Что такое Галлий, gallium, характеристики, свойства

Галлий — это химический элемент Ga элемент 13-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы третьей группы) четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 31. Обозначается символом Ga (лат. Gallium). Относится к группе лёгких металлов. Простое вещество галлий — мягкий хрупкий металл серебристо-белого (по другим данным светло-серого) цвета с синеватым оттенком.

Галлий класс химических элементов

Элемент Ga — относится к группе, классу хим элементов (по устаревшей классификации — главной подгруппы третьей группы) четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 31)

Элемент Ga свойство химического элемента Галлий Gallium

Основные характеристики и свойства элемента Ga…, его параметры.

формула химического элемента Галлий Gallium

Химическая формула Галлия:

Атомы Галлий Gallium химических элементов

Атомы Gallium хим. элемента

Gallium Галлий ядро строение

Строение ядра химического элемента Gallium — Ga,

История открытия Галлий Gallium

Открытие элемента Gallium — 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 — спектроскопию.

11 декабря (29 ноября по старому стилю) 1870 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. 20 сентября 1875 года. На заседании Парижской академии наук было зачитано письмо Лекока де Буабодрана об открытии нового элемента и изучении его свойств. В письме сообщалось, что 27 августа 1875 года между 3 и 4 часами вечера он обнаружил признаки нового простого тела в образце цинковой обманки, привезенном из рудника Пьерфитт в долине Аржелес (Пиренеи). Так, исследуя спектр образца, Лекок де Буабодран выявил две новые фиолетовые линии, свидетельствующие о присутствии в минерале неизвестного элемента. В этом же письме он предложил назвать новый элемент Gallium.

Выделение элемента было сопряжено с немалыми трудностями, поскольку содержание нового элемента в руде было меньше 0,2 %. 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.

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:

Открытие галлия и последовавшие вскоре открытия германия и скандия укрепило позиции Периодического закона, ярко продемонстрировав его прогностический потенциал. Менделеев называл Лекока де Буабодрана одним из «укрепителей периодического закона».

Галлий Gallium происхождение названия

Откуда произошло название Gallium — Поль Эмиль Лекок де Буабодран назвал элемент в честь своей родины Франции, по её латинскому названию — Галлия (Gallia).

Существует недокументированная легенда, что в названии элемента его первооткрыватель неявно увековечил и свою фамилию (Lecoq). Латинское название элемента (Gallium) созвучно gallus — «петух» (лат.). Примечательно, что именно петух le coq (франц.) является символом Франции.

Распространённость Галлий Gallium

Как любой хим. элемент имеет свою распространенность в природе, Ga …

Получение Галлий Gallium

Gallium — получение элемента Для получения металлического галлия чаще используют редкий минерал галлит CuGaS2 (смешанный сульфид меди и галлия). Его следы постоянно встречаются со сфалеритом, халькопиритом и германитом. Значительно бо́льшие его количества (до 1,5 %) были обнаружены в золе некоторых каменных углей. Однако основным источником получения галлия служат растворы глинозёмного производства при переработке боксита (обычно содержащие незначительные его примеси (до 0,1 %)) и нефелина. Галлий также можно получить с помощью переработки полиметаллических руд, угля.

Извлекается он электролизом щёлочных жидкостей, являющихся промежуточным продуктом переработки природных бокситов на технический глинозём. Концентрация галлия в щелочном алюминатном растворе после разложения в процессе Байера: 100—150 мг/л, по способу спекания: 50—65 мг/л.

Элемент отделяют от большей части алюминия карбонизацией, концентрируя в последней фракции осадка. Затем обогащённый осадок обрабатывают известью, галлий переходит в раствор, откуда черновой металл выделяется электролизом. Загрязнённый галлий промывают водой, после этого фильтруют через пористые пластины и нагревают в вакууме для того, чтобы удалить летучие примеси. Для получения галлия высокой чистоты используют химический (реакции между солями), электрохимический (электролиз растворов) и физический (разложение) методы.

В очень чистом виде (99,999 %) он был получен путём электролитического рафинирования, а также восстановлением водородом тщательно очищенного GaCl3.

Физические свойства Галлий Gallium

Основные свойства Gallium кристаллический галлий имеет несколько полиморфных модификаций, однако термодинамически устойчивой является только одна (I), имеющая орторомбическую (псевдотетрагональную) решётку с параметрами а = 4,5186 Å, b = 7,6570 Å, c = 4,5256 Å. Другие модификации галлия (β, γ, δ, ε) кристаллизуются из переохлаждённого диспергированного металла и являются нестабильными. При повышенном давлении наблюдались ещё две полиморфные структуры галлия II и III, имеющие, соответственно, кубическую и тетрагональную решётки.

Плотность галлия в твёрдом состоянии при температуре 20°C равна 5,904 г/см³, жидкий галлий (tпл. = 29,8°C) имеет плотность 6,095 г/см³, то есть при затвердевании объём галлия увеличивается. Это свойство является весьма редким, его проявляют лишь немногие простые вещества и соединения (в частности, вода, кремний, германий, сурьма, висмут и плутоний).

Кипит галлий при 2230°C. Одной из особенностей галлия является широкий температурный интервал существования жидкого состояния (от 30 и до 2230°C), при этом он имеет низкое давление пара при температурах до 1100—1200°C. Удельная теплоёмкость твёрдого галлия в температурном интервале T = 0—24°C равна 376,7 Дж/кг·К (0,09 кал/г·град.), в жидком состоянии при T = 29—100°C удельная теплоёмкость равна 410 Дж/кг·К (0,098 кал/г·град).

Удельное электрическое сопротивление гелия

Удельное электрическое сопротивление в твёрдом и жидком состоянии равны, соответственно, 53,4⋅10−6 Ом·см (при T = 0°C) и 27,2⋅10−6 Ом·см (при T = 30°C). Вязкость жидкого галлия при разных температурах равна 1,612 сантипуаз при T = 98°C и 0,578 сантипуаз при T = 1100°C. Поверхностное натяжение, измеренное при 30°C в атмосфере водорода, равно 0,735 Н/м. Коэффициенты отражения для длин волн 4360 Å и 5890 Å составляют 75,6 % и 71,3 %, соответственно.

Изотопы Gallium Галлий

Наличие и определение изотопов Gallium — изотопы галлия — разновидности химического элемента галлия, имеющие разное количество нейтронов в ядре.

Ga свойства изотопов Галлий Gallium

Символ
нуклида
Z(p) N(n) Масса изотопа
(а. е. м.)
Период
полураспада
(T1/2)
Спин и чётность
ядра
Энергия возбуждения
56Ga 31 25 55,99491 3+
57Ga 31 26 56,98293 1/2-
58Ga 31 27 57,97425 2+
59Ga 31 28 58,96337 3/2-
60Ga 31 29 59,95706 70 мс 2+
61Ga 31 30 60,94945 168 мс 3/2-
62Ga 31 31 61,944175 116,18 мс 0+
63Ga 31 32 62,9392942 32,4 с 3/2-
64Ga 31 33 63,9368387 2,627 мин 0+
64mGa 42,85 кэВ 21,9 мкс 2+
65Ga 31 34 64,9327348 15,2 мин 3/2-
66Ga 31 35 65,931589 9,49 ч 0+
67Ga 31 36 66,9282017 3,2612 d 3/2-
68Ga 31 37 67,9279801 67,71 мин 1+
69Ga 31 38 68,9255736 стабилен 3/2-
70Ga 31 39 69,9260220 21,14 мин 1+
71Ga 31 40 70,9247013 стабилен 3/2-
72Ga 31 41 71,9263663 14,095 ч 3-
72mGa 119,66 кэВ 39,68 мс 0+
73Ga 31 42 72,9251747 4,86 ч 3/2-
74Ga 31 43 73,926946 8,12 мин 3-
74mGa 59,571 кэВ 9,5 с 0
75Ga 31 44 74,9265002 126 с 3/2-
76Ga 31 45 75,9288276 32,6 с 2+
77Ga 31 46 76,9291543 13,2 с 3/2-
78Ga 31 47 77,9316082 5,09 с 3+
79Ga 31 48 78,93289 2,847 с 3/2-
80Ga 31 49 79,93652 1,697 с 3
81Ga 31 50 80,93775 1,217 с 5/2-
82Ga 31 51 81,94299 599 мс 2
83Ga 31 52 82,94698 308 мс 3/2-
84Ga 31 53 83,95265 85 мс
85Ga 31 54 84,95700 50 мс 3/2-
86Ga 31 55 85,96312 30 мс
87Ga 31 56 > 634 нс

Химические свойства Галлий Gallium

Определение химических свойств Gallium

Меры предосторожности Галлий Gallium

Внимание! Внимательно ознакомьтесь с мерами безопасности при работе с Gallium

Биологическая роль

Не играет биологической роли.

Контакт кожи с галлием приводит к тому, что сверхмалые дисперсные частицы металла остаются на ней. Внешне это выглядит как серое пятно.

Галлий малотоксичен по одним сведениям, высокотоксичен — по другим. Клиническая картина отравления: кратковременное возбуждение, затем заторможенность, нарушение координации движений, адинамия, арефлексия, замедление дыхания, нарушение его ритма. На этом фоне наблюдается паралич нижних конечностей, далее — кома, смерть. Ингаляционное воздействие галлий-содержащего аэрозоля в концентрации 50 мг/м³ вызывает у человека поражение почек, равно как и внутривенное введение 10—25 мг/кг солей галлия.

Отмечается

  • протеинурия,
  • азотемия,
  • нарушение клиренса мочевины

Стоимость Галлий Gallium

Рыночная стоимость Ga, цена Галлий Gallium

Примечания

Список примечаний и ссылок на различные материалы про хим. элемент Ga