Gallium är en mjuk, silverfärgad metall som används främst i elektroniska kretsar, halvledare och lysdioder (LED). Det är också användbart i högtemperaturtermometrar, barometrar, Läkemedel och kärnmedicinstester. Elementet har inget känt biologiskt värde.

naturligt element

i naturen finns gallium aldrig som ett fritt element och kan inte hittas i en väsentlig mängd i några mineraler. Snarare finns det i spårmängder i olika föreningar, inklusive zinkmalm och bauxit. Efter vikt, gallium utgör ca 0.0019 procent av jordskorpan, enligt PeriodicTable.com. det erhålls emellertid lätt genom smältning, och det mesta kommersiella gallium extraheras som en biprodukt av aluminium-och zinkproduktion, enligt Chemicool. De största producenterna av gallium är Australien, Ryssland, Frankrike och Tyskland.

bara fakta

• atomnummer (antal protoner i kärnan): 31
• Atomsymbol (på elementets periodiska tabell): ga
• atomvikt( atomens genomsnittliga massa): 69.723
• densitet: 5.91 gram per kubikcentimeter
• fas vid rumstemperatur: fast
• Smältpunkt: grader 85,57 grader Fahrenheit (29,76 grader Celsius)
• kokpunkt: 3,999 F (2,204 C)
• antal isotoper (atomer av samma element med ett annat antal neutroner): 24 vars halveringstider är kända
• vanligaste isotoper: två stabila Ga-69 (naturligt överflöd 60,1 procent) och Ga-71 (naturligt överflöd 39,9 procent).

en unik metall

på elementens periodiska tabell grupperas gallium i borfamiljen (Grupp 13), som inkluderar halvmetallbor (B) och metallerna aluminium (Al), gallium, indium (In) och tallium (Tl), enligt Kemi LibreTexts. Alla fem av dessa element har tre elektroner i sin yttre energinivå.

Gallium är en metall efter övergången. Dessa är metallelement som ligger mellan övergångsmetallerna och metalloiderna (icke-metaller) på det periodiska bordet. Metaller efter övergången har några av egenskaperna hos övergångsmetallerna men tenderar att vara mjukare och leda sämre. Metallerna efter övergången inkluderar några av Borfamiljelementen-aluminium, indium och tallium — men också tenn (Sn), bly (Pb) och vismut (Bi).

Gallium har några mycket unika egenskaper. Till exempel, även om det är ett fast ämne vid rumstemperatur (ca 77 F/ 22 C), är det fortfarande så mjukt att du kan klippa det med en kniv. Dessutom har den en låg smältpunkt på 85,57 F (29.76 C) — mindre än 10 grader över rumstemperatur-så om du skulle plocka upp en klump gallium skulle det bokstavligen smälta från värmen på din hand. Sedan om du sätter tillbaka det, skulle det stelna igen.

även med en så låg smältpunkt är galliums kokpunkt ganska hög vid 3,999 F (2,204 C), vilket ger den en av de största förhållandena mellan smältpunkt och kokpunkt för något element. Vid låga temperaturer är gallium ett sprött fast ämne som bryts ganska lätt, och liknar glas, det splittras conchoidalt (följer inte naturliga separationsplan).

använder

Gallium används främst i elektronik. Faktum är att cirka 95 procent av allt gallium som produceras används för att göra galliumarsenid (GaAs), en förening som används i mikrovågsugn och infraröda kretsar, halvledare och blå och violetta lysdioder, enligt Kemi förklarad. Galliumarsenid kan producera laserljus direkt från El och används i solpaneler, inklusive de på Mars Exploration Rover. Föreningen galliumnitrid (GaN) används som halvledare i Blu-ray-teknik, mobiltelefoner och trycksensorer för beröringsbrytare.

Galliumbindningar lätt med de flesta metaller och används ofta för att göra lågsmältande legeringar. Det är en av fyra metaller (inklusive kvicksilver, rubidium och cesium) som är flytande vid eller nära rumstemperatur. Av dessa fyra metaller är gallium det minst reaktiva och minst giftiga, vilket gör det till det mest säkra och miljövänliga valet för högtemperaturtermometrar, barometrar, värmeöverföringssystem och kyl-och värmeanordningar.

flytande gallium kan dock vara ganska svårt att arbeta med, eftersom det klamrar sig fast vid glas, hud och de flesta andra material (utom grafit, kvarts och Teflon). Den expanderar också när den fryser så att den inte kan förvaras i glasbehållare.

Gallium används också i vissa läkemedel och radiofarmaceutiska läkemedel. Till exempel används den radioaktiva isotopen Ga-67 som ett kärnmedicinstest för att leta efter inflammation, infektion eller cancer i kroppen.

Galliumnitrat används i många läkemedel och som behandling för hyperkalcemi, en sjukdom som kan leda till tillväxt av bentumörer. Gallium har också föreslagits som en behandling för cancer, infektionssjukdomar och inflammatorisk sjukdom. Exponering för stora mängder gallium kan emellertid orsaka irritation i halsen eller bröstet, och ångorna kan leda till vissa allvarliga tillstånd, enligt Kemi LibreTexts.

Discovery

innan gallium upptäcktes förutspåddes det av den ryska kemisten och uppfinnaren Dimitri Mendeleev, skaparen av det periodiska elementets tabell. Han namngav det saknade elementet eka-aluminium eftersom han visste att det skulle gå under aluminium på det periodiska bordet i ruta 31, enligt Chemicool.

elementet upptäcktes först av den franska kemisten Paul-Jacobmile Lecoq de Boisbaudran 1875, som hade studerat spektra för de kemiska elementen i 15 år (spektra är de linjer som produceras när kemiska element upphettas), enligt Kemi förklaras. Eftersom varje element producerar sin egen distinkta uppsättning linjer, eller spektra, var denna metod ett tillförlitligt sätt att identifiera element.

Lecoq de Boisbaudran undrade om element 31 kan hittas i zinkmalmer. Zink, som har ett atomnummer på 30, sitter bredvid gallium på det periodiska bordet. I augusti 1875, med hjälp av ett spektroskop, hittade Lecoq de Boisbaudran verkligen lite gallium, men bara i mycket små mängder. Han rapporterade att spektrumet för det nya elementet bestod av en smal, lätt synlig, violett stråle, enligt Kemi förklarad.

senare samma år erhöll Lecoq de Boisbaudran rent gallium genom elektrolys av galliumhydroxid i kaliumhydroxid, enligt Jefferson Lab. Lecoq de Boisbaudran fick sedan flera ton zinkmalm av gruvarbetare för sin forskning. Från denna malm kunde han producera några gram nästan rent gallium, enligt Kemi förklarad. Lecoq de Boisbaudran föreslog namnet gallium för det nya elementet, som kommer från det latinska ordet ”Gallia”, vilket betyder Frankrike.

Vem visste?

• flytande gallium kan inte förvaras i en glas-eller metallbehållare eftersom den expanderar 3,1 procent när den fryser.
• Gallium har det största vätskeområdet av någon metall.Neutrinoobservatoriet i Italien använder stora mängder galliumtriklorid för att studera solneutriner som produceras i solen. Neutrinos är partiklar skapade i universums första sekund-även före atomer-och görs kontinuerligt genom kärnreaktioner från solen och andra stjärnor, enligt University of Wisconsin-Madison.
• i sin renaste extraherade form är gallium en livlig silverfärg. Som en solid är den blågrå.
• ett annat ovanligt drag hos gallium är att det kan superkylas ganska enkelt. Superkylning är nedkylning av ett ämne under dess fryspunkt utan att göra det till ett fast ämne.
• cirka 95 procent av galliumförbrukningen är inom elektronikindustrin, enligt LibreTexts. Galliumarsenid och galliumnitrid representerar cirka 98% av galliumkonsumtionen i USA.
• Gallium har använts i kärnbomber för att stabilisera kristallstrukturen.
• när gallium målas på glas blir det en glänsande spegel.
• Galliums kokpunkt är mer än åtta gånger högre än dess smältpunkt på den absoluta skalan — det största förhållandet mellan smältpunkt och kokpunkt för något element.