Содержание
В галлий Это металлический элемент, обозначенный символом Ga и принадлежащий к группе 13 периодической таблицы. Химически он похож на амфотерию алюминия; однако оба металла в конечном итоге проявляют свойства, которые делают их отличимыми друг от друга.
Например, алюминиевые сплавы можно обрабатывать, чтобы придать им любую форму; в то время как галлий имеет очень низкие температуры плавления и состоит практически из серебристых жидкостей. Кроме того, температура плавления галлия ниже, чем у алюминия; первый может таять от тепла руки, а второй — нет.
Химическое сходство между галлием и алюминием также группирует их геохимически; то есть минералы или горные породы, богатые алюминием, такие как бокситы, имеют значительные концентрации галлия. Помимо этого минералогического источника, есть и другие цинк, свинец и углерод, широко распространенные по всей земной коре.
Галлий не является широко известным металлом. Одно его название может вызвать в сознании образ петуха. На самом деле графические и общие изображения галлия обычно встречаются с изображением серебряного петуха; окрашены жидким галлием, сильно смачиваемым веществом на стекле, керамике и даже на руке.
Нередки эксперименты, в которых куски металлического галлия плавятся руками, равно как и манипуляции с его жидкостью и его склонность окрашивать все, к чему он прикасается.
Хотя галлий не токсичен, как ртуть, он разрушает металлы, поскольку делает их хрупкими и бесполезными (в первую очередь). С другой стороны, фармакологически он вмешивается в процессы, в которых биологические матрицы используют железо.
Для тех, кто занимается оптоэлектроникой и полупроводниками, галлий будет в почете, сравнимым с кремнием и, возможно, превосходит его. С другой стороны, из галлия были сделаны термометры, зеркала и предметы на основе его сплавов.
В химическом отношении этому металлу еще есть что предложить; возможно, в области катализа, ядерной энергии, разработки новых полупроводниковых материалов или «просто» в разъяснении их запутанной и сложной структуры.
Примечания и ссылки
Рекомендации
- ↑ and (en) Дэвид Р. Лид, Справочник CRC по химии и физике, CRC Press Inc,2009 г., 90- е изд. , 2804 с. , Твердый переплет ( ISBN 978-1-420-09084-0 )
- (in) Беатрис Кордеро Вероника Гомес, Ана Э. Платеро-Пратс, Марк Ревес Хорхе Эчеверрия, Эдуард Кремадес, Флавиа и Сантьяго Барраган Альварес, Новый взгляд на ковалентные радиусы, Dalton Transactions ,2008 г., стр. 2832 — 2838 ( DOI )
- ↑ и
- (in) Томас Р. Дульски, Руководство по химическому анализу металлов, т. 25, ASTM International,1996 г., 251 с. , стр. 71
- База данных Chemical Abstracts запрошена через SciFinder Web 15 декабря 2009 г. ( результаты поиска )
- ↑ и
- А. Раушер, М. Фриндель, П. Баумгартнер, Ф. К. Бодере и А. Ф. Шове, А. Ф., « Отзывы о 4-летней маркировке галлием-68 (68Ga) », Médecine Nucléaire, vol. 41, п о 3,Май-июнь 2017, стр. 186 ( DOI ).
- .
- .
- Геологическая США
- ЮНЕП (2009), Критические металлы для будущих устойчивых технологий и их потенциал вторичной переработки
- Арнольд Ф. Холлеман, Нильс Виберг: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage, de Gruyter, Berlin 2007, ( ISBN 978-3-11-017770-1 ), S. 1179.
- BGIA GESTIS; Галлий; CAS = 7440-55-3, 23.11.2009.
- Бернард Мартель, Кейт Кэссиди: Анализ химического риска: практическое руководство. Тейлор и Фрэнсис, 2000, ( ISBN 1-56032-835-5 ), S. 376.
- ↑ и
- ↑ et
- Оливье Маршан: Галлий ; Amazon, 2018 г. ( ISBN 978-1-9802-2595-9 ) .
Производство
Техника производства
Подобно алюминию, который находится чуть выше в периодической таблице, галлий в природе находится в степени окисления +3. Встречается в виде примесей в алюминиевых рудах ( бокситах ). При получении глинозема по гидрометаллургии ( Байер процесс ), Ga 3+ ионы, которые обладают свойствами, аналогичными свойствам Al 3+ ионов, извлекаются в виде Gao 2 — галлат ионы в то же самое время, что и ионы алюмината AlO. 2 — . Однако галлат-ионы не осаждаются в форме гидроксида галлия Ga (OH) 3 на стадии осаждения гидроксида алюминия Al (OH) 3, поскольку они находятся в слишком низкой концентрации. Основной раствор супернатанта со стадии осаждения повторно используется для новой экстракции ионов алюминия, галлий подвергается явлению концентрации. Когда ионы галлата станут достаточно концентрированными, раствор направляют в электролизер .
Благодаря своему окислительно-восстановительному потенциалу (E ° = -0,56 В), намного большему, чем у алюминия, галлий можно избирательно восстанавливать в виде амальгамы галлия (Ga ) путем электролиза в элементах с ртутным катодом. При разложении этой амальгамы в основной среде снова образуется галлат натрия, но на этот раз без алюминия. Второй электролиз дает металлический галлий хорошего уровня чистоты. Поскольку промышленные данные являются конфиденциальными, доступ к подробной информации ограничен, но получение ее электролизом дает в случае меди чистоту 99,99%. Ультраочистка галлия (99,9999%), необходимая для полупроводниковой промышленности, осуществляется с помощью процесса выращивания монокристаллов ( метод зоны расплава ) и в течение десятилетий 2000/2010 гг. Широко доступна.
Галлий в основном используется для производства арсенида галлия (GaAs) и нитрида галлия (GaN).
Статистика добычи и запасов
Годовой объем производства в 2008 году составил 111 тонн. В 2006 году Китай произвел 83% мировых поставок.
Оговорки оценить сложно. Однако они оцениваются в 1 млн т, или 9000 лет годовой добычи.
Повреждение металлов
Галлий характеризуется сильным окрашиванием или прилипанием к поверхностям; а если они металлические, он проходит через них и мгновенно образует сплавы. Эта характеристика, заключающаяся в возможности легирования почти всех металлов, делает неприемлемым проливание жидкого галлия на какой-либо металлический объект.
Таким образом, металлические предметы могут расколоться в присутствии галлия. Его действие может быть настолько медленным и незаметным, что преподносит нежелательные сюрпризы; особенно, если он пролился на металлический стул, который может рухнуть, когда кто-нибудь на него сядет.
Вот почему те, кто хочет работать с галлием, никогда не должны контактировать с другими металлами. Например, его жидкость способна растворять алюминиевую фольгу, а также проникать в кристаллы индия, железа и олова, делая их хрупкими.
В целом, несмотря на вышесказанное и тот факт, что его пары практически отсутствуют при комнатной температуре, галлий считается безопасным элементом с нулевой токсичностью.
История
Существование галлия было научно предсказано Д. И. Менделеевым. При создании периодической системы химических элементов в 1869 г. он, основываясь на открытом им Периодическом законе, оставил вакантные места в третьей группе для неизвестных элементов — аналогов алюминия и кремния (экаалюминий и экасилиций). Менделеев, основываясь на свойствах соседних, хорошо изученных элементов, достаточно точно описал не только важнейшие физические и химические свойства, но и метод открытия — спектроскопия. В частности, в статье в «Журнале Русского химического общества» в 1871 г. Менделеев указал, что атомный вес экаалюминия близок к 68, удельный вес около 6 г/см3. В металлическом состоянии металл будет легкоплавок.
Вскоре галлий был открыт, выделен в виде простого вещества и изучен французским химиком Полем Эмилем Лекоком де Буабодраном. В 1875 году Лекок де Буабодран исследовал спектр цинковой обманки, привезенной из Пьеррфита (Пиренеи). В этом спектре им была обнаружена новая фиолетовая линия, свидетельствующая о присутствии в минерале неизвестного элемента. Выделение элемента было сопряжено с немалыми трудностями, поскольку содержание нового элемента в руде было меньше 0,1 %. В итоге Лекоку де Буабодрану удалось получить новый элемент в количестве менее 0,1 г и исследовать его. По свойствам новый элемент оказался сходен с цинком.
20 сентября 1875 г. на заседании Парижской академии наук было зачитано письмо Лекока де Буабодрана об открытии нового элемента и изучении его свойств. Бурный восторг вызвало сообщение о названии элемента в честь Франции. Менделеев, узнав об открытии из опубликованного доклада, обнаружил, что описание нового элемента почти в точности совпадает с описанием предсказанного им ранее экаалюминия. Об этом он отправил письмо Лекоку де Буабодрану, указав, что плотность нового металла определена неверно и должна быть 5,9-6,0 , а не 4,7 г/см3. Тщательная проверка показала правоту Менделеева, а сам Лекок де Буабодран писал по этому поводу: «Я думаю…, нет необходимости указывать на исключительное значение, которое имеет плотность нового элемента в отношении подтверждения теоретических взглядов Менделеева»
Открытие галлия и последовавшие вскоре открытия германия и скандия укрепило позиции Периодического закона, ярко продемонстировав его прогностический потенциал. Менделеев называл Лекока де Буабодрана одним из «укрепителей периодического закона».
Нахождение в природе
Нахождение в природе. Галлий – типичный рассеянный элемент, иногда его также относят и к редким. Кларк (числовая оценка среднего содержания в земной коре) галлия в земной коре довольно велик и составляет 1,5·10–3%(масс.). Таким образом, его содержание больше, чем молибдена, висмута, вольфрама, ртути и некоторых других элементов, обычно не относимых к редким. Галлий обладает халькофильными и литофильными свойствами, поэтому встречается в месторождениях различного характера. Галлий не встречается в сколько-нибудь значительных концентрациях, и среднее содержание его в минералах-носителях не превышает сотых долей процента. До середины 20 в. считалось, что собственных минералов галлий не образует, и только в 1956 Рамдорф сообщил, что в рудах месторождений близ городов Цумеб (Намибия) и Кипуши (Республика Заир) был найден собственный минерал галлия. Состав этого чрезвычайно редкого минерала был установлен Штрунцем, Гейером и Зелингером. Это оказался смешанный сульфид меди и галлия – CuGaS2, названный галлитом. Он встречается вместе со сфалеритом, халькопиритом, германитом и некоторыми другими сульфидными минералами. Галлит имеет серый металлический блеск и хорошо полируется. В природе галлий, в основном, тяготеет к своим ближайшим соседям по периодической системе – алюминию, цинку и германию. Галлий является постоянным спутником алюминия, благодаря близости химических свойств, ионных радиусов и потенциалов ионизации. Сходство атомных радиусов цинка и галлия обусловливает возможность их взаимного замещения в природе. Особенно богаты галлием сфалериты из флюорито-сульфидных месторождений (0,01–0,1% Ga). Основным источником галлия являются бокситы (гидратированный оксид алюминия). Интересно, что бокситовые руды независимо от их местонахождения и особенностей происхождения характеризуются постоянно-равномерным распределением в них галлия – 0,002–0,006%. Нефелины из апатито-нефелиновых руд Хибинских гор содержат галлий в значительных количествах (0,01–0,04%). Галлий встречается и во многих других минералах (приведено среднее содержание): сфалерите (ZnS) – 0,001%, пирите (FeS2) – 0,001%, германите (Cu3GeS4) – 1,85%, цирконе (ZrSiO4) – 0,001–0,005%, сподумене (LiAlSi2O6) – 0,001–0,07% и т.д. Кроме того, повышенное содержание галлия обнаружено в некоторых углях (в особенности в Англии). В колошниковых пылях от сжигания таких углей содержится до 1,5% галлия.
Основные мировые резервы галлия связывают с месторождениями бокситов, запасы которых настолько велики, что не будут истощены в течение многих десятилетий. Однако большая часть галлия, содержащегося в боксите, остается недоступной вследствие недостатка производственных мощностей, объем которых диктуется экономическими причинами. Реальные запасы галлия трудно поддаются оценке. По мнению специалистов U.S. Geological Surveys мировые ресурсы галлия, связанные с месторождениям бокситов, составляют 1 млн. тонн. Значительными запасами галлия обладают Китай, США, Россия, Украина, Казахстан.
Сложность
Галлий необычен не только тем, что это металл, плавящийся от тепла ладони, но и его структура сложная и неопределенная.
С одной стороны, известно, что его кристаллы принимают орторомбическую структуру (Ga-I) при нормальных условиях; однако это лишь одна из многих возможных фаз для этого металла, точный порядок расположения атомов которой не указан. Следовательно, это более сложная структура, чем может показаться на первый взгляд.
Кажется, что результаты меняются в зависимости от угла или направления, в котором анализируется его структура (анизотропия). Точно так же эти структуры очень чувствительны к малейшим изменениям температуры или давления, а это означает, что галлий не может быть определен как один тип кристалла во время интерпретации данных.
Амфотеризм
Как и алюминий, галлий амфотерный; реагирует как с кислотами, так и с основаниями. Например, сильные кислоты могут растворять его с образованием солей галлия (III); если они около H2ЮЗ4 и HNO3, производятся Ga2(SW4)3 и выиграл3)3соответственно. А при реакции с сильными основаниями образуются соли галлатов с ионом Ga (OH)4–.
Обратите внимание на сходство между Ga (OH)4– и Al (OH)4– (алюминат). Если в среду добавить аммиак, образуется гидроксид галлия (III), Ga (OH).3, который также является амфотерным; при реакции с сильными основаниями снова образует Ga (OH)4–, но если он реагирует с сильными кислотами, он высвобождает сложный водный 3+
Получение
Галлий получают электролизом щелочного раствора галлата натрия. При электролизе одновременно с галлием на катоде выделяется водород, причем потенциалы их, как уже отмечалось, близки. Смещение потенциала галлия в отрицательную сторону с ростом щелочности раствора ведет к снижению доли тока, затрачиваемого на выделение галлия и, соответственно, возрастанию доли тока, затрачиваемого на выделение водорода. Для повышения выхода галлия по току растворы должны содержать минимальное количество щелочи.
С повышением концентрации галлия в растворе выход по току возрастает вследствие смешения потенциала в положительную сторону.
С ростом катодной плотности тока скорость выделения водорода возрастает в большей степени, чем галлия, поэтому выбирают оптимальную плотность тока, при которой обеспечивается необходимая скорость выделения галлия.
Электролит приготовляют, растворяя галлиевый концентрат или технический оксид галлия в растворе гидроксида натрия. В зависимости от состава исходного материала растворы содержат, г/л: Ga203 5-100, А12О3 70-150 (при растворении концентрата), NaOH 100-200, примеси соединений Si, Pb, Zn, Си, V, Mo, Fe и др.
Электролиз проводят при 50-70 °С в прямоугольных ваннах. Катоды из нержавеющей стали и аноды (из стали или никеля) расположены последовательно, расстояние между ними 2-4 см. Жидкий галлий стекает с катода на дно ванны. Электролиз ведут при катодной плотности тока i = 0,3 + 1,5 А/см2 И анодной плотности тока в 3 — 10 раз ниже катодной. При концентрации галлия 50 — 100 г/л выход по току составляет (в зависимости от плотности тока) 30 -60 %. За 6 — 10 ч электролиза выделяется 97 — 99 % галлия.
Примеси Cu, Zn, Pb, Sn, Fe осаждаются вместе с галлием. Кремний и алюминий переходят в металл в малой степени. Примеси V03 и МоО2,- восстанавливаются до низших оксидов, образующих налет на катоде, что тормозит электролиз.
Разработаны варианты проведения электролиза с жидким галлиевым катодом. В этом случае галлий выделяется при более высоком потенциале, чем на твердом катоде из нержавеющей стали. Это повышает выход по току и позволяет выделять галлий из растворов с относительно низкой его концентрацией.
Цезий (28,5°C)
Очень мягкий серебристый металл буквально плавится в руках. При температуре 28,5°C цезий (Caesium) становится жидкостью и буквально утекает между пальцев. Но не вздумайте провести такой опыт! Из всех щелочных металлов элемент №55 самый химически активный (уступая лишь францию).
На открытом воздухе цезий моментально окисляется, образуя яркое пламя. А при попадании в воду просто взрывается. Цезий ухитряется поджечь даже лёд! Более того, образовавшийся при реакции с водой гидроксид цезия разъедает стекло — и потихоньку грызёт сосуды из золота и даже платины.
А вот в электронике такая активность цезия позволяет делать очень чувствительные фотоэлементы и часы поистине космической точности.
Применение Галлия
Применение галлия из-за его редкости является не очень широким, но его востребованность растет с каждым годом. Его применение затрагивает в той или инной степени разные сферы деятельности. Самыми важными из них является электроника, медицина, военная и ядерная промышленность.
В силу своих свойств 98% применения галлия составляют полупроводниковые элементы. Для этих нужд используется высокочистый галлий(чистота 99,999%) в соединении с другими элементами и сплавами. Самыми коммерчески важными соединениями являются арсенид, антимонид, фосфид и нитрид галлия. Чтобы было понятно, арсенид галлия представляет собой соединение с мышьяком. Антимонид в свою очередь является соединением галлия с сурьмой.
Среди вышеперечисленных материалов арсенид галлия является вторым по распространенности полупроводниковым материалом после кремния. Если брать в сравнение с кремнием арсенид галлия по некоторым свойствам значительно превосходит его. Этот материал обладает более высокой пропускной способностью. Это позволяет найти ему более широкое применение в электросфере. Например, в мобильных электронных устройствах радиоприемные антенны изготавливаются именно из арсенида галлия, которые обеспечивают прием интернета и телефонной связи. Спрос на него с каждым годом только увеличивается с появлением технологий передачи данных 4G и 5G, за счет которого они и развиваются. Другие сплавы так же находят применение в печатных платах электронных устройств, в устройствах чтения компакт-дисков, светодиодах(испускают синий цвет) и многом другом.
В военной промышленности так же галлий находит свое применение в радиоэлектронных устройствах. В пример можно поставить исполнительные элементы связи со спутниками и марсоходами.
Так же этот элемент является компонентом исполнительных элементов солнечных батарей в качестве замены кремнию. В медицине галлий используется в медицинских термометрах(сплав галлия, олова и индия), так как использовать ртуть запретили. Радиоизотоп галлия-67 используется для обнаружения очагов воспаления таких болезней как туберкулез, остеомиелит, пневмонии и другого рода инфекции и опухолей(в том числе и раковых). В ядерной промышленности этот элемент используется в составе сплава теплообменников в ядерных реакторах.
Читайте: Кобальт как химический элемент таблицы Менделеева
Применение — галлий
Применение галлия, индия и таллия в современной технике основано на специфических свойствах каждого из них.
Применение галлия в качестве термометрической жидкости в корпусе из плавленого кварца позволяет производить измерения до 1200 С, не используя высокие давления. Изготовление и эксплуатация галлиевых термометров связаны с рядом затруднений. Галлий легко окисляется и в присутствии окислов начинает налипать на кварцевую поверхность, поэтому заполнение термометра металлом необходимо производить в водородной атмосфере.
Очень интересно применение галлия для холодной пайки керамических и металлических изделий. Этот способ рекомендуется для присоединения тонких проводов в приборах, где нагревание нежелательно. Для этого жидкий галлий смешивают с порошкообразным металлом — медью, никелем, серебром или золотом в соответствующей пропорции; пасту наносят на места соединения.
Представляет интерес применение галлия ( Са-72) при изучении рака костей
Очень интересно применение галлия для холодной пайки керамических и металлических изделий. Этот способ рекомендуется для присоединения тонких проводов в приборах, где нагревание нежелательно.
|
Поверхность стекла, равномерно увлажненная жидким галлием. Жидкий галлий нанесен на обычное лабораторное часовое стекло. После далення избытка металла выпуклая поверхность представляет собой чистое, хотя н не вполне совершенное зеркало ( А. чюминум кимиани оф Америка. |
Наиболее перспективным становится применение галлия в интерметаллических соединениях, которые являются полупроводниками.
Весьма перспективной областью применения галлия, его сплавов и соединений является полупроводниковая аппаратура и радиоэлектроника. Так, например, известно применение галлия для легирования германия и образования р-п-переходов в монокристаллах германия, имеющих надежные электрические характеристики.
Весьма перспективной областью применения галлия, его сплавов и соединений является полупроводниковая аппаратура и радиоэлектроника. Так, например, известно применение галлия для легирования германия и образования р-п-лереходов в монокристаллах германия, имеющих надежные электрические характеристики.
Ввиду трудности получения и ограниченности применения галлия, индия и таллия мировое производство каждого из них невелико, но за последнее десятилетие резко возросло.
Известно также применение жидкого галлия в электроламповой промышленности, а также при изготовлении радиоламп; этот вид применения галлия основан на сравнительно малой упругости его паров при высоких температурах. Благодаря его низкой точке плавления ( 29 78) галлий и его сплавы ( с Bi, Pb, Sn, Cd) применяются для автоматических предохранительных и сигнальных пожарных систем, а также в качестве термоограничителей в электротехнике.
Применение галлия, индия и таллия в современной технике основано на специфических свойствах каждого из них.
Галлиевые покрытия применяют для повышения отражательной способности специальных оптических устройств, в полупроводниковых приборах, для узлов трения, работающих при повышенных температурах в вакууме как жидкая металлическая смазка. Ограничением применения галлия в узлах трения является переход его в твердое состояние ниже 30 С, что вызывает резкое возрастание коэффициента трения.
Широкий температурный интервал существования жидкой фазы металлического галлия, низкое давление его паров и малое сечение захвата нейтронов являются ценными свойствами для его применения в качестве теплоносителя. Препятствием к применению галлия в этой области служит его активное взаимодействие при рабочих температурах с большинством конструкционных материалов. Эвтектический сплав Ga — Zn — Sn оказывает меньшее коррозионное действие на металлы, чем чистый галлий.
В некоторых случаях применяют комбинирование самосмазывающегося сепаратора с гальваническим покрытием дорожек качения никелем, кобальтом, серебром, золотом, индием. Проводят работы по применению галлия и его сплавов. Интерес, проявленный к галлию и его сплавам, объясняется рядом присущих этому металлу благоприятных свойств для его применения в качестве смазки.
Кинетика тела галлия
Кинетика тела проглоченного или вдыхаемого галлия и его метаболизм все еще плохо изучены, но согласно имеющимся исследованиям:
- однократное пероральное воздействие GaAs (500, 1000 или 2000 мг / кг ) имеет физиологические и гематологические эффекты, в частности, наблюдаемые через день, 7 дней и 15 дней после введения. GaAs изменяет активность кислой δ-аминолевулиновой дегидратазы ( ALAD ) в крови и сердце (особенно наблюдается на 7- й день) после воздействия 2 г / кг, тогда как моча δ-аминолевулиновой кислоты (ALA) имеет более высокую экскреция (наблюдается только на 7- е сутки). GaAs в этом эксперименте не оказал значительного влияния на гемоглобин, протопорфирин цинка или гематокрит . Уровень глутатиона (GSH) в крови значительно снизился на 7- й день, но не изменился на 1- й или 15- й день после воздействия. Артериальное давление, то частота сердечных сокращений и дыхание и сжатие в ответ остались без изменений, за исключением некоторых незначительных изменений наблюдается в 7 — й день после облучения в дозе 2000 мг / кг в GaAs. Однако уровень галлия в крови не определялся у нормальных животных и крыс, подвергшихся воздействию 500 мг / кг GaAs. Уровень мышьяка в крови увеличивался заметным образом даже при низких дозах и дозозависимым образом. Все животные, подвергшиеся воздействию, показали тенденцию к выздоровлению через три недели, что позволяет предположить, что эти физиологические изменения обратимы (однако известно, что мышьяк является канцерогеном с длительным сроком действия).
- В легких крысы в течение некоторого времени легко сохраняется большая часть вдыхаемого галлия. В этом случае легочная токсичность была продемонстрирована у лабораторных крыс, подвергшихся воздействию оксида галлия при вдыхании (суспензий частиц эквимолярного оксида галлия (Ga 2 O 3 ) в дозе 65 мг / кг ), что, по-видимому, связано с высоким уровнем легочного удержание (в среднем 36% от вдыхаемой дозы галлия через 14 дней после воздействия).
Предсказанный элемент
Когда Дмитрий Менделеев сформулировал свой периодических закон и составил периодическую же таблицу, многие металлы были науке ещё не известны.
Это, впрочем, не помешало химику выстроить свою периодическую систему, оставив пустые клетки для ещё не открытых элементов. Эти «белые пятна» вскорости были заполнены. Об одном из таких предсказанных Менделеевым элементов и пойдёт сегодня речь.
Знакомьтесь: галлий, 31 номер в таблице. Третья группа, легкоплавкий металл, близкий по свойствам к алюминию и кремнию. Менделеев не только достаточно подробно описал свойства этого металла, но и практически со стопроцентной точностью указал его атомный вес.
Физические свойства галлия:
| 400 | Физические свойства | |
| 401 | Плотность | 5,91 г/см3 (при 0 °C/20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело),
6,095 г/см3 (при температуре плавления 29,7646 °C / 29,8 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость), 6,08 г/см3 (при 52,9 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость), |
| 402 | Температура плавления* | 29,7646 °C (302,9146 K, 85,5763 °F) |
| 403 | Температура кипения* | 2400 °C (2673 K, 4352 °F) |
| 404 | Температура сублимации | |
| 405 | Температура разложения | |
| 406 | Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом | |
| 407 | Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл) | 5,59 кДж/моль |
| 408 | Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип)* | 256 кДж/моль |
| 409 | Удельная теплоемкость при постоянном давлении | 0,41 Дж/г·K (при 30-100 °C) |
| 410 | Молярная теплоёмкость* | 25,86 Дж/(K·моль) |
| 411 | Молярный объём | 11,80945 см³/моль |
| 412 | Теплопроводность | 40,6 Вт/(м·К) (при стандартных условиях),
28,1 Вт/(м·К) (при 300 K) |
| 413 | Коэффициент теплового расширения | 18 мкм/(М·К) (при 25 °С) |
| 414 | Коэффициент температуропроводности | |
| 415 | Критическая температура | |
| 416 | Критическое давление | |
| 417 | Критическая плотность | |
| 418 | Тройная точка | |
| 419 | Давление паров (мм.рт.ст.) | |
| 420 | Давление паров (Па) | |
| 421 | Стандартная энтальпия образования ΔH | |
| 422 | Стандартная энергия Гиббса образования ΔG | |
| 423 | Стандартная энтропия вещества S | |
| 424 | Стандартная мольная теплоемкость Cp | |
| 425 | Энтальпия диссоциации ΔHдисс | |
| 426 | Диэлектрическая проницаемость | |
| 427 | Магнитный тип | |
| 428 | Точка Кюри | |
| 429 | Объемная магнитная восприимчивость | |
| 430 | Удельная магнитная восприимчивость | |
| 431 | Молярная магнитная восприимчивость | |
| 432 | Электрический тип | |
| 433 | Электропроводность в твердой фазе | |
| 434 | Удельное электрическое сопротивление | |
| 435 | Сверхпроводимость при температуре | |
| 436 | Критическое магнитное поле разрушения сверхпроводимости | |
| 437 | Запрещенная зона | |
| 438 | Концентрация носителей заряда | |
| 439 | Твёрдость по Моосу | |
| 440 | Твёрдость по Бринеллю | |
| 441 | Твёрдость по Виккерсу | |
| 442 | Скорость звука | |
| 443 | Поверхностное натяжение | |
| 444 | Динамическая вязкость газов и жидкостей | |
| 445 | Взрывоопасные концентрации смеси газа с воздухом, % объёмных | |
| 446 | Взрывоопасные концентрации смеси газа с кислородом, % объёмных | |
| 446 | Предел прочности на растяжение | |
| 447 | Предел текучести | |
| 448 | Предел удлинения | |
| 449 | Модуль Юнга | |
| 450 | Модуль сдвига | |
| 451 | Объемный модуль упругости | |
| 452 | Коэффициент Пуассона | |
| 453 | Коэффициент преломления |
Физико-химические характеристики
Еще Менделеев установил сходство химических свойств галлия с алюминием. Но «галлиевые» реакции идут неспешно, спокойно.
Металл наделен небанальными характеристиками:
- Структура кристаллической решетки меняется в зависимости от температуры и давления.
- Затвердевая, вещество расширяется. Такой феномен редкость, им наделены всего несколько элементов, включая кремний и воду.
- Особенность галлия – жидкая форма в температурном диапазоне 2200 единиц (начинает плавиться при 25°C). Недаром обрел репутацию «жидкого металла».
- На воздухе обзаводится пленкой-оксидом.
- Не взаимодействует с кремнием, бором, газами (азотом, угле-, водородом).
- С большинством металлов образует галлиды.
Нагретый галлий разрушает материалы сильнее любого расплавленного металла.
| Свойства атома | |
| Название, символ, номер | Галлий / Gallium (Ga), 31 |
| Атомная масса (молярная масса) | 69,723(1) а. е. м. (г/моль) |
| Электронная конфигурация | 3d10 4s2 4p1 |
| Радиус атома | 141 пм |
| Химические свойства | |
| Ковалентный радиус | 126 пм |
| Радиус иона | (+3e) 62 (+1e) 81 пм |
| Электроотрицательность | 1,81 (шкала Полинга) |
| Электродный потенциал | |
| Степени окисления | (+1) +3 |
| Энергия ионизации (первый электрон) | 578,7 (6,00) кДж/моль (эВ) |
| Термодинамические свойства простого вещества | |
| Плотность (при н. у.) | 5,91 г/см³ |
| Температура плавления | 302,9146 К (29,7646°C) |
| Температура кипения | 2477 К (2203,85°C) |
| Уд. теплота плавления | 5,59 кДж/моль |
| Уд. теплота испарения | 270,3 кДж/моль |
| Молярная теплоёмкость | 26,07 Дж/(K·моль) |
| Молярный объём | 11,8 см³/моль |
| Кристаллическая решётка простого вещества | |
| Структура решётки | орторомбическая |
| Параметры решётки | a=4,519 b=7,658 c=4,526 Å |
| Температура Дебая | 240 K |
| Прочие характеристики | |
| Теплопроводность | (300 K) 28,1 Вт/(м·К) |
| Номер CAS | 7440-55-3 |
Галлий держат подальше от электроники, алюминиевых радиаторов, конденсаторов, ноутбуков с корпусом из алюминиевого сплава, других деталей.
