Applicering av gallium. För alla och allt Gallium mineraler

Gallium

GALLIUM-Jag; m.[från lat. Gallia - Frankrike] Kemiskt grundämne (Ga), en mjuk, smältbar, silvervit metall (används vid tillverkning av halvledare).

(lat. Gallium), kemiskt grundämne i grupp III i det periodiska systemet. Namnet från Gallia är det latinska namnet för Frankrike. Silver-vit smältbar ( t pl 29,77ºC) metall; densitet (g/cm3) av fast metall 5,904, flytande 6,095; t spets 2205ºC. Kemiskt resistent i luft. Sprids i naturen, finns tillsammans med Al. De används huvudsakligen (97%) vid tillverkning av halvledarmaterial (GaAs, GaSb, GaP, GaN).

GALLIUM (lat. Gallium, från Gallia - Frankrikes latinska namn), Ga (läs "gallium"), ett kemiskt grundämne med atomnummer 31, atommassa 69,723.
Naturligt gallium består av två isotoper 69 Ga (61,2 viktprocent) och 71 Ga (38,8%). Yttre elektronskikt 4-konfiguration s 2 sid 1 . Oxidationstillstånd +3, +1 (valens I, III).
Belägen i grupp IIIA i det periodiska systemet för grundämnen, i den fjärde perioden.
Atomens radie är 0,1245 nm, Ga 3+-jonens radie är 0,062 nm. De sekventiella joniseringsenergierna är 5,998, 20,514, 30,71, 64,2 och 89,8 eV. Elektronegativitet enligt Pauling (centimeter. PAULING Linus) 1,6.
Upptäcktshistoria
För första gången förutspåddes existensen av detta element av D. I. Mendeleev (centimeter. MENDELEV Dmitrij Ivanovich) 1871 på grundval av den periodiska lag han upptäckte. Han kallade det ekaalluminium. År 1875 P. E. Lecoq de Boisbaudran (centimeter. LECOQ DE BOISBAUDRAN (Paul Emile) isolerat gallium från zinkmalmer.
De Boisbaudran bestämde galliumdensiteten till 4,7 g/cm3, vilket inte motsvarade det värde som förutspåtts av D.I. Mendeleev på 5,9 g/cm3. Det raffinerade värdet för galliumdensitet (5,904 g/cm3) sammanföll med Mendeleevs förutsägelse.
Att vara i naturen
Innehållet i jordskorpan är 1,8·10–3 viktprocent. Gallium är ett spårämne. Det förekommer i naturen i form av mycket sällsynta mineraler: zengeit Ga(OH) 3, gallit CuGaS 2 och andra. Är en satellit av aluminium (centimeter. ALUMINIUM), zink (centimeter. ZINC (kemiskt grundämne)), Tyskland (centimeter. GERMANIUM), körtel (centimeter. JÄRN); finns i sphaleriter (centimeter. SFALERIT), nefelin (centimeter. NEPHELIN), natrolit, bauxit, (centimeter. BOXITE) germanit, i kol och järnmalm av vissa fyndigheter.
Mottagande
Den huvudsakliga källan till gallium är aluminatlösningar som erhålls under bearbetning av aluminiumoxid. Efter att ha avlägsnat det mesta av Al och upprepad koncentration bildas en alkalisk lösning innehållande Ga och Al. Gallium isoleras genom elektrolys av denna lösning.
Fysiska och kemiska egenskaper
Gallium är en lågsmältande ljusgrå metall med en blåaktig nyans. Smält Ga kan vara i flytande tillstånd vid en temperatur under smältpunkten (29,75 °C). Kokpunkten är 2200 °C, detta förklaras av att det i flytande gallium finns en tät packning av atomer med koordinationstalet 12. För att förstöra det måste mycket energi spenderas.
Kristallgittret för den stabila a-modifieringen bildas av diatomiska Ga 2-molekyler sammankopplade av van der Waals-krafter (centimeter. INTERMOLEKYLAR INTERAKTION), bindningslängd 0,244 nm.
Standardelektrodpotentialen för Ga 3+ /Ga-paret är –0,53 V, Ga är i den elektrokemiska serien före väte (centimeter. VÄTE).
Galliums kemiska egenskaper liknar aluminium.
I luften är Ga täckt med en oxidfilm, som skyddar den från ytterligare oxidation. Med arsenik (centimeter. ARSENIK), fosfor (centimeter. FOSFOR), antimon (centimeter. ANTIMON) bildar galliumarsenid, fosfid och antimonid, med svavel (centimeter. SVAVEL) selen (centimeter. SELEN), tellur (centimeter. TELLUR)- kalkogenider. Vid upphettning reagerar Ga med syre (centimeter. SYRE). Med klor (centimeter. KLOR) och brom (centimeter. BROM) gallium reagerar vid rumstemperatur med jod (centimeter. IOD)- vid uppvärmning. Galliumhalogenider bildar Ge 2 X 6-dimerer.
Gallium bildar polymerhydrider:
4LiH + GaCl3 = Li + 3LiCl.
Jonernas stabilitet minskar i serierna BH 4 – - AlH 4 – - GaH 4 –. BH 4-jonen är stabil i vattenlösning, AlH 4 och GaH 4 hydrolyseras snabbt:
GaH 4 – + 4H 2 O = Ga(OH) 3 + OH – + 4H 2
När Ga upphettas under tryck reagerar Ga med vatten:
2Ga + 4H2O = 2GaOOH + 3H2
Ga reagerar långsamt med mineralsyror och frigör väte:
2Ga + 6HCl = 2GaCl3 + 3H2
Gallium löses i alkalier för att bilda hydroxogallater:
2Ga + 6H2O + 2NaOH = 2Na + 3H2
Galliumoxid och hydroxid uppvisar amfotära egenskaper, även om deras grundläggande egenskaper är förbättrade jämfört med Al:
Ga2O3 + 6HCl = 2GaCl2,
Ga2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na
Ga 2 O 3 + Na 2 CO 3 = 2 NaGaO 2 + CO 2
När en lösning av något galliumsalt alkaliseras frigörs galliumhydroxid med varierande sammansättning Ge 2 O 3 x H2O:
Ga(NO 3) 2 + 3 NaOH = Ga(OH) 3 Ї + 3 NaNO 3
När Ga(OH) 3 och Ga 2 O 3 löses i syror bildas vattenkomplex 3+, därför isoleras galliumsalter från vattenlösningar i form av kristallina hydrater, till exempel galliumklorid GaCl 3 6H 2 O, gallium kaliumalun KGa(SO 4) 2 12H 2 O. Gallium vattenkomplex i lösningar är färglösa.
Ansökan
Cirka 97 % av industriellt producerat gallium används för att producera föreningar med halvledaregenskaper, till exempel galliumarsenid GaAs. Galliummetall används i radioelektronik för "kalllödning" av keramiska och metalldelar, för dopning av Ge och Si och för framställning av optiska speglar. Ga kan ersätta Hg i elektriska strömlikriktare. En eutektisk legering av gallium och indium används i strålningskretsarna i reaktorer.
Funktioner av behandling
Gallium är ett lågtoxiskt grundämne. På grund av den låga smältpunkten rekommenderas Ga-göt att transporteras i polyetenpåsar, som är dåligt fuktade av flytande gallium.

encyklopedisk ordbok. 2009 .

Se vad "Gallium" är i andra ordböcker:

Metall, en enkel kropp, vars existens förutsågs av Mendeleev och som upptäcktes av Lecoq de Boubaudran. Ordbok med främmande ord som ingår i det ryska språket. Chudinov A.N., 1910. GALLIUM är ett oupplösligt mineral, blåvit till färgen; fast, … … Ordbok med främmande ord i ryska språket

- (Gallium), Ga, kemiskt element i grupp III i det periodiska systemet, atomnummer 31, atommassa 69,72; metall. Gallium upptäcktes av den franske kemisten P. Lecoq de Boisbaudran 1875... Modernt uppslagsverk

Ga (lat. Gallium * a. gallium; n. Gallium; f. gallium; i. galio), kemisk. element av grupp III periodisk. Mendelejev-systemet, kl. n. 31, kl. m. 69,73. Den består av två stabila isotoper 69Ga (61,2%) och 71Ga (38,8%). Förutspådd 1870 av D.I... ... Geologisk uppslagsverk

gallium- Jag, m. gallium m. Från lat. namn på Frankrike, där den upptäcktes 1875 av kemisten Lecoq de Boisbaudran. ES. Kemiskt element, mjuk, smältbar, silvervit metall; används istället för kvicksilver för tillverkning av tryckmätare och högtemperatur... ... Historisk ordbok över gallicismer i det ryska språket

Gallium- (Gallium), Ga, kemiskt element i grupp III i det periodiska systemet, atomnummer 31, atommassa 69,72; metall. Gallium upptäcktes av den franske kemisten P. Lecoq de Boisbaudran 1875. ... Illustrerad encyklopedisk ordbok

GALLIUM- kemi. grundämne, symbol Ga (lat. Gallium), kl. n. 31, kl. m. 69,72; silvervit metall; densitet 5904 kg/m3, tsmälta = 29,8 °C, tkoka = 2230 °C. Gallium som vätska finns i ett mycket brett temperaturområde, så det används i... ... Big Polytechnic Encyclopedia Dictionary of synonyms

- (kemisk). Egenskaperna hos denna elementära kropp, Ga = 69, 86, förutspåddes (D. I. Mendeleev) av det periodiska systemet av grundämnen, såsom eko-aluminium, 1871. 1875 upptäckte Lecoq de Boisbaudran G. i zinkblandning från Pierrefitte ( i Pyrenéerna) med hjälp av ... ... Encyclopedia of Brockhaus and Efron

gallium- Ga Grupp III element Periodisk. system, kl. n. 31, kl. m. 69,72; silvervit lättmetall. Den består av två stabila isotoper med masstalen 69 (60,5 %) och 71 (39,5 %). Förekomsten av Ga ("eka-aluminium") och grundläggande. hans helgon... ... Teknisk översättarguide

DEFINITION

Gallium- trettioförsta elementet i det periodiska systemet. Beteckning - Ga från latinets "gallium". Beläget i den fjärde perioden, IIIA-gruppen. Avser metaller. Kärnladdningen är 31.

Gallium är ett sällsynt grundämne och förekommer inte i naturen i några betydande koncentrationer. Det erhålls huvudsakligen från zinkkoncentrat efter smältning av zink från dem.

I sitt fria tillstånd är gallium en silvervit (Fig. 1) mjuk metall med låg smältpunkt. Det är ganska stabilt i luft, bryter inte ner vatten, men löser sig lätt i syror och alkalier.

Ris. 1. Gallium. Utseende.

Atom- och molekylmassa av gallium

Den relativa molekylmassan för ett ämne (M r) är ett tal som visar hur många gånger massan av en given molekyl är större än 1/12 av en kolatoms massa, och den relativa atommassan för ett grundämne (A r) är hur många gånger den genomsnittliga massan av atomer i ett kemiskt element är större än 1/12 massa av en kolatom.

Eftersom gallium i det fria tillståndet finns i form av monoatomiska Ga-molekyler, sammanfaller värdena för dess atom- och molekylmassa. De är lika med 69.723.

Isotoper av gallium

Det är känt att gallium i naturen kan hittas i form av två stabila isotoper 69 Ga (60,11%) och 71 Ga (39,89%). Deras massnummer är 69 respektive 71. Kärnan i en atom i galliumisotopen 69 Ga innehåller trettioen protoner och trettioåtta neutroner, och isotopen 71 Ga innehåller samma antal protoner och fyrtio neutroner.

Det finns konstgjorda instabila radioaktiva isotoper av gallium med masstal från 56 till 86, såväl som tre isomera tillstånd av kärnor, bland vilka den längsta livslängden isotopen 67 Ga med en halveringstid på 3,26 dagar.

Galliumjoner

På galliumatomens yttre energinivå finns tre elektroner, som är valens:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 1 .

Som ett resultat av kemisk interaktion ger gallium upp sina valenselektroner, d.v.s. är deras donator och förvandlas till en positivt laddad jon:

Gao-2e → Ga2+;

Gao-3e → Ga3+.

Gallium molekyl och atom

I det fria tillståndet finns gallium i form av monoatomiska Ga-molekyler. Här är några egenskaper som kännetecknar galliumatomen och molekylen:

Galliumlegeringar

Genom att tillsätta gallium till aluminium erhålls legeringar som lätt kan varmbearbetas; Gallium-guldlegeringar används i tandproteser och smycken.

Exempel på problemlösning

EXEMPEL 1

EXEMPEL 2

ortorombisk

(300 K) 28,1 W/(m K)

Upptäckten av gallium och de efterföljande upptäckterna av germanium och skandium stärkte den periodiska lagens position, vilket tydligt visar dess prediktiva potential. Mendeleev kallade Lecoq de Boisbaudran en av "förstärkarna av den periodiska lagen."

namnets ursprung

Paul Emile Lecoq de Boisbaudran döpte elementet till att hedra sitt hemland Frankrike, efter dess latinska namn - Gallien ( Gallia).

Det finns en odokumenterad legend som i elementets namn dess upptäckare implicit förevigade hans efternamn ( Lecoq). latinska namnet på elementet ( Gallium) konsonant gallus- "tupp" (lat.). Det är anmärkningsvärt att det är tuppen le coq(franska) är en symbol för Frankrike.

Att vara i naturen

Den genomsnittliga galliumhalten i jordskorpan är 19 g/t. Gallium är ett typiskt spårämne med en dubbel geokemisk natur. På grund av likheten mellan dess kristallkemiska egenskaper med de viktigaste stenbildande elementen (Al, Fe, etc.) och den breda möjligheten till isomorfism med dem, bildar gallium inte stora ansamlingar, trots det betydande clarkevärdet. Följande mineraler med hög galliumhalt särskiljs: sfalerit (0 - 0,1%), magnetit (0 - 0,003%), kassiterit (0 - 0,005%), granat (0 - 0,003%), beryl (0 - 0,003%) , turmalin (0 - 0,01 %), spodumen (0,001 - 0,07 %), flogopit (0,001 - 0,005 %), biotit (0 - 0,1 %), muskovit (0 - 0,01 %), sericit ( 0 - 0,005 %), lepidolit (0,001 - 0,03 %), klorit (0 - 0,001 %), fältspat (0 - 0,01 %), nefelin (0 - 0,1 %), hekmanit (0,01 - 0,07 %), natrolit (0 - 0,1 %). Koncentrationen av gallium i havsvatten är 3·10−5 mg/l.

Födelseort

Galliumfyndigheter är kända i sydvästra Afrika, Ryssland och OSS-länderna.

Mottagande

För gallium är det sällsynta mineralet gallit CuGaS 2 (blandad koppar och galliumsulfid) känt. Spår av den finns ständigt med sfalerit, karbonat och germanit. Mycket större mängder (upp till 1,5 %) hittades i askan från vissa kol. Den huvudsakliga källan till gallium är dock lösningarna för aluminiumoxidproduktion under bearbetning av bauxit (som vanligtvis innehåller mindre föroreningar (upp till 0,1%)) och nefelin. Gallium kan också erhållas genom att bearbeta polymetalliska malmer och kol. Det extraheras genom elektrolys av alkaliska vätskor, som är en mellanprodukt vid bearbetning av naturlig bauxit till teknisk aluminiumoxid. Galliumkoncentration i alkalisk aluminatlösning efter sönderdelning i Bayerprocessen: 100-150 mg/l, med sintringsmetod: 50-65 mg/l. Genom dessa metoder separeras gallium från det mesta av aluminiumet genom karbonisering och koncentreras i den sista fraktionen av sedimentet. Sedan behandlas det anrikade sedimentet med kalk, gallium går i lösning, varifrån den grova metallen frigörs genom elektrolys. Förorenat gallium tvättas med vatten, filtreras sedan genom porösa plattor och upphettas i vakuum för att avlägsna flyktiga föroreningar. För att erhålla gallium av hög renhet används kemiska (reaktioner mellan salter), elektrokemiska (elektrolys av lösningar) och fysikaliska (nedbrytnings) metoder. I en mycket ren form (99,999%) erhölls den genom elektrolytisk raffinering, såväl som genom reduktion av noggrant renad GaCl3 med väte.

Fysikaliska egenskaper

Kristallint gallium har flera polymorfa modifieringar, men endast en (I) är termodynamiskt stabil, med ett ortorhombiskt (pseudo-tetragonalt) gitter med parametrarna a = 4,5186, b = 7,6570 Å, c = 4,5256 Å. Andra modifieringar av gallium (β, γ, δ, ε) kristalliserar från underkyld dispergerad metall och är instabila. Vid förhöjt tryck observerades ytterligare två polymorfa strukturer av gallium II och III, med kubiska respektive tetragonala gitter.

Dessutom är 29 artificiella radioaktiva isotoper av gallium kända med masstal från 56 Ga till 86 Ga och minst 3 isomera tillstånd av kärnor.

De längsta livslängda isotoperna av gallium är 67 Ga (halveringstid 3,26 dagar) och 72 Ga (halveringstid 14,1 timmar).

Kemiska egenskaper

De kemiska egenskaperna hos gallium liknar de hos aluminium, men galliummetallens reaktioner tenderar att vara mycket långsammare på grund av dess lägre kemiska reaktivitet. Oxidfilmen som bildas på ytan av metallen i luft skyddar gallium från ytterligare oxidation.

Gallium reagerar långsamt med varmt vatten:

$\backslash mathsf(2Ga\; +\; 6H\_2O\; \backslash högerpil\; 2Ga(OH)\_3\; +\; 3H\_2\backslash uppåtpil)$

Vid reaktion med överhettad ånga (350 °C) bildas föreningen GaOOH (galliumoxidhydrat eller metagallsyra):

$\backslash mathsf(2Ga\; +\; 4H\_2O\; \backslash xrightarrow(^ot)\; 2GaOOH\; +\; 3H\_2)$ $\backslash mathsf(2Ga\; +\; 6HCl\; \backslash högerpil\; 2GaCl\_3\; +\; 3H\_2\backslash uppåtpil)$

Vid höga temperaturer kan gallium förstöra olika material och dess effekt är starkare än smältan av någon annan metall. Således är grafit och volfram resistenta mot galliumsmälta upp till 800 °C, alundum och berylliumoxid BeO - upp till 1000 °C, tantal, molybden och niob är resistenta upp till 400-450 °C.

Med de flesta metaller bildar gallium gallider, med undantag för vismut, samt metaller från undergrupperna zink, skandium och titan. En av V 3 Ga-galliderna har en ganska hög övergångstemperatur till det supraledande tillståndet på 16,8 K.

Gallium bildar hydridgallater:

$\backslash mathsf(4LiH\; +\; GaCl\_3\; \backslash rightarrow\; Li\; +\; 3LiCl)$ $\backslash mathsf(^-\; +\; 4H\_2O\; \backslash högerpil\; Ga(OH)\_3\; +\; OH^-\; +\; 4H\_2\backslash uppåtpil)$

Organogalliumföreningar representeras av alkyl- och arylderivat med den allmänna formeln GaR3 och deras haloalkyl- och haloarylanaloger GaHal3-nRn. Organogalliumföreningar är instabila mot vatten och luft, men reagerar inte lika häftigt som organoaluminiumföreningar.

När Ga(OH) 3 och Ga 2 O 3 löses i syror bildas vattenkomplex 3+, därför isoleras galliumsalter från vattenlösningar i form av kristallina hydrater, till exempel galliumklorid GaCl 3 * 6H 2 O, gallium kalium alun KGa(SO 4) 2 * 12H 2 O. Gallium vattenkomplex i lösningar är färglösa.

Grundläggande anslutningar

• Ga 2 H 6 - flyktig vätska, smältpunkt −21,4 °C, kokpunkt 139 °C. I en etersuspension med litium- eller talliumhydrid bildar den föreningarna LiGaH4 och TlGaH4. Bildas genom att behandla tetrametyldigallan med trietylamin. Bananbindningar är närvarande, som i diboran.
• Ga 2 O 3 - vitt eller gult pulver, smältpunkt 1795 °C. Finns i form av två modifieringar. α- Ga 2 O 3 - färglösa trigonala kristaller med en densitet på 6,48 g/cm³, lätt lösliga i vatten, lösliga i syror. β- Ga 2 O 3 - färglösa monoklina kristaller med en densitet på 5,88 g/cm³, lätt lösliga i vatten, syror och alkalier. Den erhålls genom att värma galliummetall i luft vid 260 °C eller i syreatmosfär, eller genom att kalcinera galliumnitrat eller -sulfat. ΔH° 298 (prov) -1089,10 kJ/mol; ΔG° 298 (prov) -998,24 kJ/mol; S° 298 84,98 J/mol·K. De uppvisar amfotära egenskaper, även om de grundläggande egenskaperna, jämfört med aluminium, är förbättrade:

• Ga(OH) 3 - fälls ut i form av en geléliknande fällning vid behandling av lösningar av trevärda galliumsalter med alkalimetallhydroxider och karbonater (pH 9,7). Löser sig i koncentrerad ammoniak och koncentrerad ammoniumkarbonatlösning och fälls ut vid kokning. Genom uppvärmning kan galliumhydroxid omvandlas till GaOOH, sedan till Ga 2 O 3 · H 2 O och slutligen till Ga 2 O 3. Kan erhållas genom hydrolys av trevärda galliumsalter.
• GaF 3 är ett vitt pulver. t pl >950 °C, t bal 1000 °C, densitet - 4,47 g/cm³. Något lösligt i vatten. GaF 3 · 3H 2 O kristallint hydrat är känt Det erhålls genom upphettning av galliumoxid i en fluoratmosfär.
• GaCl 3 - färglösa hygroskopiska kristaller. t smälta 78 °C, koka t 215 °C, densitet - 2,47 g/cm³. Låt oss lösa upp väl i vatten. Hydrolyserar i vattenlösningar. Används som katalysator i organiska synteser. Vattenfri GaCl 3, liksom AlCl 3, röker i fuktig luft.
• GaBr 3 - färglösa hygroskopiska kristaller. t smälta 122 °C, t koka 279 °C densitet - 3,69 g/cm³. Löser i vatten. Hydrolyserar i vattenlösningar. Något lösligt i ammoniak. Erhållen direkt från elementen.
• GaI 3 - hygroskopiska ljusgula nålar. t smälta 212 °C, t koka 346 °C, densitet - 4,15 g/cm³. Hydrolyserar med varmt vatten. Erhållen direkt från elementen.
• Ga 2 S 3 - gula kristaller eller vitt amorft pulver med en smälttemperatur på 1250 °C och en densitet på 3,65 g/cm³. Det interagerar med vatten och är fullständigt hydrolyserat. Det erhålls genom att reagera gallium med svavel eller vätesulfid.
• Ga 2 (SO 4) 3 ·18H 2 O är ett färglöst ämne som är mycket lösligt i vatten. Det erhålls genom att reagera gallium, dess oxid och hydroxid med svavelsyra. Den bildar lätt alun med sulfater av alkalimetaller och ammonium, till exempel KGa(SO 4) 2 12H 2 O.
• Ga(NO 3) 3 8H 2 O - färglösa kristaller lösliga i vatten och etanol. Vid upphettning sönderdelas det och bildar gallium(III)oxid. Det erhålls genom inverkan av salpetersyra på galliumhydroxid.

Ansökan

Gallium är dyrt 2005, ett ton gallium kostade 1,2 miljoner US-dollar på världsmarknaden, och på grund av det höga priset och samtidigt stora efterfrågan på denna metall är det mycket viktigt att etablera dess fullständiga utvinning i aluminiumproduktion. och bearbetning av kol i flytande bränsle.

Gallium har ett antal legeringar som är flytande vid rumstemperatur, och en av dess legeringar har en smältpunkt på 3 °C (In-Ga-Sn eutektisk), men å andra sidan är gallium (legeringar i mindre utsträckning) mycket aggressiv mot de flesta konstruktionsmaterial (sprickbildning och erosion av legeringar vid höga temperaturer). Till exempel, i förhållande till aluminium och dess legeringar, är gallium en kraftfull hållfasthetsreducerare (se adsorptionsminskning i styrka, Rehbinder-effekt). Denna egenskap hos gallium demonstrerades tydligast och studerades i detalj av P. A. Rebinder och E. D. Shchukin under kontakten av aluminium med gallium eller dess eutektiska legeringar (försprödning av flytande metall). Dessutom orsakar vätning av aluminium med en film av flytande gallium dess snabba oxidation, liknande vad som händer med aluminium amalgamerat med kvicksilver. Gallium löser cirka 1 % av aluminium vid sin smältpunkt, som når filmens yttre yta, där det omedelbart oxideras av luft. Oxidfilmen på en vätskeyta är instabil och skyddar inte mot ytterligare oxidation. Som ett resultat används inte flytande galliumlegering som ett termiskt gränssnitt mellan en värmealstrande komponent (till exempel en dators centralprocessor) och en aluminiumradiator.

Som kylvätska är gallium ineffektivt och ofta helt enkelt oacceptabelt.

Gallium är ett utmärkt smörjmedel. Metalllim som är mycket viktiga rent praktiskt har skapats utifrån gallium och nickel, gallium och scandium.

Galliummetall används också för att fylla kvartstermometrar (istället) för att mäta höga temperaturer. Detta beror på att gallium har en betydligt högre kokpunkt jämfört med kvicksilver.

Galliumoxid är en del av ett antal strategiskt viktiga lasermaterial i granatgruppen - GSGG, YAG, ISGG, etc.

Biologisk roll och hanteringsegenskaper

Spelar ingen biologisk roll.

Hudens kontakt med gallium leder till att ultrasmå dispergerade partiklar av metallen stannar kvar på den. Utåt ser det ut som en grå fläck.

Klinisk bild av förgiftning: kortvarig spänning, sedan letargi, nedsatt koordination av rörelser, adynami, areflexia, långsam andning, störning av dess rytm. Mot denna bakgrund observeras förlamning av de nedre extremiteterna, följt av koma och död. Inandningsexponering för en galliumhaltig aerosol i en koncentration av 50 mg/m³ orsakar njurskador hos människor, liksom intravenös administrering av 10-25 mg/kg galliumsalter. Proteinuri, azotemi och försämrad ureaclearance noteras.

På grund av den låga smältpunkten rekommenderas galliumgöt att transporteras i påsar gjorda av polyeten, som är dåligt fuktad av flytande gallium.

Skriv en recension om artikeln "Gallium"

Anteckningar

Litteratur

• Sheka I.A., Chaus I.S., Mntyureva T.T., Galliy, K., 1963;
• Eremin N.I., Galliy, M., 1964;
• Rustamov P.G., Gallium Chalcogenides, Baku, 1967;
• Dymov A.M., Savostin A.P., Analytical chemistry of gallium, M., 1968;
• Ivanova R.V., Chemistry and technology of gallium, M., 1973;
• Kogan B. I., Vershkovskaya O. V., Slavikovskaya I. M., Gallium. Geologi, tillämpning, ekonomi, M., 1973;
• Yatsenko S.P., Gallium. Interaktion med metaller, M., 1974;
• Processer för extraktion och sorption i kemisk teknik av gallium, Alma-Ata, 1985;
• Kemi och teknik för sällsynta och spårämnen, red. K. A. Bolshakova, 2:a upplagan, vol 1, M., 1976, sid. 223-44;
• Fedorov P.I., Mokhosoev M.V., Alekseev F.P., Kemi av gallium, indium och tallium, Novosibirsk, 1977. P.I.

Länkar

Utdrag som kännetecknar Gallium

Bennigsen från Gorki steg ner längs den höga vägen till bron, som officeren från högen pekade ut för Pierre som mittpunkten av positionen och på vars strand låg rader av klippt gräs som luktade hö. De körde över bron till byn Borodino, därifrån svängde de till vänster och förbi ett stort antal trupper och kanoner körde de ut till en hög kulle som milisen grävde på. Det var en redutt som ännu inte hade något namn, men som senare fick namnet Raevsky redutt, eller barrow battery.
Pierre ägnade inte mycket uppmärksamhet åt denna skavank. Han visste inte att denna plats skulle vara mer minnesvärd för honom än alla platser i Borodinofältet. Sedan körde de genom ravinen till Semenovsky, där soldaterna tog bort de sista stockarna av hyddor och lador. Sedan, nedför och uppför, körde de fram genom bruten råg, utslagen som hagel, längs en väg som nyligen lagts av artilleri längs åkermarkens åsar till flusherna [en typ av befästning. (Anteckning av L.N. Tolstoy.) ], grävdes också fortfarande vid den tiden.
Bennigsen stannade vid spolningarna och började se framåt mot Shevardinsky-skansen (som var vår först igår), där flera ryttare kunde ses. Officerarna sa att Napoleon eller Murat var där. Och alla tittade girigt på detta gäng ryttare. Pierre tittade också dit och försökte gissa vilken av dessa knappt synliga personer som var Napoleon. Till sist red ryttarna av högen och försvann.
Bennigsen vände sig till generalen som närmade sig honom och började förklara våra truppers hela ställning. Pierre lyssnade på Bennigsens ord och ansträngde all sin mentala styrka för att förstå kärnan i den kommande striden, men han kände med besvikelse att hans mentala förmågor var otillräckliga för detta. Han förstod ingenting. Bennigsen slutade prata, och när han lade märke till Pierre, som lyssnade, sa han plötsligt och vände sig mot honom:
– Jag tror att du inte är intresserad?
"Åh, tvärtom, det är väldigt intressant," upprepade Pierre, inte helt sanningsenligt.
Från spolningen körde de ännu längre till vänster längs en väg som slingrade sig genom en tät, låg björkskog. Mitt i det
skog hoppade en brun hare med vita ben ut på vägen framför dem och skrämd av ett stort antal hästars luffare blev han så förvirrad att han länge hoppade längs vägen framför dem och väckte allas uppmärksamhet och skratt, och först när flera röster skrek åt honom rusade han åt sidan och försvann in i snåret. Efter att ha kört cirka två mil genom skogen kom de till en glänta där trupperna från Tuchkovs kår, som skulle skydda den vänstra flanken, var stationerade.
Här, på yttersta vänsterflanken, talade Bennigsen mycket och passionerat och gjorde, som det verkade för Pierre, en viktig militärorder. Det fanns en kulle framför Tuchkovs trupper. Denna kulle var inte ockuperad av trupper. Bennigsen kritiserade högljutt detta misstag och sa att det var galet att lämna höjden som befaller området obesatt och placera trupper under den. Vissa generaler uttryckte samma åsikt. Särskilt en talade med militär glöd om att de lades här för slakt. Bennigsen beordrade i sitt namn att flytta trupperna till höjderna.
Denna order på vänsterkanten gjorde Pierre ännu mer tveksam till sin förmåga att förstå militära angelägenheter. När han lyssnade på Bennigsen och generalerna som fördömde truppernas position under berget, förstod Pierre dem fullt ut och delade deras åsikt; men just därför kunde han inte förstå hur den som placerat dem här under berget kunde göra ett så uppenbart och grovt misstag.
Pierre visste inte att dessa trupper inte var placerade för att försvara ställningen, som Bennigsen trodde, utan placerades på en undangömd plats för ett bakhåll, det vill säga för att bli obemärkt och plötsligt attackera den framryckande fienden. Bennigsen visste inte detta och flyttade fram trupperna av särskilda skäl utan att berätta om det för överbefälhavaren.

Denna klara augustikväll den 25:e låg prins Andrei lutad på sin arm i en trasig lada i byn Knyazkova, i utkanten av sitt regementes läge. Genom hålet i den trasiga muren såg han på en remsa av trettioåriga björkar med sina nedre grenar avskurna som löpte längs staketet, på en åkermark med travar av havre brutna på, och på buskar genom vilka rök från bränder — soldatkök — kunde ses.
Oavsett hur trångt och ingen behövde och hur svårt hans liv än tycktes prins Andrei, kände han sig, precis som för sju år sedan i Austerlitz på tröskeln till striden, upprörd och irriterad.
Order för morgondagens strid gavs och mottogs av honom. Det fanns inget annat han kunde göra. Men de enklaste, klaraste tankarna och därför fruktansvärda tankar lämnade honom inte ensam. Han visste att morgondagens strid skulle bli den mest fruktansvärda av alla som han deltog i, och möjligheten att dö för första gången i sitt liv, utan hänsyn till vardagen, utan hänsyn till hur det skulle påverka andra, men endast i förhållande till honom själv, till hans själ, med livlighet, nästan med säkerhet, enkelt och fruktansvärt, presenterade det sig för honom. Och från höjden av denna idé blev allt som tidigare plågat och sysselsatt honom plötsligt upplyst av ett kallt vitt ljus, utan skuggor, utan perspektiv, utan distinktion av konturer. Hela hans liv föreföll honom som en trolllykta, i vilken han länge tittade in genom glas och under konstgjord belysning. Nu såg han plötsligt, utan glas, i starkt dagsljus, dessa dåligt målade bilder. "Ja, ja, det här är de falska bilderna som oroade och gladde och plågade mig," sa han för sig själv och vände i sin fantasi om huvudbilderna av sin livs magiska lykta, nu tittade på dem i detta kalla vita dagsljus. - en klar tanke på döden. "Här är de, dessa grovt målade figurer som verkade vara något vackert och mystiskt. Ära, allmännytta, kärlek till en kvinna, själva fäderneslandet - hur stora dessa bilder tycktes mig, vilken djup mening de verkade fyllda av! Och allt detta är så enkelt, blekt och strävt i det kalla vita ljuset från den morgonen, som jag känner stiger för mig. Särskilt tre stora sorger i hans liv upptog hans uppmärksamhet. Hans kärlek till en kvinna, hans fars död och den franska invasionen som erövrade halva Ryssland. ”Kärlek!.. Den här tjejen, som för mig verkade full av mystiska krafter. Vad jag älskade henne! Jag gjorde poetiska planer om kärlek, om lycka med den. Åh kära pojke! – sa han argt högt. - Självklart! Jag trodde på någon sorts idealisk kärlek, som skulle förbli mig trogen under hela året jag var borta! Som en fabels ömma duva skulle hon vissna bort från mig. Och allt detta är mycket enklare... Allt detta är fruktansvärt enkelt, äckligt!
Min far byggde också i Bald Mountains och trodde att detta var hans plats, hans land, hans luft, hans män; men Napoleon kom och, utan att veta om hans existens, knuffade han av vägen som ett stycke trä, och hans kala berg och hela hans liv föll isär. Och prinsessan Marya säger att det här är ett test som skickas från ovan. Vad är syftet med testet när det inte längre finns och inte kommer att finnas? kommer aldrig att hända igen! Han är borta! Så vem är detta test till för? Fosterlandet, Moskvas död! Och imorgon kommer han att döda mig - och inte ens en fransman, utan en av sina egna, precis som en soldat igår tömde en pistol nära mitt öra, och fransmännen kommer, tar mig i benen och huvudet och kastar mig i ett hål så att jag inte stinker under näsan på dem, och nya förhållanden ska uppstå liv som också kommer att vara bekanta för andra, och jag kommer inte att veta om dem, och jag kommer inte att existera.”
Han såg på remsan av björkträd med deras orörliga gula, gröna och vita bark som glittrade i solen. "Att dö, så att de skulle döda mig imorgon, så att jag inte skulle existera... så att allt detta skulle hända, men jag skulle inte existera." Han föreställde sig levande frånvaron av sig själv i detta liv. Och dessa björkar med deras ljus och skugga, och dessa lockiga moln, och denna rök från eldarna - allt runt omkring förvandlades för honom och verkade något fruktansvärt och hotfullt. En frossa rann längs ryggraden. Han reste sig snabbt, lämnade ladan och började gå.
Röster hördes bakom ladan.
- Vem är där? – ropade prins Andrei.
Den rödnäsade kaptenen Timokhin, den tidigare kompanichefen för Dolokhov, gick nu, på grund av officerarnas nedgång, en bataljonschef blygt in i ladan. Bakom honom kom adjutanten och regementskassören.
Prins Andrei reste sig hastigt upp, lyssnade på vad officerarna hade att förmedla till honom, gav dem ytterligare några order och var på väg att släppa dem, när en välbekant, viskande röst hördes bakom ladan.
- Jag är sämre! [Fan det!] - sa rösten från en man som stötte på något.
Prins Andrei tittade ut ur ladan och såg Pierre närma sig honom, som snubblade på en liggande stång och nästan föll. Det var allmänt obehagligt för prins Andrei att se människor från hans värld, särskilt Pierre, som påminde honom om alla de svåra stunder som han upplevde vid sitt senaste besök i Moskva.
- Det är hur! - han sa. - Vilka öden? Jag väntade inte.
Medan han sa detta var det i hans ögon och hela ansiktsuttrycket mer än torrhet - det fanns fientlighet, vilket Pierre omedelbart märkte. Han närmade sig ladan i det mest livliga sinnestillståndet, men när han såg uttrycket i prins Andreis ansikte kände han sig begränsad och besvärlig.
"Jag kom... så... du vet... jag kom... jag är intresserad", sa Pierre, som redan meningslöst hade upprepat detta ord "intressant" så många gånger den dagen. "Jag ville se striden."
– Ja, ja, vad säger frimurarbröderna om kriget? Hur kan man förhindra det? - sa prins Andrei hånfullt. - Tja, hur är det med Moskva? Vilka är mina? Har du äntligen kommit till Moskva? – frågade han allvarligt.
- Vi har kommit. Julie Drubetskaya berättade för mig. Jag gick för att se dem och hittade dem inte. De reste till Moskvaregionen.

Officerarna ville ta ledigt, men prins Andrei, som om han inte ville stå öga mot öga med sin vän, bjöd in dem att sitta och dricka te. Bänkar och te serverades. Officerarna, inte utan överraskning, tittade på den tjocka, enorma gestalten Pierre och lyssnade på hans berättelser om Moskva och våra truppers disposition, som han lyckades resa runt. Prins Andrei var tyst, och hans ansikte var så obehagligt att Pierre riktade sig mer till den godmodige bataljonschefen Timokhin än till Bolkonskij.
- Så, förstod du hela truppernas disposition? – Prins Andrei avbröt honom.
- Ja, det vill säga, hur? - sa Pierre. "Som en icke-militär person kan jag inte säga att jag är helt, men jag förstod ändå det allmänna arrangemanget."
"Eh bien, vous etes plus avance que qui cela soit, [Ja, du vet mer än någon annan.]", sa prins Andrei.
- A! – sa Pierre förvirrat och tittade genom sina glasögon på prins Andrei. - Tja, vad säger du om utnämningen av Kutuzov? - han sa.
"Jag var väldigt glad över den här utnämningen, det är allt jag vet," sa prins Andrei.
- Ja, säg mig, vad tycker du om Barclay de Tolly? I Moskva vet Gud vad de sa om honom. Hur dömer du honom?
"Fråga dem," sa prins Andrei och pekade på officerarna.
Pierre tittade på honom med ett nedlåtande frågande leende, med vilket alla ofrivilligt vände sig till Timokhin.
"De såg ljuset, ers excellens, som ers fridfulla höghet gjorde," sa Timokhin, blygt och ständigt tittade tillbaka på sin regementsbefälhavare.
- Varför är det så här? frågade Pierre.
– Ja, åtminstone om ved eller foder, jag ska rapportera till dig. När allt kommer omkring, vi drog oss tillbaka från Sventsyanerna, våga inte röra en kvist, eller lite hö eller något. När allt kommer omkring, vi går, han förstår, eller hur, ers excellens? - han vände sig till sin prins, - vågar du inte. I vårt regemente ställdes två officerare inför rätta för sådana ärenden. Tja, som Hans Serene Höghet gjorde, blev det bara så om det här. Vi såg ljuset...
- Så varför förbjöd han det?
Timokhin såg sig förvirrad omkring, utan att förstå hur eller vad han skulle svara på en sådan fråga. Pierre vände sig till prins Andrei med samma fråga.
"Och för att inte förstöra regionen som vi lämnade till fienden", sa prins Andrei med illvilligt hån. – Det här är väldigt grundligt; Regionen får inte tillåtas plundras och trupperna får inte vara vana vid plundring. Jo, i Smolensk bedömde han också korrekt att fransmännen kunde ta sig runt oss och att de hade fler styrkor. Men han kunde inte förstå”, ropade prins Andrei plötsligt med tunn röst, som om han bröt ut, ”men han kunde inte förstå att vi slogs där för första gången för ryskt land, att det fanns en sådan ande i trupperna. som jag aldrig hade sett, att Vi kämpade mot fransmännen två dagar i rad och att denna framgång ökade vår styrka tiofaldigt. Han beordrade en reträtt, och alla ansträngningar och förluster var förgäves. Han tänkte inte på svek, han försökte göra allt så gott som möjligt, han funderade över det; men det är därför det inte är bra. Han är inte bra nu just för att han tänker igenom allting väldigt noggrant och noggrant, som varje tysk borde. Hur ska jag säga dig... Ja, din far har en tysk skytt, och han är en utmärkt skytt och kommer att tillfredsställa alla hans behov bättre än du, och låta honom tjäna; men om din far är sjuk vid dödstillfället, så kommer du att driva bort den skjutne och med dina ovanliga, klumpiga händer börjar du följa din far och lugna honom bättre än en skicklig men främling. Det var vad de gjorde med Barclay. Medan Ryssland var friskt, kunde en främling tjäna henne, och hon hade en utmärkt minister, men så snart hon var i fara; Jag behöver min egen kära person. Och i din klubb kom de på tanken att han var en förrädare! Det enda de kommer att göra genom att förtala honom som en förrädare är att de senare, skäms över sin falska anklagelse, plötsligt kommer att göra en hjälte eller ett geni av förrädarna, vilket kommer att bli ännu mer orättvist. Han är en ärlig och väldigt snygg tysk...
"Men de säger att han är en skicklig befälhavare," sa Pierre.
"Jag förstår inte vad en skicklig befälhavare betyder," sa prins Andrey med hån.
"En skicklig befälhavare," sa Pierre, "ja, den som förutsåg alla oförutsedda händelser... ja, gissade fiendens tankar."
"Ja, det här är omöjligt", sa prins Andrei, som om det var en länge avgjord sak.
Pierre tittade förvånat på honom.
"Men", sa han, "de säger att krig är som ett schackspel."
”Ja”, sade prins Andrei, ”bara med denna lilla skillnad att man i schack kan tänka på varje steg så mycket man vill, att man är där utanför tidens förhållanden, och med denna skillnad att en riddare alltid är starkare än en bonde och två bönder är alltid starkare.” en, och i krig är en bataljon ibland starkare än en division, och ibland svagare än ett kompani. Truppernas relativa styrka kan ingen känna till. Tro mig”, sade han, ”om något berodde på order från högkvarteret, skulle jag ha varit där och gjort order, men istället har jag äran att tjäna här, i regementet med dessa herrar, och jag tror att vi i själva verket kommer morgondagen att bero, inte på dem... Framgång har aldrig varit beroende och kommer inte att bero på position, vapen eller jämna antal; och allra minst från positionen.
- Och från vad?
"Från känslan som finns i mig, i honom," pekade han på Timokhin, "i varje soldat."
Prins Andrei tittade på Timokhin, som såg på sin befälhavare i rädsla och förvirring. I motsats till sin tidigare återhållsamma tystnad verkade nu prins Andrei upprörd. Han kunde tydligen inte motstå att uttrycka de tankar som oväntat kom till honom.
– Slaget kommer att vinnas av den som är fast besluten att vinna den. Varför förlorade vi slaget vid Austerlitz? Vår förlust var nästan lika stor som fransmännens, men vi sa till oss själva väldigt tidigt att vi hade förlorat striden – och vi förlorade. Och vi sa detta eftersom vi inte hade något behov av att slåss där: vi ville lämna slagfältet så snabbt som möjligt. "Om du förlorar, fly då!" - vi sprang. Om vi ​​inte hade sagt detta förrän på kvällen, vet Gud vad som hade hänt. Och imorgon säger vi inte detta. Du säger: vår position, den vänstra flanken är svag, den högra flanken är sträckt, fortsatte han, "allt det här är nonsens, det finns inget av detta." Vad har vi att vänta imorgon? Hundra miljoner av de mest varierande händelser som kommer att avgöras omedelbart av det faktum att de eller våra sprang eller kommer att springa, att de kommer att döda den här, de kommer att döda den andra; och det som görs nu är kul. Faktum är att de som du reste med i position inte bara inte bidrar till det allmänna förloppet, utan blandar sig med det. De är bara upptagna med sina egna små intressen.
- Vid ett sådant ögonblick? – sa Pierre förebrående.
"I ett sådant ögonblick," upprepade prins Andrei, "för dem är det bara ett sådant ögonblick då de kan gräva under fienden och få ett extra kors eller band." För mig, för morgondagen är detta detta: hundra tusen ryska och hundra tusen franska trupper samlades för att slåss, och faktum är att dessa tvåhundratusen kämpar, och den som kämpar argare och tycker mindre synd om sig själv kommer att vinna. Och om du vill, ska jag säga dig att, oavsett vad det är, oavsett vad som är förvirrat där uppe, kommer vi att vinna striden i morgon. Imorgon, oavsett vad, kommer vi att vinna kampen!
"Här, ers excellens, sanningen, den sanna sanningen," sade Timokhin. – Varför tycka synd om dig själv nu! Soldaterna i min bataljon, skulle du tro det, drack inte vodka: det är inte en sådan dag, säger de. – Alla var tysta.
Officerarna reste sig. Prins Andrei gick ut med dem utanför ladan och gav de sista orderna till adjutanten. När officerarna gick, gick Pierre fram till prins Andrei och skulle precis inleda ett samtal när hovarna på tre hästar smattrade längs vägen inte långt från ladugården, och när han tittade åt det hållet kände prins Andrei igen Wolzogen och Clausewitz, åtföljd av en Kosack. De körde nära och fortsatte att prata, och Pierre och Andrey hörde ofrivilligt följande fraser:
– Der Krieg muss im Raum verlegt werden. Der Ansicht kann ich nicht genug Preis geben, [Krig måste överföras till rymden. Jag kan inte berömma denna uppfattning tillräckligt (tyska)] - sa en.
"O ja," sa en annan röst, "da der Zweck ist nur den Feind zu schwachen, så kan man inte gewiss den Verlust der Privatpersonen i Achtung nehmen." [Åh ja, eftersom målet är att försvaga fienden kan privatpersoners förluster inte beaktas]
"O ja, [Oh yes (tyska)]", bekräftade den första rösten.
"Ja, im Raum verlegen, [förflyttning till rymden (tyska)]," upprepade prins Andrei och frustade argt genom näsan när de passerade. – Im Raum alltså [I rymden (tyska)] Jag har fortfarande en far, en son och en syster i Bald Mountains. Han bryr sig inte. Detta är vad jag sa till dig - dessa tyska herrar kommer inte att vinna striden i morgon, utan kommer bara att förstöra hur mycket deras styrka kommer att vara, för i hans tyska huvud finns det bara resonemang som inte är värda ett dugg, och i hans hjärta finns det ingenting som bara är och vad som behövs för morgondagen är det som finns i Timokhin. De gav hela Europa till honom och kom för att lära oss - härliga lärare! – skrek hans röst igen.
– Så du tror att morgondagens strid kommer att vinnas? - sa Pierre.
"Ja, ja," sa prins Andrei frånvarande. "En sak skulle jag göra om jag hade makt", började han igen, "jag skulle inte ta fångar." Vad är fångar? Detta är ridderlighet. Fransmännen har förstört mitt hus och kommer att förstöra Moskva, och de har förolämpat och förolämpat mig varje sekund. De är mina fiender, de är alla brottslingar, enligt mina normer. Och Timokhin och hela armén tycker detsamma. Vi måste avrätta dem. Om de är mina fiender, så kan de inte vara vänner, hur de än pratar i Tilsit.

Kemi

Gallium nr 31

Gallium undergrupp. Innehållet av varje medlem av denna undergrupp i jordskorpan längs serien gallium (4-10~4%) - indium (2-10~6) - tallium (8-10-7) minskar. Alla tre "grundämnen är extremt spridda, och det är inte typiskt att de finns i form av vissa mineraler. Tvärtom innehåller mindre föroreningar av deras föreningar malmer av många metaller. Ga, In och Ti erhålls från avfall under bearbetning av sådana malmer.
I fritt tillstånd är gallium, indium och tallium silvervita metaller. Deras viktigaste konstanter jämförs nedan:
Ga In Tl

Fysikaliska egenskaper hos gallium

Densitet, g/cjH3 5,9 7,3 11,9
Smältpunkt, °C. . . 30 157 304
Kokpunkt, °C... . 2200 2020 1475
Elektrisk ledningsförmåga (Hg = 1). . 2 11 6

Genom hårdhet gallium nära ledning, In och Ti - ännu mjukare 6-13.
I torr luft förändras inte gallium och indium och tallium är täckt med en grå oxidfilm. Vid uppvärmning kombineras alla tre grundämnen energiskt med syre och svavel. De interagerar med klor och brom vid vanliga temperaturer, men med jod endast vid upphettning. Ligger i spänningsserien kring järn, Ga, In och Ti är lösliga i syror.14’ 15
Den normala valensen för gallium och indium är tre. Tallium ger derivat där det är tre- och monovalent. 18
Oxider av gallium och dess analoger - vit Ga 2 O 3, gul In203 och brun T1203 - är olösliga i vatten - motsvarande hydroxider E (OH) 3 (som kan erhållas från salter) är gelatinösa sediment, praktiskt taget olösliga i vatten, men löslig i syror. Vita Ga- och In-hydroxider är också lösliga i lösningar av starka alkalier med bildning av gallater och indater som liknar aluminater. De är därför amfotera till sin natur, och de sura egenskaperna är mindre uttalade i 1n(OH) 3 och mer uttalade i Ga(OH) 3 än i Al(OH) 3. Sålunda, förutom starka alkalier, är Ga(OH)3 lösligt i starka lösningar av NH4OH. Tvärtom löser sig inte rödbrun Ti(OH) 3 i alkalier.
Ga"- och In"-jonerna är färglösa, Ti"-jonen har en gulaktig färg. Salterna av de flesta syror som produceras av dem är mycket lösliga i vatten, men är mycket hydrolyserade; Av de lösliga salterna av svaga syror genomgår många nästan fullständig hydrolys. Även om derivat av lägre valenser Ga och In inte är typiska för dem, är det för tallium de föreningar där det är envärt som är mest karakteristiska. Därför har T13+-salter märkbart uttalade oxiderande egenskaper.

Gallium tillskott

1. Alla tre medlemmarna i undergruppen under övervägande upptäcktes med hjälp av ett spektroskop: 1 tallium - 1861, indium - 1863 och gallium - 1875. Det sista av dessa element förutspåddes och beskrevs av D. I. Mendeleev 4 år före upptäckten (VI § 1). Naturligt gallium är sammansatt av isotoper med masstalen 69 (60,2%) och 71 (39,8); indium-113 (4,3) och 115 (95,7); tallium - 203 (29,5) och 205 (70,5%).
2. I grundtillståndet har atomer av element i galliumundergruppen strukturen av yttre elektronskal 4s2 34p (Ga), 5s25p (In), 6s26p (Tl) och är monovalenta, i Excitering av trivalenta tillstånd kräver kostnader på 108 (Ga) 100 (In) eller 129, (Ti) kcal/g-atom. Konsekutiva joniseringsenergier är 6,00; 20,51; 30,70 för Ga; 5,785; 18,86; 28.03 för In: 6.106; 20,42; 29,8 eV för T1. Talliumatomens elektronaffinitet uppskattas till 12 kcal/g-atom.
3. Det sällsynta mineralet gallit (CuGaS 2) är känt för gallium. Spår av detta grundämne finns ständigt i zinkmalmer. Betydligt stora mängder av det: E (upp till 1,5%) hittades i askan från vissa kol. Den huvudsakliga råvaran för industriell produktion av gallium är dock bauxit, som vanligtvis innehåller mindre föroreningar (upp till 0,1%). Det extraheras genom elektrolys från alkaliska vätskor, som är en mellanprodukt vid bearbetning av naturlig bauxit till teknisk aluminiumoxid. Den årliga globala produktionen av gallium är för närvarande bara några få ton, men kan ökas avsevärt.
4. Indium erhålls huvudsakligen som en biprodukt vid komplex bearbetning av svavelmalmer Zn, Pb och Cu. Dess årliga globala produktion uppgår till flera tiotals ton.
5. Tallium koncentreras huvudsakligen i pyrit (FeS2). Därför är slam från svavelsyraframställning ett bra råmaterial för att erhålla detta grundämne. Den årliga globala produktionen av tallium är mindre än för indium, men uppgår också till tiotals ton.
6. För att isolera Ga, In och T1 i fritt tillstånd används antingen elektrolys av lösningar av deras salter eller glödning av oxiderna i en väteström. Värmen från smältning och avdunstning av metaller har följande värden: 1,3 och 61 (Ga), 0,8 och 54 (In), 1,0 och 39 kcal/g-atom (T1). Deras sublimeringsvärme (vid 25 °C) är 65 (Ga), 57 (In) och 43 kcal/g-atom (T1). I par består alla tre grundämnen nästan uteslutande av monoatomiska molekyler.
7. Galliums kristallgitter bildas inte av enskilda atomer (som är vanligt för metaller), utan av diatomiska molekyler (rf = 2,48A). Det representerar således ett intressant fall av samexistensen av molekylära och metalliska strukturer (III § 8). Ga2-molekyler bevaras också i flytande gallium, vars densitet (6,1 g/cm) är större än densiteten hos den fasta metallen (analogi med vatten och vismut). En ökning av trycket åtföljs av en minskning av smälttemperaturen för gallium. Vid höga tryck, förutom den vanliga modifieringen (Gal), har förekomsten av två andra former fastställts. Trippelpunkter (med en flytande fas) ligger för Gal - Gall vid 12 tusen atm och 3 °C, och för Gall - Gall vid 30 tusen atm och 45 °C.
8. Gallium är mycket benäget för hypotermi, och det har varit möjligt att hålla det i flytande tillstånd ner till -40 ° C. Upprepad snabb kristallisation av en underkyld smälta kan tjäna som en metod för att rena gallium. I ett mycket rent tillstånd (99,999%) erhölls det genom elektrolytisk raffinering, såväl som genom reduktion av noggrant renad GaCl3 med väte. Dess höga kokpunkt och ganska jämna expansion vid upphettning gör gallium till ett värdefullt material för att fylla högtemperaturtermometrar. Trots dess externa likhet med kvicksilver är den ömsesidiga lösligheten för båda metallerna relativt låg (i intervallet från 10 till 95 ° C varierar den från 2,4 till 6,1 atomprocent för Ga i Hg och från 1,3 till 3,8 atomprocent för Hg i Ga) . Till skillnad från kvicksilver löser inte flytande gallium upp alkalimetaller och väter många icke-metalliska ytor väl. I synnerhet gäller detta glas, genom att applicera gallium på vilket man kan få speglar som starkt reflekterar ljus (det finns dock bevis för att mycket rent gallium, som inte innehåller indiumföroreningar, inte väter glas). Avsättning av gallium på en plastbas används ibland för att snabbt producera radiokretsar. En legering av 88 % Ga och 12 % Sn smälter vid 15 °C, och några andra galliumhaltiga legeringar (till exempel 61,5 % Bi, 37,2 - Sn och 1,3 - Ga) har föreslagits för tandfyllningar. De ändrar inte sin volym med temperaturen och håller sig bra. Gallium kan även användas som tätningsmedel för ventiler inom vakuumteknik. Man bör dock komma ihåg att den vid höga temperaturer är aggressiv mot både glas och många metaller.
9. I samband med möjligheten att utöka produktionen av gallium blir problemet med assimilering (d.v.s. att bemästra genom övning) av detta element och dess föreningar akut, vilket kräver forskning för att hitta områden för deras rationella användning. Det finns en recensionsartikel och monografier om gallium.
10. Kompressibiliteten för indium är något högre än för aluminium (vid 10 tusen atm är volymen 0,84 av originalet). Med ökande tryck minskar dess elektriska motstånd (till 0,5 från originalet vid 70 tusen atm) och smälttemperaturen ökar (upp till 400 ° C vid 65 tusen atm). Indiummetallpinnar krassar när de böjs, som plåtpinnar. Det lämnar ett mörkt märke på papperet. En viktig användning av indium är förknippad med tillverkning av germanium växelströmslikriktare (X § 6 tillägg 15). På grund av sin låga smältbarhet kan den fungera som smörjmedel i lager.
11. Införandet av en liten mängd indium i kopparlegeringar ökar avsevärt deras motståndskraft mot havsvatten, och tillsatsen av indium till silver förbättrar dess glans och förhindrar att luften blir smutsig. Tillsatsen av indium ger ökad styrka till legeringar för tandfyllningar. Elektrolytisk beläggning av andra metaller med indium skyddar dem väl från korrosion. En legering av indium med tenn (1:1 i vikt) löder glas väl till glas eller metall, och en legering av 24% In och 76% Ga smälter vid 16°C. En legering på 18,1% In med 41,0 - Bi, 22,1 - Pb, 10,6 - Sn och 8,2 - Cd, smältande vid 47 ° C, används medicinskt för komplexa benfrakturer (istället för gips). Det finns en monografi om indiums kemi
12. Kompressibiliteten för tallium är ungefär densamma som för indium, men två allotropa modifieringar är kända för det (hexagonal och kubisk), vars övergångspunkt ligger vid 235 °C. Under högt tryck uppstår ytterligare en. Trippelpunkten för alla tre formerna ligger vid 37 tusen atm och 110°C. Detta tryck motsvarar en abrupt minskning på cirka 1,5 gånger i metallens elektriska motstånd (vilket vid 70 tusen atm är cirka 0,3 av det normala). Under ett tryck på 90 tusen atm smälter den tredje formen av tallium vid 650 °C.
13. Tallium används främst för tillverkning av legeringar med tenn och bly, som har hög syrabeständighet. I synnerhet tål en legering med sammansättningen 70% Pb, 20% Sn och 10% T1 verkan av blandningar av svavelsyra, saltsyra och salpetersyra väl. Det finns en monografi om tallium.
14. Gallium och kompakt indium är stabila med avseende på vatten, och tallium i närvaro av luft förstörs långsamt av det från ytan. Gallium reagerar bara långsamt med salpetersyra, men tallium reagerar mycket kraftigt. Tvärtom löser svavelsyra, och särskilt saltsyra, lätt Ga och In, medan T1 interagerar med dem mycket långsammare (på grund av bildandet av en skyddande film av svårlösliga salter på ytan). Lösningar av starka alkalier löser lätt upp gallium, verkar bara långsamt på indium och reagerar inte med tallium. Gallium löses också märkbart i NH4OH. Flyktiga föreningar av alla tre grundämnen färgar den färglösa lågan i karakteristiska färger: Ga - nästan osynlig för ögat mörklila (L = 4171 A), In - mörkblå (L = 4511 A), T1 - smaragdgrön (A, = 5351) A).
15. Gallium och indium verkar inte vara giftiga. Thallium är tvärtom mycket giftigt, och dess verkan liknar Pb och As. Det påverkar nervsystemet, matsmältningskanalen och njurarna. Symtom på akut förgiftning uppträder inte omedelbart, utan efter 12-20 timmar. Vid långsamt utvecklande kronisk förgiftning (även genom huden) observeras främst agitation och sömnstörningar. Inom medicinen används talliumpreparat för hårborttagning (för lavar etc.). Talliumsalter har funnit användning i lysande kompositioner som ämnen som ökar glödens varaktighet. De visade sig också vara ett bra botemedel mot möss och råttor.
16. I spänningsserien ligger gallium mellan Zn och Fe, och indium och tallium ligger mellan Fe och Sn. Ga- och In-övergångarna enligt schemat E+3 + Ze = E motsvarar normala potentialer: -0,56 och -0,33 V (i ett surt medium) eller -1,2 och -1,0 V (i ett alkaliskt medium). Tallium omvandlas av syror till det monovalenta tillståndet (normalpotential -0,34 V). Övergången T1+3 + 2e = T1+ kännetecknas av en normal potential på + 1,28 V i sur miljö eller +0,02 V i alkalisk miljö.
17. Värmen för bildning av oxider E2O3 av gallium och dess analoger minskar i serierna 260 (Ga), 221 (In) och 93 kcal/mol (T1). Vid upphettning i luft oxideras gallium praktiskt taget endast till GaO. Därför erhålls Ga2O3 vanligtvis genom att dehydratisera Ga(OH)3. Indium bildar vid upphettning i luft In2O3, och tallium bildar en blandning av T12O3 och T120 med högre halt av högre oxid, ju lägre temperatur. Tallium kan oxideras upp till T1203 genom inverkan av ozon.
18. Lösligheten av E2O3-oxider i syror ökar längs Ga - In - Tl-serien. I samma serie minskar styrkan hos grundämnets bindning med syre: Ga2O3 smälter vid 1795°C utan sönderdelning, 1n203 omvandlas till 1n304 endast över 850°C, och finkrossad T1203 börjar spjälka av syre redan vid ca 90° C. Det krävs dock mycket högre temperaturer för att helt omvandla T1203 till T120. Under överskott av syretryck smälter 1p203 vid 1910 °C och T1203 - vid 716 °C.
19. Hydratiseringsvärmen för oxider enligt schemat E203 + ZH20 = 2E(OH)3 är +22 kcal (Ga), +1 (In) och -45 (T1). I enlighet med detta ökar lättheten att eliminera vatten genom hydroxider från Ga till T1: om Ga(OH)3 är helt uttorkad först vid kalcinering, omvandlas T1(OH)3 till T1203 även när den står under vätskan från vilken den var isolerad.
20. Vid neutralisering av sura lösningar av galliumsalter fälls dess hydroxid ut ungefär i pH-området = 3-4. Nyfällt Ga(OH)3 är mycket lösligt i starka ammoniaklösningar, men när det åldras minskar lösligheten mer och mer. Dess isoelektriska punkt ligger vid pH = 6,8 och PR = 2 10~37. För 1n(OH)3 fann man att PR = 1 10-31 och för T1(OH)3 - 1 10-45.
21. För de andra och tredje dissociationskonstanterna för Ga(OH)3 enligt sura och basiska typer, bestämdes följande värden:

H3Ga03 /C2 = 5-10_I K3 = 2-10-12
Ga(OH)3K2“2. S-P/NW = 4 -10 12
Således representerar galliumhydroxid ett fall av en elektrolyt mycket nära idealisk amfotericitet.

1. Skillnaden i sura egenskaper hos galliumhydroxider och dess analoger manifesteras tydligt när de interagerar med lösningar av starka alkalier (NaOH, KOH). Galliumhydroxid löser sig lätt och bildar gallater av typ M, som är stabila både i lösning och i fast tillstånd. Vid upphettning förlorar de lätt vatten (Na-salt vid 120, K-salt vid 137 °C) och omvandlas till motsvarande vattenfria salter av MGa02-typ. Tvåvärda metallgallater (Ca, Sr) erhållna från lösningar kännetecknas av en annan typ - M3 ■ 2H20, som också är nästan olösliga. De är helt hydrolyserade av vatten.
   Talliumhydroxid peptiseras lätt av starka alkalier (med bildning av en negativ sol), men är olöslig i dem och producerar inte tallater. Genom torr metod (genom att smälta oxider med motsvarande karbonater) erhölls derivat av ME02-typ för alla tre grundämnen i galliumundergruppen. Men i fallet med tallium visade det sig vara blandningar av oxider.
   1. De effektiva radierna för Ga3+-, In3*- och T13*-jonerna är 0,62, 0,92 respektive 1,05 A. I en vattenhaltig miljö är de uppenbarligen direkt omgivna av sex vattenmolekyler. Sådana hydratiserade joner är något dissocierade enligt schemat E(OH2)a G * E (OH2)5 OH + H, och deras dissociationskonstanter uppskattas till 3 ■ 10-3° (Ga) och 2 10-4 (In) .
   2. Halidsalterna Ga3+, In3* och T13*’ liknar i allmänhet motsvarande A13*-salter. Förutom fluorider är de relativt smältbara och mycket lösliga inte bara i vatten utan även i ett antal organiska lösningsmedel. Endast de gula Gal3 är målade.

   Om grundämnet med atomnummer 31 minns de flesta läsare bara att det är ett av de tre grundämnen som förutspåtts och beskrivits mest detaljerat av D.I. Mendeleev, och att gallium är en mycket smältbar metall: värmen från handflatan är tillräcklig för att förvandla den till vätska.

   Gallium är dock inte den mest smältbara av metaller (även om du inte räknar kvicksilver). Dess smältpunkt är 29,75°C, och cesium smälter vid 28,5°C; bara cesium, som vilken alkalimetall som helst, kan inte tas i dina händer, så det är naturligtvis lättare att smälta gallium i handflatan än cesium.

   Vi började medvetet vår berättelse om element 31 med att nämna något som nästan alla känner till. Eftersom detta "kända" kräver förklaring. Alla vet att gallium förutspåddes av Mendeleev och upptäcktes av Lecoq de Boisbaudran, men inte alla vet hur upptäckten inträffade. Nästan alla vet att gallium är smältbart, men nästan ingen kan svara på frågan varför det är smältbart.

   Hur upptäcktes gallium?

   Den franske kemisten Paul Emile Lecoq de Boisbaudran gick till historien som upptäckaren av tre nya grundämnen: gallium (1875), samarium (1879) och dysprosium (1886). Den första av dessa upptäckter gav honom berömmelse.

   På den tiden var han föga känd utanför Frankrike. Han var 38 år gammal och ägnade sig främst åt spektroskopisk forskning. Lecoq de Boisbaudran var en bra spektroskopist, och detta ledde till slut till framgång: han upptäckte alla sina tre element genom spektralanalys.

   1875 undersökte Lecoq de Boisbaudran spektrumet av zinkblandningar från Pierrefitte (Pyrénées). En ny violett linje (våglängd 4170 Å) upptäcktes i detta spektrum. Den nya linjen indikerade närvaron av ett okänt grundämne i mineralet, och helt naturligt gjorde Lecoq de Boisbaudran allt för att isolera detta element. Detta visade sig vara svårt att göra: innehållet av det nya grundämnet i malmen var mindre än 0,1 %, och på många sätt liknade det zink*. Efter långa experiment lyckades forskaren få ett nytt element, men i en mycket liten mängd. Så liten (mindre än 0,1 g) att Lecoq de Boisbaudrap inte helt kunde studera dess fysikaliska och kemiska egenskaper.

   * Hur gallium erhålls från zinkblandning beskrivs nedan.

   Upptäckten av gallium - så här namngavs det nya elementet för att hedra Frankrike (Gallia är dess latinska namn) - dök upp i rapporterna från Paris Academy of Sciences.

   Detta meddelande lästes av D.I. Mendeleev och erkänd i gallium eka-aluminium, som han hade förutspått fem år tidigare. Mendeleev skrev omedelbart till Paris. "Metoden för upptäckt och isolering, såväl som de få egenskaper som beskrivs, får oss att tro att den nya metallen är ingen mindre än eka-aluminium," sade hans brev. Han upprepade sedan egenskaperna som förutspåtts för det elementet. Dessutom, utan att någonsin hålla korn av gallium i sina händer, utan att se det personligen, hävdade den ryske kemisten att upptäckaren av grundämnet hade fel, att densiteten för den nya metallen inte kan vara lika med 4,7, som Lecoq de Boisbaudran skrev, - den måste vara större, ungefär 5,9...6,0 g/cm 3!

   Hur konstigt det än kan tyckas, lärde den första av hans bekräftande, "stärkande" sig om existensen av den periodiska lagen först från detta brev. Han isolerade och renade återigen korn av gallium för att kontrollera resultaten av de första experimenten. Vissa vetenskapshistoriker tror att detta gjordes i syfte att vanära den självsäkra ryska "prediktorn". Men erfarenheten visade motsatsen: upptäckaren hade fel. Han skrev senare: "Det finns inget behov, tror jag, att påpeka den exceptionella betydelse som tätheten av ett nytt element har i förhållande till bekräftelsen av Mendeleevs teoretiska åsikter."

   Andra egenskaper hos element nr 31 som förutspåtts av Mendeleev sammanföll nästan exakt med experimentdata. "Mendeleevs förutsägelser gick i uppfyllelse med mindre avvikelser: eka-aluminium förvandlades till gallium." Det är så Engels karaktäriserar denna händelse i "Dialectics of Nature".

   Det behöver inte sägas att upptäckten av det första av de element som förutspåtts av Mendeleev stärkte den periodiska lagens position avsevärt.

   Varför är gallium smältbart?

   För att förutsäga egenskaperna hos gallium trodde Mendeleev att denna metall skulle vara smältbar, eftersom dess analoger i gruppen - aluminium och indium - inte heller är eldfasta.

   Men smältpunkten för gallium är ovanligt låg, fem gånger lägre än för indium. Detta förklaras av den ovanliga strukturen hos galliumkristaller. Dess kristallgitter bildas inte av enskilda atomer (som i "normala" metaller), utan av diatomiska molekyler. Ga 2 molekyler är mycket stabila de bevaras även när gallium överförs till flytande tillstånd. Men dessa molekyler är anslutna till varandra endast av svaga van der Waals-krafter, och mycket lite energi behövs för att förstöra deras bindning.

   Vissa andra egenskaper hos element nr 31 är associerade med molekylernas diatomicitet. I flytande tillstånd är gallium tätare och tyngre än i fast tillstånd. Den elektriska ledningsförmågan hos flytande gallium är också högre än hos fast gallium.

   Externt ser det mer ut som tenn: en silvervit mjuk metall som inte oxiderar eller mattas i luften.

   Och i de flesta kemiska egenskaper är gallium nära aluminium. Liksom aluminium har galliumatomen tre elektroner i sin yttre omloppsbana. Liksom aluminium reagerar gallium lätt, även i kyla, med halogener (förutom jod). Båda metallerna löses lätt i svavelsyra och saltsyra, och båda reagerar med alkalier och ger amfotära hydroxider. Reaktionsdissociationskonstanter

   Ga(OH)3 → Ga3+ + 3OH –

   H 3 GaO 3 → 3H + + GaO 3– 3

   – kvantiteter av samma beställning.

   Det finns dock skillnader i de kemiska egenskaperna hos gallium och aluminium.

   Gallium oxideras märkbart av torrt syre endast vid temperaturer över 260°C, och aluminium, om det berövas sin skyddande oxidfilm, oxideras av syre mycket snabbt.

   Med väte bildar gallium hydrider som liknar borhydrider. Aluminium kan bara lösa upp väte, men inte reagera med det.

   Gallium liknar också grafit, kvarts och vatten.

   På grafit – eftersom det lämnar ett grått märke på pappret.

   För kvarts – elektrisk och termisk anisotropi.

   Storleken på det elektriska motståndet hos galliumkristaller beror på vilken axel strömmen flyter längs. Det maximala till lägsta förhållandet är 7, mer än någon annan metall. Detsamma gäller för termisk expansionskoefficient.

   Dess värden i riktning mot tre kristallografiska axlar (galliumkristaller är rombiska) är i förhållandet 31:16:11.

   Och gallium liknar vatten genom att när det hårdnar expanderar det. Volymökningen märks – 3,2 %.

   Enbart kombinationen av dessa motsägelsefulla likheter talar om den unika individualiteten hos element nr 31.

   Dessutom har den egenskaper som inte finns i något annat element. När den väl smält kan den förbli i ett underkylt tillstånd i många månader vid en temperatur under dess smältpunkt. Detta är den enda metallen som förblir en vätska i ett enormt temperaturområde från 30 till 2230°C, och flyktigheten hos dess ångor är minimal. Även i ett djupt vakuum avdunstar det märkbart först vid 1000°C. Galliumånga är, till skillnad från fasta och flytande metaller, monoatomisk. Ga 2 → 2Ga-övergången kräver stora mängder energi; Detta förklarar svårigheten med galliumavdunstning.

   Det stora temperaturområdet för det flytande tillståndet är grunden för en av de viktigaste tekniska tillämpningarna av element nr 31.

   Vad är gallium bra för?

   Galliumtermometrar kan i princip mäta temperaturer från 30 till 2230°C. Galliumtermometrar finns nu tillgängliga för temperaturer upp till 1200°C.

   Element nr 31 används för tillverkning av lågsmältande legeringar som används i signalanordningar. Gallium-indium-legeringen smälter redan vid 16°C. Detta är den mest smältbara av alla kända legeringar.

   Som ett grupp III-element som förbättrar "hål"-konduktiviteten i en halvledare, används gallium (med en renhet på minst 99,999%) som tillsats till germanium och kisel.

   Intermetalliska föreningar av gallium med grupp V-element - antimon och arsenik - har själva halvledaregenskaper.

   Tillsatsen av gallium till glasmassan gör det möjligt att erhålla glas med ett högt brytningsindex för ljusstrålar, och glas baserade på Ga 2 O 3 överför infraröda strålar bra.

   Flytande gallium reflekterar 88 % av ljuset som faller på den, fast gallium reflekterar något mindre. Därför gör de galliumspeglar som är väldigt lätta att tillverka – galliumbeläggningen kan till och med appliceras med en pensel.

   Ibland används galliums förmåga att väta fasta ytor väl, som ersätter kvicksilver i diffusionsvakuumpumpar. Sådana pumpar "håller" vakuum bättre än kvicksilverpumpar.

   Försök har gjorts att använda gallium i kärnreaktorer, men resultaten av dessa försök kan knappast anses vara framgångsrika. Gallium fångar inte bara ganska aktivt neutroner (fångningstvärsnitt 2,71 ladugårdar), det reagerar också vid förhöjda temperaturer med de flesta metaller.

   Gallium blev inte ett atomärt material. Det är sant att dess artificiella radioaktiva isotop 72 Ga (med en halveringstid på 14,2 timmar) används för att diagnostisera skelettcancer. Gallium-72 klorid och nitrat adsorberas av tumören, och genom att detektera strålningen som är karakteristisk för denna isotop bestämmer läkare nästan exakt storleken på främmande formationer.

   Som du kan se är de praktiska möjligheterna med element nr 31 ganska breda. Det har ännu inte varit möjligt att använda dem helt på grund av svårigheten att erhålla gallium - ett ganska sällsynt grundämne (1,5 10 -3% av vikten av jordskorpan) och mycket spritt. Få inhemska galliummineraler är kända. Dess första och mest kända mineral, gallit CuGaS 2, upptäcktes först 1956. Senare hittades ytterligare två mineraler, redan mycket sällsynta.

   Vanligtvis finns gallium i zink, aluminium, järnmalm, såväl som i kol - som en mindre förorening. Och vad är karakteristiskt: ju större denna förorening är, desto svårare är det att utvinna den, eftersom det finns mer gallium i malmerna av de metaller (aluminium, zink) som liknar den i egenskaper. Huvuddelen av markbundet gallium finns i aluminiummineraler.

   Att extrahera gallium är ett dyrt "nöje". Därför används element nr 31 i mindre kvantiteter än någon av dess grannar i det periodiska systemet.

   Det är naturligtvis möjligt att vetenskapen inom en snar framtid kommer att upptäcka något i gallium som kommer att göra det absolut nödvändigt och oersättligt, vilket hände med ett annat element som förutspåtts av Mendeleev - germanium. För bara 30 år sedan användes den ännu mindre än gallium, och då började "halvledarnas era"...

   Att hitta mönster

   Galliums egenskaper förutspåddes av D.I. Mendeleev fem år före upptäckten av detta element. Den briljanta ryske kemisten baserade sina förutsägelser på mönstren för förändringar i egenskaper över grupper av det periodiska systemet. Men för Lecoq de Boisbaudran var upptäckten av gallium ingen lycklig olycka. En begåvad spektroskopist, redan 1863 upptäckte han mönster i förändringarna i spektra av element med liknande egenskaper. Genom att jämföra spektra av indium och aluminium kom han till slutsatsen att dessa element kan ha en "bror" vars linjer skulle fylla tomrummet i kortvågsdelen av spektrumet. Det var just denna saknade linje som han letade efter och hittade i spektrumet av zinkblandning från Pierrfit.

   För jämförelse presenterar vi en tabell över de viktigaste egenskaperna som förutspås av D.I. Mendeleev eka-aluminium och gallium upptäckt av Lecoq de Boisbaudran.

   Ekaalluminium	Gallium
   Atomvikt ca 68	Atomvikt 69,72
   Måste vara lågsmältande	Smältpunkt 29,75°C
   Specifik vikt nära 6,0	Specifik vikt 5,9 (fast) och 6,095 (flytande)
   Atomvolym 11,5	Atomvolym 11,8
   Bör inte oxidera i luft	Oxiderar lätt endast vid spritröd värme
   Vid höga temperaturer bör det sönderdela vatten	Vid höga temperaturer bryter det ner vatten
   Sammansatta formler: EaCl 3 Ea 2 O 3, Ea 2 (SO 4) 3	Sammansatta formler: GaCl 3, Ga 3 O 3, Ga 2 (SO 4) 3
   Bör bilda alun Ea 2 (SO 4) 3 Me 2 SO 4 24H 2 O, men svårare än aluminium	Bildar alun med sammansättningen (NH 4) Ga(SO 4) 2 12H 2 O
   Oxiden Ea 2 O 3 bör lätt reduceras och producera en metall som är mer flyktig än Al, och därför kan vi förvänta oss att eka-aluminium kommer att upptäckas genom spektralanalys	Gallium reduceras lätt från sin oxid genom kalcinering i en ström av väte, upptäckt med spektralanalys

   En lek med ord?

   Vissa vetenskapshistoriker ser i namnet på element nr 31 inte bara patriotism, utan också oberäkneligheten hos dess upptäckare. Det är allmänt accepterat att ordet "gallium" kommer från latinets Gallia (Frankrike). Men om du vill kan du i samma ord se en antydan om ordet "tupp"! Det latinska för "tupp" är gallus, och det franska är le coq. Lecoq de Boisbaudran?

   Beroende på ålder

   I mineraler följer ofta gallium med aluminium. Intressant nog beror förhållandet mellan dessa element i ett mineral på tidpunkten för bildningen av mineralet. I fältspat finns det en galliumatom för varje 120 tusen aluminiumatomer. I nefeliner, som bildades mycket senare, är detta förhållande redan 1:6000, och i ännu "yngre" förstenat trä är det bara 1:13.

   Första patentet

   Det första patentet för användning av gallium togs för 60 år sedan. De ville använda element nr 31 i ljusbågslampor.

   Undertrycker svavel, försvarar sig med svavel

   En intressant interaktion mellan gallium och svavelsyra uppstår. Det åtföljs av frisättningen av elementärt svavel. I detta fall omsluter svavel metallens yta och förhindrar dess ytterligare upplösning. Om du tvättar metallen med varmt vatten, kommer reaktionen att återupptas och kommer att fortsätta tills en ny "hud" av svavel växer på galliumet.

   Dåligt inflytande

   Flytande gallium reagerar med de flesta metaller och bildar legeringar och intermetalliska föreningar med ganska låga mekaniska egenskaper. Det är därför kontakt med gallium gör att många konstruktionsmaterial tappar styrka. Beryllium är det mest resistenta mot gallium: vid temperaturer upp till 1000°C motstår det framgångsrikt aggressiviteten hos element nr 31.

   Och oxid också!

   Mindre tillsatser av galliumoxid påverkar avsevärt egenskaperna hos oxiderna hos många metaller. Sålunda minskar blandningen av Ga2O3 till zinkoxid avsevärt dess sintringsförmåga. Men lösligheten av zink i en sådan oxid är mycket större än i ren zink. Och titandioxidens elektriska ledningsförmåga sjunker kraftigt när Ga 2 O 3 tillsätts.

   Hur man får gallium

   Inga industriella fyndigheter av galliummalmer har hittats i världen. Därför måste gallium utvinnas från zink- och aluminiummalmer som är mycket fattiga på det. Eftersom sammansättningen av malmer och galliumhalten i dem inte är densamma, är metoderna för att erhålla grundämne nr 31 ganska varierande. Låt oss berätta, som ett exempel, hur gallium utvinns från zinkblandning, mineralet i vilket detta element först upptäcktes.

   Först och främst bränns zinkblandningen ZnS, och de resulterande oxiderna lakas med svavelsyra. Tillsammans med många andra metaller går gallium i lösning. Zinksulfat dominerar i denna lösning - huvudprodukten som måste renas från föroreningar, inklusive gallium. Det första steget i reningen är utfällningen av det så kallade järnslammet. Med den gradvisa neutraliseringen av den sura lösningen faller detta slam ut. Den innehåller ca 10% aluminium, 15% järn och (vilket är viktigast för oss nu) 0,05...0,1% gallium. För att extrahera gallium lakas slammet med syra eller natriumhydroxid - galliumhydroxid är amfoter. Den alkaliska metoden är bekvämare, eftersom utrustningen i detta fall kan tillverkas av billigare material.

   Under påverkan av alkali går aluminium- och galliumföreningar i lösning. När denna lösning noggrant neutraliseras, faller galliumhydroxid ut. Men en del av aluminiumet faller också ut. Därför löses fällningen igen, denna gång i saltsyra. Resultatet är en lösning av galliumklorid, förorenad övervägande med aluminiumklorid. Dessa ämnen kan separeras genom extraktion. Eter tillsätts och, till skillnad från AlCl3, passerar GaCl3 nästan fullständigt in i det organiska lösningsmedlet. Skikten separeras, etern avdestilleras och den resulterande galliumkloriden behandlas återigen med koncentrerad kaustiksoda för att fälla ut och separera järnföroreningen från galliumet. Galliummetall erhålls från denna alkaliska lösning. Erhålls genom elektrolys vid en spänning på 5,5 V. Gallium avsätts på en kopparkatod.

   Galium och tänder

   Gallium ansågs länge vara giftigt. Först under de senaste decennierna har denna missuppfattning motbevisats. Lågsmältande gallium har intresserade tandläkare. Redan 1930 föreslogs det först att ersätta gallium med kvicksilver i kompositioner för tandfyllningar. Ytterligare forskning både här och utomlands bekräftade utsikterna för en sådan ersättning. Kvicksilverfria metallfyllningar (kvicksilver ersatt av gallium) används redan inom tandvården.