galiu este un metal moale, argintiu utilizat în principal în circuite electronice, semiconductori și diode emițătoare de lumină (LED-uri). Este, de asemenea, util în termometre de înaltă temperatură, barometre, produse farmaceutice și teste de medicină nucleară. Elementul nu are o valoare biologică cunoscută.

element Natural

în natură, galiul nu se găsește niciodată ca element liber și nu poate fi găsit într-o cantitate substanțială în niciun mineral. Mai degrabă, există în cantități mici în diferiți compuși, inclusiv minereuri de zinc și bauxită. În greutate, galiul reprezintă aproximativ 0.0019% din scoarța terestră, conform PeriodicTable.com. cu toate acestea, se obține cu ușurință prin topire, iar majoritatea galiului comercial este extras ca produs secundar al producției de aluminiu și zinc, conform Chemicool. Cei mai mari producători de galiu sunt Australia, Rusia, Franța și Germania.

doar faptele

• număr Atomic (numărul de protoni din nucleu): 31
• simbol Atomic( pe tabelul periodic al elementelor): Ga
• greutate atomică (masa medie a atomului): 69.723
• densitate: 5.91 grame pe centimetru cub
• fază la temperatura camerei: solid
• punct de topire: grade 85,57 grade Fahrenheit (29,76 grade Celsius)
• punct de fierbere: 3.999 F (2.204 C)
• Numărul de izotopi (atomi ai aceluiași element cu un număr diferit de neutroni): 24 ale căror timpi de înjumătățire sunt cunoscuți
• izotopi cei mai comuni: doi ga-69 stabili (abundență naturală 60,1%) și Ga-71 (abundență naturală 39, 9 la sută).

un metal unic

în tabelul periodic al elementelor, galiul este grupat în familia borului (grupa 13), care include borul semimetal (B) și metalele aluminiu (Al), galiu, indiu (In) și taliu (Tl), conform Libretexelor chimice. Toate aceste cinci elemente au trei electroni în nivelul lor de energie exterioară.

galiul este un metal post-tranziție. Acestea sunt elemente metalice situate între metalele de tranziție și metaloizii (nemetale) din tabelul periodic. Metalele Post-tranziție au unele dintre trăsăturile metalelor de tranziție, dar tind să fie mai moi și să se comporte mai slab. Metalele post-tranziție includ unele dintre elementele familiei borului-aluminiu, indiu și taliu — dar și staniu (Sn), plumb (Pb) și bismut (Bi).

galiul are câteva calități unice. De exemplu, deși este un solid la temperatura camerei (aproximativ 77 F/ 22 C), este încă atât de moale încât îl puteți tăia cu un cuțit. În plus, are un punct de topire scăzut de 85,57 F (29.76 C) — mai puțin de 10 grade peste temperatura camerei-deci, dacă ar fi să ridicați o bucată de galiu, s-ar topi literalmente din căldura mâinii. Apoi, dacă l-ați pus înapoi, s-ar solidifica din nou.

chiar și cu un punct de topire atât de scăzut, punctul de fierbere al galiului este destul de ridicat la 3.999 F (2.204 C), oferindu-i unul dintre cele mai mari raporturi dintre punctul de topire și punctul de fierbere al oricărui element. La temperaturi scăzute, galiul este un solid fragil care se rupe destul de ușor și, similar cu sticla, se sparge conchoidal (nu urmează planurile naturale de separare).

utilizări

galiul este utilizat în principal în electronică. De fapt, aproximativ 95% din tot galiul produs este utilizat pentru a produce arsenid de galiu (GaAs), un compus utilizat în circuitele cu microunde și infraroșu, semiconductori și LED-uri albastre și violete, potrivit chimiei explicate. Arsenidul de galiu poate produce lumină laser direct din electricitate și este utilizat în panourile solare, inclusiv în cele de pe Mars Exploration Rover. Nitrura de galiu compusă (GaN) este utilizată ca semiconductor în tehnologia Blu-ray, telefoane mobile și senzori de presiune pentru comutatoare tactile.

galiu legături ușor cu cele mai multe metale și este frecvent utilizat pentru a face aliaje low-topire. Este unul dintre cele patru metale (inclusiv mercur, rubidiu și cesiu) care sunt lichide la sau aproape de temperatura camerei. Dintre aceste patru metale, galiul este cel mai puțin reactiv și cel mai puțin toxic, ceea ce îl face cea mai sigură și mai ecologică alegere pentru termometre, barometre, sisteme de transfer de căldură și dispozitive de răcire și încălzire.

galiul lichid poate fi destul de dificil de lucrat, totuși, deoarece se agață de sticlă, piele și majoritatea celorlalte materiale (cu excepția grafitului, cuarțului și teflonului). De asemenea, se extinde atunci când îngheață, astfel încât nu poate fi depozitat în recipiente de sticlă.

galiul este, de asemenea, utilizat în unele produse farmaceutice și radiofarmaceutice. De exemplu, izotopul radioactiv Ga-67 este utilizat ca test de medicină nucleară pentru a căuta inflamații, infecții sau cancer în organism.

nitratul de galiu este utilizat în multe produse farmaceutice și ca tratament pentru hipercalcemie, o boală care poate duce la creșterea tumorilor osoase. Galiul a fost, de asemenea, sugerat ca tratament pentru cancer, boli infecțioase și boli inflamatorii. Cu toate acestea, expunerea la cantități mari de galiu poate provoca iritații ale gâtului sau pieptului, iar fumul poate duce la unele afecțiuni grave, potrivit Libretexelor chimice.

descoperire

înainte de descoperirea galiului, a fost prezis de chimistul și inventatorul rus Dimitri Mendeleev, creatorul tabelului periodic al elementelor. El a numit elementul lipsă Eka-aluminiu pentru că știa că va merge sub aluminiu pe tabelul periodic din caseta 31, potrivit Chemicool.

elementul a fost descoperit pentru prima dată de chimistul francez Paul-Inquxmile Lecoq de Boisbaudran în 1875, care studiase spectrele elementelor chimice de 15 ani (spectrele sunt liniile produse atunci când elementele chimice sunt încălzite), conform chimiei explicate. Deoarece fiecare element produce propriul set distinctiv de linii sau Spectre, această metodă a fost o modalitate fiabilă de identificare a elementelor.

Lecoq de Boisbaudran se întreba dacă elementul 31 ar putea fi găsit în minereurile de zinc. Zincul, care are un număr atomic de 30, se află lângă galiu pe tabelul periodic. În August 1875, folosind un spectroscop, Lecoq de Boisbaudran a găsit într-adevăr ceva galiu, dar numai în cantități foarte mici. El a raportat că spectrul noului element a fost compus dintr-o rază îngustă, ușor vizibilă, violetă, conform chimiei explicate.mai târziu în acel an, Lecoq de Boisbaudran a obținut galiu pur prin electroliza hidroxidului de galiu în hidroxidul de potasiu, potrivit Jefferson Lab. Lecoq de Boisbaudran a primit apoi câteva tone de minereu de zinc de către mineri pentru cercetările sale. Din acest minereu, el a fost capabil să producă câteva grame de galiu aproape pur, potrivit chimiei explicate. Lecoq de Boisbaudran a propus numele de galiu pentru noul element, care provine din cuvântul Latin „Gallia”, adică Franța.

Cine știa?

• galiul lichid nu poate fi păstrat într-un recipient din sticlă sau metal, deoarece se extinde cu 3,1% atunci când îngheață.
• galiul are cea mai mare gamă de lichide din orice metal.
• Observatorul Neutrino din Italia folosește cantități mari de triclorură de galiu pentru a studia neutrinii solari produși la soare. Neutrinii sunt particule create în prima secundă a universului – chiar înainte de atomi-și sunt făcute continuu prin reacții nucleare ale soarelui și ale altor stele, potrivit Universității din Wisconsin-Madison.
• în cea mai pură formă extrasă, galiul este o culoare argintie vibrantă. Ca solid, este albastru-gri.
• o altă trăsătură neobișnuită a galiului este că poate fi supercooled destul de ușor. Supercooling este răcirea unei substanțe sub punctul său de îngheț, fără ao transforma într-un solid. aproximativ 95% din consumul de galiu este în industria electronică, potrivit Libretexelor. Arsenidul de galiu și nitrura de galiu reprezintă aproximativ 98% din consumul de galiu în Statele Unite.
• galiu a fost folosit în bombe nucleare pentru a stabiliza structura cristalină.
• când este vopsit pe sticlă, galiul se transformă într-o oglindă lucioasă.
• punctul de fierbere al galiului este de peste opt ori mai mare decât punctul său de topire pe scara absolută — cel mai mare raport dintre punctul de topire și punctul de fierbere al oricărui element.