陽の中で生成された太陽ニュートリノを研究するために大量の三塩化ガリウムを使用しています。 ニュートリノは、宇宙の第一秒で作られた粒子であり、原子の前でさえも、太陽や他の星の核反応によって継続的に作られているとウィスコンシン大学マディソン校によると。
  • その最も純粋な抽出された形では、ガリウムは活気のある銀色です。 固体として、それは青灰色です。
  • ガリウムのもう一つの珍しい特徴は、それが非常に簡単に過冷却することができるということです。 過冷却は、固体にそれを回すことなく、その凝固点以下の物質の冷却です。
  • LibreTextsによると、ガリウム消費の約95%が電子産業にあります。 ヒ化ガリウムと窒化ガリウムは、米国のガリウム消費量の約98%を占めています。
  • ガリウムは、結晶構造を安定させるために核爆弾に使用されてきました。
  • ガラスに塗ると、ガリウムは光沢のある鏡に変わります。
  • ガリウムの沸点は、絶対スケールでの融点よりも8倍以上高い—任意の要素の融点と沸点との間の最大の比率。