Галлий / Gallium (Ga)
Атомный номер	31
Внешний вид	Файл:Gallium1 640x480.jpg
Свойства атома
Атомная масса (молярная масса)	69,723 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома	141 пм
Энергия ионизации (первый электрон)	578,7 (6,00) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация	[Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p¹
Химические свойства
Ковалентный радиус	126 пм
Радиус иона	(+3e) 62 (+1e) 81 пм
Электроотрицательность (по Полингу)	1,81
Электродный потенциал	0
Степени окисления	3
Термодинамические свойства
Плотность	5,91 г/см³
Удельная теплоёмкость	0,372 Дж/(K·моль)
Теплопроводность	28,1 Вт/(м·K)
Температура плавления	302,93 K
Теплота плавления	5,59 кДж/моль
Температура кипения	2 676 K
Теплота испарения	270,3 кДж/моль
Молярный объём	11,8 см³/моль
Кристаллическая решётка
Структура решётки	орторомбическая
Период решётки	4,510 Å
Отношение c/a	n/a
Температура Дебая	240,00 K

История[]

Впервые существование этого элемента предсказано Д. И. Менделеевым в 1871 на основании открытого им периодического закона. Он предсказал его плотность — 5,9 г/см³. В 1875 году французский химик Поль Эмиль Лекок де Буабодран (Р. Е. Lecoq de Boisbaudran) выделил этот элемент из цинковых руд. Де Буабодран определил плотность галлия — 4,7 г/см³, что не соответствовало значению, предсказанному Менделеевым. Уточненное значение плотности галлия (5,904 г/см³) совпало с предсказанием Менделеева.

Происхождение названия[]

Д. И. Менделеев назвал этот элемент эка-алюминием. Поль Эмиль Лекок де Буабодран назвал его в честь своей родины Франции, по её латинскому названию — Галлия (Gallia). Примечательно так же, что cимвол Франции — петух (по-французски — le coq), так что в названии элемента его первооткрыватель неявно увековечил и свою фамилию. Кроме того на латыни «петух» — gallus.

Нахождение в природе[]

Содержание в земной коре 1,8·10^-30% по массе. Галлий относится к рассеянным элементам. В природе встречается в виде очень редких минералов: зенгеита Ga(OH)₃, галлита CuGaS₂ и других. Является спутником алюминия, цинка, германия, железа; содержится в сфалеритах, нефелине, натролите, бокситах, германите, в углях и железных рудах некоторых месторождений.

Получение[]

Основной источник галлия — алюминатные растворы, получаемые при переработке глинозёма. После удаления большей части алюминия и многократного концентрирования образуется щелочной раствор, содержащий галлий и алюминий. Галлий выделяют электролизом этого раствора.

Физические и химические свойства[]

Галлий — легкоплавкий светло серый металл с синеватым оттенком. Расплав галлия может находиться в жидком состоянии при температуре ниже температуры плавления (29,75 °C). Температура кипения — 2200 °C, это объясняется тем, что в жидком галлии плотная упаковка атомов с координационным числом 12. Для ее разрушения надо затратить много энергии.

Кристаллическая решетка образована двухатомными молекулами Ga₂, связанными между собой ван-дер-ваальсовыми силами, длина связи 0,244 нм.

Стандартный электродный потенциал пары Ga³⁺/Ga равен −0,53 В, Ga находится в электрохимическом ряду до водорода.

По химическим свойствам галлий сходен с алюминием. На воздухе Ga покрывается оксидной пленкой, предохраняющей от дальнейшего окисления. С мышьяком, фосфором, сурьмой образует арсенид, фосфид и антимонид галлия, с серой, селеном, теллуром — халькогениды. При нагревании Ga реагирует с кислородом. С хлором и бромом галлий взаимодействует при комнатной температуре, с иодом — при нагревании. Галогениды галлия образуют димеры Ge₂X₆.

Галлий образует полимерные гидриды:

4LiH + GaCl₃ = Li[GaH₄] + 3LiCl.

Устойчивость ионов падает в ряду BH₄^- → AlH₄^- → GaH₄^-. Ион BH₄^- устойчив в водном растворе, AlH₄^- и GaH₄^- быстро гидролизуются:

GaH₄- + 4H₂O = Ga(OH)₃ + OH^- + 4H₂^-.

При нагревании под давлением галлий реагирует с водой:

2Ga + 4H₂O = 2GaOOH + 3H₂^-.

С минеральными кислотами Ga медленно реагирует с выделением водорода:

2Ga + 6HCl = 2GaCl₃ + 3H₂↑.

Галлий растворяется в щелочах с образованием гидроксогаллатов:

2Ga + 6H₂O + 2NaOH = 2Na[Ga(OH)₄] + 3H₂↑.

Оксид и гидроксид галлия проявляют амфотерные свойства, хотя основные свойства у них по сравнению с алюминием усилены:

Ga₂O₃ + 6HCl = 2GaCl₂;

Ga₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O = 2Na[Ge(OH)₄];

Ga₂O₃ + Na₂CO₃ = 2NaGaO₂ + CO₂.

При подщелачивании раствора какой-либо соли галлия выделяется гидроксид галлия переменного состава Ge₂O₃·xH₂O:

Ga(NO₃)₂ + 3NaOH = Ga(OH)₃ + 3NaNO₃.

При растворении Ga(OH)₃ и Ga₂O₃ в кислотах образуются аквакомплексы [Ga(H₂O)₆]³⁺, поэтому из водных растворов соли галлия выделяются в виде кристаллогидратов, например, хлорид галлия GaCl₃·6H₂O, галлийкалиевые квасцы KGa(SO₄)₂·12H₂O. Аквакомплексы галлия в растворах бесцветны.

Применение[]

Арсенид галлия GaAs — перспективный материал для полупроводниковой электроники.

Изотоп галлий-71 является важнейшим материалом для регистрации нейтрино, и в этой связи перед техникой стоит весьма актуальная задача выделения этого изотопа из природной смеси в целях повышения чувствительности детекторов нейтрино. Так как содержание ⁷¹Ga составляет в природной смеси изотопов около 39,9 %, то выделение чистого изотопа и использование его в качестве детектора нейтрино способно повысить чувствительность регистрации в 2,5 раза.

Галлий дорог, в 2005 году на мировом рынке тонна галлия стоила 1,2 млн долларов США, и в связи с высокой ценой и в то же время с большой потребностью в этом металле очень важно наладить его полное извлечение при алюминиевом производстве и переработке каменных углей на жидкое топливо.

Галлий имеет ряд сплавов, жидких при комнатной температуре, и один из его сплавов имеет температуру плавления 3 °C, но с другой стороны галлий (сплавы в меньшей степени) весьма агрессивен к большинству конструкционных материалов (растрескивание и размывание сплавов при высокой температуре), и как теплоноситель он малоэффективен, а зачастую просто неприемлем.

Галлий — превосходный смазочный материал. На основе галлия и никеля, галлия и скандия созданы практически очень важные металлические клеи.

Оксид галлия входит в состав ряда стратегически важных лазерных материалов группы гранатов — ГСГГ,ИАГ,ИСГГ и др.

Биологическая роль и особенности обращения[]

Не играет биологической роли.

Контакт кожи с галлием приводит к тому, что сверхмалые дисперсные частицы металла остаются на ней. Внешне это выглядит как серое пятно. Имелись сообщения о развитии дерматитов при контакте с галлием.

О токсичности галлия мало данных. Из-за низкой температуры плавления слитки галлий рекомендуется транспортировать в пакетах из полиэтилена, который плохо смачивается жидким галлием.

См. также[]

Категория:Соединения галлия

Ссылки[]

**Периодическая система элементов**
H																	He
Li	Be											B	C	N	O	F	Ne
Na	Mg											Al	Si	P	S	Cl	Ar
K	Ca	Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
Rb	Sr	Y	Zr	Nb	Mo	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
Cs	Ba	*	Hf	Ta	W	Re	Os	Ir	Pt	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
Fr	Ra	**	Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Uub	Uut	Uuq	Uup	Uuh	Uus	Uuo

	*	La	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu
	**	Ac	Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No	Lr

Литература[]

Шека И. А, Чаус И. С, Мнтюрева Т. Т., Галлий, К., 1963;
Еремин Н. И., Галлий, М., 1964;
Рустамов П. Г., Халькогениды галлия, Баку, 1967;
Дымов А. М., Савостин А. П., Аналитическая химия галлия, М., 1968;
Иванова Р. В., Химия и технология галлия, М., 1973;
Коган Б. И., Вершковская О. В., Славиковская И. М., Галлий. Геология, применение, экономика, М., 1973;
Яценко С. П., Галлий. Взаимодействие с металлами, М., 1974;
Процессы экстракции и сорбции в химической технологии галлия, Алма-Ата, 1985;
Химия и технология редких и рассеянных элементов, под ред. К. А. Большакова, 2 изд., т. 1, М., 1976, с. 223-44;
Федоров П. И., Мохосоев М. В.. Алексеев Ф. П., Химия галлия, индия и таллия, Новосиб., 1977. П. И. Федоров.

af:Gallium ar:جاليوم bg:Галий bs:Galijum ca:Gal·li co:Galliu cs:Gallium cy:Galiwm da:Gallium de:Gallium en:Gallium eo:Galiumo es:Galio et:Gallium fi:Gallium fr:Gallium gl:Galio (elemento) he:גליום hr:Galij hu:Gallium hy:Գալիում id:Galium io:Galio is:Gallín it:Gallio (elemento) ja:ガリウム jbo:fasyjinme ko:갈륨 ku:Galyûm la:Gallium lb:Gallium lt:Galis lv:Gallijs nl:Gallium nn:Gallium no:Gallium oc:Galli pl:Gal pt:Gálio sh:Galijum simple:Gallium sk:Gálium sl:Galij sr:Галијум sv:Gallium th:แกลเลียม tr:Galyum ug:Galliy uk:Галій uz:Galliy zh:镓

Выделить Галлий и найти в:

Страница 0 - краткая статья
Страница 1 - энциклопедическая статья
Разное - на страницах: 2 , 3 , 4 , 5
Прошу вносить вашу информацию в «Галлий 1», чтобы сохранить ее

Галлий

Содержание