Գալիում

Գալիում (լատ.՝ Gallium), Ga, տարրերի պարբերական համակարգի 3-րդ խմբի քիմիական p տարր, կարգահամարը՝ 31, ատոմական զանգվածը՝ 69,72։ Նրա ատոմի արտաքին էլեկտրոնային թաղանթի կառուցվածքն է՝ 4s24p1 К-, L-, М- թաղանթները լրացված են։
Բնության մեջ գտնվում են երկու կայուն իզոտոպները՝ 69Ga (60,5%) և 71Ga(39,5%)։ Արհեստականորեն ստացվել են 63-76 զանգվածի թվերով ռադիոակտիվ իզոտոպներ։ «Գալիում» տարրի («էկաալյումին») գոյությունը և նրա հիմնական հատկությունները կանխագուշակել է Դ․ Ի․ Մենդելեևը, 1870 թվականին։


== Պատմություն ==
«Գալիում» տարրի («էկաալյումին») գոյությունը և նրա հիմնական հատկությունները կանխագուշակել է Դ․ Ի․ Մենդելեևը, 1870 թվականին։
Մենդելեևը բավականին լավ նկարագրել է տարրի ոչ միայն ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները, այլ նաև սպեկտրոսկոպիայի բացահայտման եղանակը։ 1870 թվականի դեկտեմբերի 11-ին իր սեփական «ռուսական քիմիական հասարակություն ամսագիր» հոդվածում Մենդելեևը ցույց տվեց, որ ատոմային զանգվածը 6 գ/սմ3։
Հայտնաբերել է Պ․ Է․ Լեկոք դը Բուաբոդրանը ցինկի փայլում և անջատել 1875 թվականին։ Անվանվել է հայտնաբերման վայրի՝ Ֆրանսիայի (Gallia) անունով։ 1875 թվականի սեպտեմբերի 20-ին Փարիզի ակադեմիայի նիստում կարդացել են Պ․ Է․ Լեկոք դը Բուաբոդրանի նամակը, որում գրված էր նոր տարրի և նրա հատկությունների ուսումնասիրությունների մասին։ Նամակում ասվում էր, որ 1875 թվականի օգոստոսի 27-ին երեկոյան ժամը 3-ի և 4-ի կողմերը նա հայտնաբերել է նոր տարրի պարզ նմուշը։ Ուսումնասիրելով նմուշի սպեկտրը, Պ․ Է․ Լեկոք դը Բուաբոդրանը բացահայտեց երկու նոր մանուշակագույն գծեր։ Այդ նույն նամակում նա առաջարկեց նոր տարն անվանել Gallium:
Տարրն իր անվանումը ստացել է Ֆրանսիայի պատվին։


== Բնության մեջ ==
Հազվագյուտ և ցրված տարր է, կազմում է երկրակեղևի զանգվածի 0,0015%-ը։ Միակ միներալը՝ CuGaS2, հազվադեպ է հանդիպում։ Երկրակեղևում գտնվող գալիումի հիմնական մասը պարունակվում է ալյումինային միներալներում։ Բոքսիտները և նեֆելինները պարունակում են 0,002-0,01 % գալիում։ Փոքր քանակներով ուղեկցում է ցինկին, երկաթին, պարունակվում է նաև սֆալերիտներում (մինչև 0,02 %) և քարածխում։ Գալիումի կոնցենտրացիան ծովի ջրում 3·10−5 մգ/լ է։


=== Հանքավայրեր ===
Գալիումի հանքավայրեր կան Հարավ-Արևմտյան Աֆրիկայում, Ռուսաստանում, ԱՊՀ երկրներում։


== Իզոտոպներ ==


== Ստացում ==
Գալիումի ստացման հիմնական աղբյուրը ալյումինի արտադրությունն է։ Միակ միներալը CuGaS2, հազվադեպ է հանդիպում։


== Ֆիզիկական հատկություններ ==

Գալիումը սպիտակ-արծաթափայլ փափուկ մետաղ է, հալման ջերմաստիճանը՝ 29,8 °C, եռմանը՝ 223 °C, պինդ վիճակում խտությունը՝ 59,04 կգ/մ3 (20 °C), իսկ հեղուկ վիճակում՝ 6095 կգ/մ3 (29,8 °C)։
Բյուրեղացանցի կառուցվածք՝ շեղանկյուն, տվյալները а = 4,5186 Å, b = 7,6570 Å, c = 4,5256 Å:
Քիմիական հատկություններով նման է ալյումինին։ Միացություններում սովորաբար եռարժեք է․ երկարժեք և միարժեք միացություններն անկայուն են։ Եռարժեք գալիումի միացությունները նման են ալյումինի միացություններին։ Օդում սովորական ջերմաստիճանում կայուն է։
Բնական գալիումը ունի 2 իզոտոպներ՝ 69Ga (61,2 %) և 71Ga (38,8 %)։


== Քիմիական հատկություններ ==
Տաքացնելիս (260 °C-ից բարձր) միանում է թթվածնին, սակայն առաջացած օքսիդի շերտը պաշտպանում է մետաղը հետագա օքսիդացումից։ Հայտնի են գալիումի երեք օքսիդ, ենթօքսիդը՝ Ga2O, օքսիդը՝ GaO (ուժեղ վերականգնիչներ են) և եռօքսիդը՝ Ga2C3 (սպիտակ, ջրում անլուծելի նյութ է)։

  
    
      
        
          
            2
            G
            a
            +
            6
            
              H
              
                2
              
            
            O
            →
            2
            G
            a
            (
            O
            H
            
              )
              
                3
              
            
            +
            3
            
              H
              
                2
              
            
            ↑
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {2Ga+6H_{2}O\rightarrow 2Ga(OH)_{3}+3H_{2}\uparrow }}}
  Գալիումի սպիտակ, դոնդողանման հիդրօքսիդը՝ Ga2Օ3•H2O, որն ստացվում է գալիումի աղերի ջրային լուծույթներից, ամֆոտեր է, լուծվում է ալկալիներում, առաջացնելով գալատներ, թթուներում՝ գալիումի աղեր։ Լինելով ավելի թթվային, քան ալյումինի հիդրօքսիդը։

  
    
      
        
          
            2
            G
            a
            +
            6
            H
            C
            l
            →
            2
            G
            a
            C
            
              l
              
                3
              
            
            +
            3
            
              H
              
                2
              
            
            ↑
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {2Ga+6HCl\rightarrow 2GaCl_{3}+3H_{2}\uparrow }}}
  Գալիումի հիդրօքսիդը լուծվում է ոչ միայն ուժեղ հիմքերում, այլև ամոնիակի լուծույթում։

  
    
      
        
          
            2
            G
            a
            +
            6
            
              H
              
                2
              
            
            O
            +
            2
            N
            a
            O
            H
            →
            2
            N
            a
            [
            G
            a
            (
            O
            H
            
              )
              
                4
              
            
            ]
            +
            3
            
              H
              
                2
              
            
            O
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {2Ga+6H_{2}O+2NaOH\rightarrow 2Na[Ga(OH)_{4}]+3H_{2}O}}}
  Գալիումը հալոգենների հետ միանում է նույնիսկ սովորական պայմաններում (բացի յոդից)։ Հալոգենիդները խոնավածուծ են, լուծվում են ջրում և օրգանական լուծիչներում։

  
    
      
        
          
            2
            G
            a
            +
            G
            a
            
              I
              
                3
              
            
            
              
                →
                
                  
                    
                    
                      o
                    
                  
                  t
                
              
            
            3
            G
            a
            I
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {2Ga+GaI_{3}{\xrightarrow {^{o}t}}3GaI}}}
  
  
    
      
        
          
            4
            L
            i
            H
            +
            G
            a
            C
            
              l
              
                3
              
            
            →
            L
            i
            [
            G
            a
            
              H
              
                4
              
            
            ]
            +
            3
            L
            i
            C
            l
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {4LiH+GaCl_{3}\rightarrow Li[GaH_{4}]+3LiCl}}}
  Տաքացնելիս գալիումը միանում է ազոտին (900-1000 °C) և ծծմբին (1200-1300 °C)՝ առաջացնելով նիտրիդ և սուլֆիդ։ Ջրի հետ չի փոխազդում։ Դանդաղ փոխազդում է աղաթթվի, ծծմբական թթվի, ավելի հեշտ՝ ֆտորաջրածնական թթվի, պերքլորական թթվի և արքայաջրի հետ։

  
    
      
        
          
            [
            G
            a
            
              H
              
                4
              
            
            
              ]
              
                −
              
            
            +
            4
            
              H
              
                2
              
            
            O
            →
            G
            a
            (
            O
            H
            
              )
              
                3
              
            
            +
            O
            
              H
              
                −
              
            
            +
            4
            
              H
              
                2
              
            
            ↑
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {[GaH_{4}]^{-}+4H_{2}O\rightarrow Ga(OH)_{3}+OH^{-}+4H_{2}\uparrow }}}
  Սառը ազոտական թթվի և ալկալիների տաք լուծույթների հետ չի փոխազդում։ Գալիումի սուլֆատը, նիտրատը, պերքլորատը գոյություն ունեն բյուրեղահիդրատների ձևով։ Բիսմութի, կադմիումի, կապարի և այլ մետաղների հետ առաջացնում է դյուրահալ համաձուլվածքներ։


== Կիրառություն ==
Կիրառվում է բարձր ջերմաստիճանային ջերմաչափեր (600-1300 °C) պատրաստելու համար և վակուումային պոմպերում։ Գալիումական օպտիկական հայելիները ջերմակայուն են և ունեն անդրադարձման մեծ ունակություն (88 %)։ Գալիումի հալման ցածր ջերմաստիճան (60 °C-ից ցածր) ունեցող միահալույթների բաղադրիչն է, որոնք օգտագործվում են ազդանշանային հարմարանքներում։
72Ga ռադիոակտիվ իզոտոպը կիրառվում է ոսկրի քաղցկեղի ախտորոշման համար։
Գալիումը կիրառվում է կիսահաղորդչային էլեկտրոնիկայում։ Կիրառման մեծ հեռանկար ունեն GaAs, GaP, GaSb միացությունները, որոնք կարող են օգտագործվել բարձր ջերմաստիճանային ուղղիչներում, տրանզիստորներում, արևային մարտկոցներում և ինֆրակարմիր ճառագայթման ընդունիչներում։


== Ծանոթագրություններ ==


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


== Արտաքին հղումներ ==
Գալիումը Webelements-ում
Գալիումը քիմիկան տարրերի հայտնի գրադարանում Archived 2006-02-13 at the Wayback Machine.