hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
بلاديوم الخواص الكيميائية
يشكل البلاديوم عندما يكون بحالة الأكسدة الصفرية (0) طيفاً واسعاً من المعقدات التناسقية من النمط PdL4 أو PdL3 أو PdL2. على سبيل المثال، يؤدي اختزال مزيج من PdCl2(PPh3)2 وثلاثي فينيل الفوسفين (PPh3) إلى الحصول على معقد رباعي (ثلاثي فينيل فوسفين) البلاديوم الصفري . من الأمثلة الأخرى المهمة على معقدات البلاديوم الصفري معقد ثلاثي (ثنائي بنزيليدين أسيتون) ثنائي البلاديوم الصفري  (Pd2(dba)3)، والذي يحضر من اختزال رباعي كلوروبلادات الصوديوم  بوجود ثنائي بنزيليدين أسيتون  (dba). تعد المعقدات التناسقية للبلاديوم الصفري والثنائي من الحفازات في عدد من التفاعلات المهمة، مثل تفاعلات الازدواج المتبادل  الضرورية في تفاعلات اصطناع عضوي مشهورة، مثل تفاعل هيك  وتفاعل سوزوكي  وازدواج سونوغاشيرا  وتفاعل ستيلي ؛ بالإضافة إلى تفاعل ازدواج نيجيشي  وازدواج كومادا .
بلاديوم الخواص الكيميائية
لا يشكل البلاديوم الكثير من المركبات الكيميائية في الحالة الرباعية Pd(IV)، ومن الأمثلة النادرة عليها مركب سداسي كلوروبلادات الصوديوم الرباعي  Na2[PdCl6]. الأمر ذاته ينطبق على المركبات الكيميائية بحالة الأكسدة الثلاثية Pd(III)، فهي ليست بالكثيرة. من جهة أخرى، ظهرت ادعاءات بالتمكن من تحضير مركبات للبلاديوم في حالة الأكسدة السداسية Pd(VI) في سنة 2002، ولكن تلك الادعاءات نفيت بعد ذلك.
يستطيع البلاديوم أن يشكل معقدات من نوع خاص، مثل معقد Pd4(CO)4(OAc)4Pd(acac)2 الذي يستطيع أن يشكل بنية خطية لا متناهية من ذرات البلاديوم. عند خلطه مع عنصر أكثر كهرجابية  فإن البلاديوم يحمل حينها شحنة كهربائية جزئية سالبة، وتعرف المركبات حينها باسم بلاديدات ، ومن الأمثلة عليها مركب بلاديد الغاليوم ؛ كما توجد أيضاً مركبات بلاديد من النمط MPd3 حيث تمثل M عناصر مثل سكانديوم أو إتريوم أو أي من عناصر اللانثانيدات.
من الممكن إجراء تحليل كمّي للبلاديوم الثنائي بالطرق التقليدية في الكيمياء التحليلية باستخدام كاشف ثنائي ميثيل غليوكسيم ، والذي يضاف إلى محاليل محمّضة بأحماض معدنية عند قيمة pH قريبة من 2، مما يؤدي إلى الحصول على راسب من مضاعف (ثنائي ميثيل غليوكسيماتو) البلاديوم الثنائي ، والذي ينحل في محاليل ذات أوساط قاعدية يكون فيها pH الوسط أكبر من 9.
يستخدم هذا الكاشف أيضاً في الكشف عن النيكل، ولكن يمكن الفصل بين الكشف عن هذين العنصرين، لأن معقد ثنائي ميثيل غليوكسيم مع النيكل ينحل في الوسط الحمضي على العكس من معقد البلاديوم مع ذات الكاشف.
بلاديوم الأهمية الاقتصادية
بلغت مبيعات البلاديوم عالمياً في سنة 2017 ما يقارب 275 طن، وذلك يعادل 8.84 مليون أونصة تروي ؛ استخدم قرابة 85% من تلك الكمية في إنتاج المحولات الحفزية المستخدمة في صناعة سيارات محركات الاحتراق الداخلي، يليها استخدامات صناعبة أخرى بالإضافة إلى صناعة المجوهرات واستعمالات استثمارية متنوعة.
يتداول البلاديوم عالمياً في السوق الفورية  ويحمل رقم التعريف الدولي  (XC0009665529)؛ كما يحمل أيضاً رمز التداول الدولي (XPD)، وبذلك يكون واحداً من معادن أربع إلى جانب الذهب والفضة والبلاتين والتي تحمل مثل هذه الرموز في الأسواق العالمية. وصل سعر البلاديوم أعلى قيمة له في الثالث من مايو سنة 2021 عندما بلغ سعر الأونصة 2,981.40 دولار أمريكي. وتعد الحرب الروسية الأوكرانية واحدة من العوامل المؤثرة على تقلب سعر البلاديوم، إذ ازداد سعره بنسبة 13% منذ بدابة الحرب؛ خاصة أن روسيا من المزودين الرئيسيين عالمياً من هذا الفلز.
بلاديوم الاستخدامات
تستهلك النسبة العظمى من كمية البلاديوم المنتجة عالمياً في إنتاج المحولات الحفزية، بالإضافة إلى ذلك، فإن للبلاديوم العديد من التطبيقات الأخرى في مجالات الطب، وفي طب الأسنان، وصناعة المجوهرات؛ وبعض الأدوات الموسيقية مثل الفلوت الجانبي ؛ وكذلك في الصناعات الإلكترونية، وبشكل واسع في مجال التحفيز في الصناعات الكيميائية.
بلاديوم الاستخدامات
يظهر البلاديوم خواص تحفيزية ممتازة عندما يكون على هيئة مسحوق ناعم لعدد من التفاعلات الكيميائية والتي تتضمن على سبيل المثال الهدرجة  ونزع الهيدروجين  بالإضافة إلى عمليات التكسير  في الصناعات النفطية. يدخل البلاديوم ومركباته في مجال الاصطناع الكيميائي في العديد من التفاعلات الاسمية في تشكيل روابط كربون-كربون في المركبات الكيميائية، مثل تفاعلات هيك  وسوزوكي  وتسوجي-تروست  وفاكر  ونيجيشي  وستيلي  وسونوغاشيرا . كما يعد البلاديوم مكوناً أساسياً في حفاز لندلار . تستخدم هذه التفاعلات في تحضير كيماويات نقية دقيقة  مهمة في الصناعة الكيميائية. كما يستخدم البلاديوم حفازاً في تشكيل روابط كربون-فلور C-F في عدد من المركبات؛ كما يستخدم في تحفيز تفاعل أكسدة الكحولات الأولية في أوساط قاعدية. في مجال آخر، يدخل البلاديوم بشكل متزايد في تحفيز التفاعلات في علم الأحياء التركيبي ؛ إذ وجدت دراسة في سنة 2017 إمكانية تطبيق جسيمات نانوية  في تحفيز تفاعلات حيوية في الجسم الحي .
بلاديوم الاستخدامات
يعد المحول الحفزي مكوناً في سيارات محركات الاحتراق الداخلي من أجل تحويل الانبعاثات الغازية الملوثة والمضرة بالبيئة والمنبعثة من عوادم السيارات إلى غازات أقل ضرراً على البيئة. تقوم المحولات الحفزية ثلاثية الطرق  بالتخلص في ذات الوقت من الهيدروكربونات غير المحترقة وأحادي أكسيد الكربون وأكاسيد النتروجين، وهي تتألف من مزيج من فلزات نبيلة من البلاديوم والبلاتين والروديوم؛ ويكون البلاديوم مسؤولاً عن تحفيز أكسدة أحادي أكسيد الكربون إلى ثنائي أكسيد الكربون، وأكسدة الهيدروكربونات في تفاعل احتراق إلى ثنائي أكسيد الكربون وبخار الماء.
بلاديوم الاستخدامات
يستخدم البلاديوم على هيئة مركب كلوريد البلاديوم الثنائي إلى جانب كلوريد النحاس الثنائي حفازاً في عملية فاكر (المعروفة أيضاً باسم عملية هوكست-فاكر )، وهي عملية كيميائية صناعية تسهم في أكسدة الإيثيلين إلى إيثانال (أسيتالدهيد) عبر دورة حفزية  تتضمن تشكيل معقد من نمط ملح زايسه ، الأمر الذي يساهم في إدراج ربيطات من الإيثيلين في الرابطة Pd-OH فيتشكل معقد من 2-هيدروكسي الإيثيل، ثم ينتهي الأمر بتشكل الأسيتالدهيد وشكل مهدرج من البلاديوم، والذي يعاد إلى شكله الأولى بمساعدة حفاز النحاس.
يعد البلاديوم من الحفازات المهمة لتفاعلات هدرجة الزيوت غير المشبعة ومشتقاتها في الصناعات الغذائية من أجل تحضير السمن النباتي (مرجرين)؛ كما يستخدم أيضاً في تحسين الخواص الفيزيائية للديزل الحيوي .
بلاديوم الاستخدامات
يدخل البلاديوم في تركيب حفاز لندلار، ويتكون من فلز البلاديوم بتركيز قريب من 5% على ركازة من كربونات الكالسيوم ويخفف نشاطه بتسميمه بالرصاص والكينولين. يستخدم هذا الحفاز من أجل الهدرجة الانتقائية اللطيفة، مثل هدرجة الألكينات إلى ألكاينات دون الوصول إلى الألكانات، مثل تفاعل هدرجة فينيل الأسيتيلين إلى ستايرين. سمي هذا الحفاز نسبة إلى مكنشفه هربرت لندلار. كما يعد البلاديوم عاملاً أساسياً في تحفيز تفاعل اختزال روزنموند ، والذي يكون فيه حفاز البلاديوم على ركازة من كبريتات الباريوم، ويساهم في هدرجة مركبات كلوريد الأسيل بغاز الهيدروجين إلى الألدهيدات الموافقة.
إن فلز البلاديوم قادر بشكل كبير على امتزاز  غاز الهيدروجين عند درجة حرارة الغرفة مشكّلاً بذلك نوعاً كيميائياً مهدرجاً من البلاديوم يعرف باسم هيدريد البلاديوم  PdHx تكون فيه قيمة x عادةً أقل من واحد (1>x). على الرغم من أن ظاهرة امتزاز وامتصاص الهيدروجين شائعة بين الفلزات الانتقالية، إلا أن للبلاديوم سعة امتصاص مرتفعة منقطعة النظير من بين العناصر الكيميائية. ينتشر غاز الهيدروجين بشكل سهل في البلاديوم المسخن، كما تستخدم مفاعلات غشائية  حاوية على البلاديوم في إنتاج وفصل الهيدروجين مرتفع النقاوة. درست هذه الخاصة بشكل مكثف من أجل تصميم وتأمين وسائط تخزينية لوقود الهيدروجين؛ إلا أن هناك عوامل اقتصادية تؤثر على هذا الجانب، إذ ما يعيق أن سعر البلاديوم مرتفع بحد ذاته من أجل استخدامه لهذا الغرض. تتعلق نسبة الهيدروجين المختزنة في البلاديوم بخاصية القابلية المغناطيسية ، والتي تتناقص مع زيادة كمية الهيدروجين، وتصبح قيمتها صفراً عند نسبة ارتباط PdH0.62؛ وعند أي نسبة أعلى يصبح المحلول الجامد  ذا خاصية مغناطيسية معاكسة . يستخدم البلاديوم من أجل تنقية الهيدروجين في المختبر؛ ولكن لا يطبق ذلك على مستوى صناعي.
ينتمي البلاديوم إلى الفلزات النفيسة وبدأ استخدامه إلى جانب الروديوم بشكل متزايد منذ بدايات القرن العشرين في مجال الزينة والمجوهرات بديلاً عن البلاتين في صياغة الذهب الأبيض؛ خاصة مع ارتفاع أسعار البلاتين في السوق العالمية. وما أعاق الاستخدام المبكر للبلاديوم في هذا المجال هو صعوبة السبك ، إلا أن تلك المشاكل التقنية جرى التغلب عليها مع تطور الصناعة. يستخدم البلاديوم في صياغة الذهب الأبيض إلى جانب النيكل؛ ولكنه يتميز البلاديوم عن النيكل أنه لا يسبب حساسية. يتميز البلاديوم أيضاً بقابليته الكبيرة على التطريق، إذ يمكن صنع رقائق منه يمكن أن تصل سماكتها إلى حدود 100 نانومتر. بالمقابل، وعلى العكس من البلاتين، فإن البلاديوم يمكن أن يتلون عند درجات حرارة تتجاوز 400 °س؛ وذلك بسبب الأكسدة، ولذلك من أجل استخدامه في مجال صناعة ألمجوهرات، يسخن البلاديوم ضمن شروط خاصة منضبطة بمعزل عن الهواء.
في مجال طب الأسنان يستخدم البلاديوم في تركيب بعض سبائك الملغمات السنية  بنسب صغيرة تصل إلى حوالي 0.5%، وذلك من أجل التقليل من التآكل وزيادة البريق المعدني  للتركيبة النهائية. إلا أن ارتفاع الكلفة يجعل من هذا التطبيق غير واسع الانتشار، لذلك يجري البحث عن بدائل أكثر اقتصادية.
بلاديوم المخاطر
لا يعد البلاديوم من الفلزات ذات السمية المرتفعة، ولا يوجد له دور حيوي معروف. إلا أن الأبحاث وجدت أن التأثير السمي لأيونات البلاديوم في الجسم على المستوى الخلوي قد يكون تراكمياً وطويل الأمد في الكبد والكليتين. أظهرت التجارب على الحيوانات أن الجرعات المرتفعة من البلاديوم يمكن أن تكون سامة على القوارض. بالنسبة للفئران فقد بلغت قيمة الجرعة المميتة الوسطية  لمركبات البلاديوم المنحلة مقدار 200 مغ/كغ (إعطاء فموي ) و5 مغ/كغ (حقن وريدي )
عموماً فإن فلز البلاديوم خامل مثله مثل باقي عناصر مجموعة البلاتين، ولا يسبب حساسية والتهاب الجلد التماسي  مثل النيكل على سبيل المثال، لذلك تعد المجوهرات المصوغة من البلاديوم في الذهب الأبيض بدائل جيدة لمن يعانون من حساسية النيكل.
غاليوم
الغاليوم  عنصرٌ كيميائي رمزه Ga وعدده الذرّي 31، وهو يقع في الدورة الرابعة وكذلك في المرتبة الثالثة ضمن عناصر المجموعة الثالثة عشرة في الجدول الدوري، والمعروفة باسم «مجموعة البورون». يصنّف الغاليوم كيميائياً ضمن عناصر الفلزّات بعد الانتقالية.
لا يوجد عنصر الغاليوم بشكله الحر في الطبيعة، ولكن يوجد بآثار نزرة على هيئة مركبات، وخاصة في حالة الأكسدة +3، في خامات الفلزات الأكثر انتشاراً، وذلك في السفاليريت (خام الزنك) ، أو البوكسيت (خام الألومنيوم). يوجد عنصر الغاليوم في الظروف القياسية من الضغط ودرجة الحرارة على هيئة فلز طري ذي لون فضي؛ أما في الحالة السائلة فيصبح ذي لون أبيض فضّي.
غاليوم
يتميز الغاليوم بانخفاض نقطة انصهاره، والتي تبلغ 29.8 °س؛ إذ تنصهر القطع الصغيرة منه في راحة اليد. تستخدم سبائك الغاليوم على هيئة بدائل صديقة للبيئة عن الزئبق في موازين الحرارة. اكتشف هذا العنصر لأول مرة سنة 1875، واستخدم منذ اكتشافه في صناعة السبائك منخفضة نقطة الانصهار، كما يستخدم بشكل واسع في صناعة أشباه الموصلات، وذلك على هيئة عامل إشابة؛ كما يستخدم في تحضير مركب زرنيخيد الغاليوم، المهم في هندسة الترددات الراديوية. من جهة أخرى، لا يوجد دور حيوي معروف للغاليوم بالنسبة للإنسان.
غاليوم التاريخ وأصل التسمية
كان هذا العنصر ضمن العناصر التي توقّعها ديميتري مندلييف  في سنة 1871، وأطلق حينها عليه التسمية المؤقّتة إيكا ألومنيوم  نظراً لموقعه في الجدول الدوري تحت عنصر الألومنيوم؛ كما استطاع استقراء العديد من الخواص الفيزيائية والكيميائية لهذا العنصر، مثل الكثافة ونقطة الانصهار وطبيعة أكسيده.
قدّم مندلييف مجموعةً أخرى من التوقّعات فيما يخصّ هذا العنصر، من ضمنها أنّه سيُكتَشف بوسائل مطيافية، وأنّ له خواصّ فلزّية، وسينحلّ ببطء في كلّ من الأحماض والقواعد، وأنّه لن يتفاعل مع الهواء. كما توقّع أيضاً أن يكون الأكسيد بحالة الأكسدة الثلاثية M2O3 منحلّاً في الأحماض ليعطي أملاح MX3، وأنها ستكون ذات طبيعة قاعدية؛ كما توقّع أن تكون أملاح كبريتات هذا الفلز قادرةً على أملاح الشبّ  المضاعفة؛ وكذلك بأن تكون تطايرية  ملح الكلوريد الثلاثي اللامائي  لهذا الفلزّ MCl3 أكثر من تطايرية كلوريد الزنك ZnCl2. وجد لاحقاً أنّ مندلييف كان محقّاً في جميع توقّعاته.
غاليوم التاريخ وأصل التسمية
في سنة 1875 تمكّن الكيميائي بول-إيميل ليكوك دو بوابدرون  من اكتشاف عنصر جديد عبر وسائل مطيافية، وذلك من الخطوط الطيفية  المميّزة في عينة من السفاليريت؛ ثم تمكّن لاحقاً في ذات السنة من استحصال الشكل الحرّ لهذا العنصر عبر التحليل الكهربائي  لمركّب الهيدروكسيد لهذا العنصر في محلولٍ من هيدروكسيد البوتاسيوم. أطلق دو بوابدرون على العنصر الجديد المكتشف اسم «غاليا» ، وهي التسمية اللاتينية لبلاد الغال ، كنايةً عن موطنه الأمّ فرنسا.
ظهرت بعد ذلك شكوكٌ بأنّ التسمية المقترحة من بول-إيميل ليكوك دو بوابدرون كانت جناساً لغوياً، بالشكل الذي كان شائعاً عند العلماء في القرن التاسع عشر، بأن يكون قد أسمى العنصر على اسمه، إذ أنّ ليكوك  في اللغة الفرنسية تعني دجاج، والكلمة اللاتينية لها «غالوس» ؛ إلّا أنّ دو بوابدرون نفى ذلك الادعاء في مقالٍ نشره سنة 1877.
غاليوم التاريخ وأصل التسمية
بلغت قيمة كثافة هذا العنصر التي حدّدها دو بوابدرون في البداية مقدار 4.7  غ/سم3؛ وهي الخاصّة الوحيدة التي لم تطابق توقّعات مندلييف؛ ممّا دفع بمندلييف أن يراسل دو بوابدرون مقترحاً عليه أن يعيد اختبار قياس الكثافة، وهو الأمر الذي فعله، وحصل من خلاله على القيمة الصحيحة (5.9 غ/سم3)، وهي ذاتها التي توقّعها مندلييف.
كان الاستخدام الرئيسي للغاليوم منذ اكتشافه سنة 1875 حتى أواسط القرن العشرين في صناعة موازين الحرارة العاملة في درجات مرتفعة، وكذلك في صناعة السبائك. أدّى اكتشاف الخواص الإلكترونية المميّزة لمركّب زرنيخيد الغاليوم في ستّينيّات القرن العشرين إلى انتشار استخدام الغاليوم في مجال صناعة أشباه الموصلات؛ ومنذ أواخر ستينات القرن العشرين دخل الغاليوم بشكل واسع في صناعة الإلكترونيات.
غاليوم الوفرة الطبيعية
لا يوجد الغاليوم في الطبيعة بشكله العنصري الحرّ؛ كما لا توجد له معادن واسعة الانتشار، فهو قليل الوفرة في الطبيعة؛ إذ تبلغ وفرته في القشرة الأرضية حوالي 16.9 جزء في المليون ؛ وتلك قيمة مقاربة لوفرة الرصاص والكوبالت والنيوبيوم في القشرة الأرضية؛ إلّا أنّه بخلاف تلك العناصر، فلا توجد خامات رسوبية  ذات محتوى من الغاليوم أكثر من 0.1% وزناً في الخامة؛ ولكن توجد آثار منه بتراكيز نزرة على هيئة مركّبات، وخاصّةً في حالة الأكسدة الثلاثية، في خامات الفلزّات الأكثر انتشاراً، وذلك في البوكسيت (خام الألومنيوم)، أو في السفاليريت (خام الزنك)، على سبيل المثال. من المحتمل أن يعود عدم وجود خامة رسوبية خاصة بالغاليوم إلى السلوك الجيوكيميائي لهذا العنصر، والذي قاد إلى عدم إثرائه خلال العمليّات الجيوكيميائية المتعلّقة بتشكّل الخامات الرسوبية.
غاليوم الوفرة الطبيعية
وفق تقديرات هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية  يوجد أكثر من مليون طنّ في الخامات المعروفة من السفاليريت والبوكسيت. توجد أيضاً بعض الآثار من الغاليوم في الرماد المستحصل من مداخن إنتاج الفحم؛ وذلك بتراكيز أقلّ من 1% وزناً.
 إنّ وجود بعض المعادن مرتفعة المحتوى من الغاليوم مثل الغاليت  (CuGaS2) نادرٌ بالشكل الذي لا يمكن الاعتماد عليه مصدراً لاستخراج هذا الفلز. وقد جرت محاولات سابقة لتعدين الغاليوم في منجم أبيكس  الواقع في ولاية يوتا الأمريكية، إلا أنها لم تكلّل بالنجاح لانخفاض العائد، ثم أغلق المشروع لعدم جدواه اقتصادياً.
غاليوم الاستخراج والإنتاج
يُستحصَل على الغاليوم منتجاً ثانوياً أثناء عمليّات استخراج خامات الفلزّات أخرى، وخاصّةً الألومنيوم والزنك، وذلك عند معالجة خامَتَي البوكسيت والسفاليريت، على الترتيب. فعند معالجة البوكسيت إلى ألومينا وفق عملية باير  على سبيل المثال، يتراكم الغاليوم في محلول هيدروكسيد الصوديوم، ليتشكّل مركّب غالات الصوديوم ، والذي يترسّب بعد عدّة خطوات في العملية على هيئة هيدروكسيد الغاليوم الثلاثي، مختلطاً مع هيدروكسيد الألومنيوم؛ والذي يستخلص منه لاحقاً بعدة طرائق؛ أكثرها انتشاراً حالياً باستخدام راتنجات التبادل الأيوني . من الطرائق التقليدية لفصل الغاليوم عن الألومنيوم استخدام مستحضر خاصّ من هيدروكسي كينولين  على هيئة معقد استخلابي ، وباستخدام وسط من الكيروسين يمكن استخلاص الغاليوم؛ وفي حال استخلاص فلزات أخرى يمكن فصلها باستخدام بالمعالجة مع الأحماض الممدّدة، وتبقى مركّبات الغاليوم منحلّةً، ثمّ تخضع إلى عملية تحليل كهربائي من أجل الحصول على الفلزّ. تعتمد كفاءة الاستخلاص بشكل حرجٍ على التركيز الأوّلي للغاليوم في خامة البوكسيت، إذ أنه عند وجود تركيز أوّلي نمطي من الغاليوم بمقدار 50 جزء في المليون في الخامة، فإنه سيمكن استخلاص مجرد 15% من هذا الفلز؛ أمّا المتبقّي فسيعبر إلى طور هيدروكسيد الألومنيوم ومخلفات خام البوكسيت، المعروفة باسم الطين الأحمر . يزال الغاليوم من راتنجات التبادل الأيوني في المحلول، ثمّ يخضع إلى عمليّات تحليل كهربائي  للحصول على الشكل الفلزّي؛ وهي عمليات تستهلك كمّيّات كبيرة من الطاقة. من أجل التطبيقات في مجال صناعة أشباه الموصلات يتطلّب أن يكون فلزّ الغاليوم مرتفع النقاوة، لذلك يخضع الغاليوم إلى عمليات تنقية لاحقة باستخدام تقنيات الصهر النطاقي  أو وفق عملية تشوخرالسكي  التي تمكّن من الاستخلاص النقيّ على هيئة بلّورة مفرَدَة  من المصهور. تؤدّي وسائل التنقية المذكورة إلى الحصول على نقاوة مرتفعة جدّاً من الغاليوم تصل إلى 99.9999%.
غاليوم النظائر
هناك 31 نظيراً معروفاً للغاليوم، تتراوح أعدادها الكتليّة بين 56 إلى 86؛ ويوجد منها نظيران مستقرّان فقط: غاليوم-69 69Ga وغاليوم-71 71Ga؛ وهما متوفّران في الطبيعة، ويشكّل غاليوم-69 69Ga النسبة الأكبر بمقدار 60.1% من حيث الوفرة، في حين أنّ النسبة المتبقّيّة هي للغاليوم-71 71Ga بوفرة طبيعية مقدارها 39.9%. أمّا النظائر المتبقّيّة فهي جميعها نظائر مشعّة، أطولها عمراً النظير غاليوم-67 67Ga بمعمر نصف مقداره 3.26 يوم. تضمحلّ النظائر الأخفّ من غاليوم-69 69Ga وفق انبعاث البوزيترون  أو التقاط إلكترون  إلى نظائر الزنك؛ على الرغم من أنّ النظائر الخفيفة ذات الأعداد الكتليّة القليلة من الغاليوم (عدد كتلي بين 56-59) تضمحلّ وفق انبعاث البروتون . بالمقابل، تضمحلّ النظائر الأثقل من غاليوم-71 71Ga وفق اضمحلال بيتا  (انبعاث الإلكترون)، وغالباً مع حدوث انبعاث النيوترون  إلى الجرمانيوم؛ أمّا النظير غاليوم-70 فيمكنه الاضمحلال وفق الأسلوبين. يتميّز النظير غاليوم-67 67Ga من بين النظائر الخفيفة بمقدرته على اتخاذ أسلوب اضمحلال على هيئة التقاط إلكترون فقط، إذ أنّ طاقة اضمحلاله غير كافية للسماح بحدوث انبعاث البوزيترون.
غاليوم النظائر
يستخدم النظيران غاليوم-67 67Ga (عمر النصف 3.26 يوم) والنظير غاليوم-68 68Ga (عمر النصف 67.71 دقيقة) في الطبّ النووي على هيئة قائفة مشعّة  في التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني . إذ ينتَج الغاليوم-67 67Ga في مسرّع دوراني ؛ في حين أنّ الغاليوم-68 لا يحتاج إلى ذلك الجهاز، وبدلاً من ذلك يستحصَل عليه من الجرمانيوم-69، والذي يتحوّل إلى جرمانيوم-68، ومنه إلى غاليوم-68 في مولّد الغاليوم-68 . من أجل الفحص يعطى الغاليوم عادةً على شكل معقّد استخلابي مع ربيطة  من تتراكسيتان  (المعروف أيضاً بالاختصار DOTA).
غاليوم الخواص الفيزيائية
يوجد الغاليوم النقي في الشروط القياسية من الضغط ودرجة الحرارة على هيئة فلزّ صلبٍ ذي لون فضّي مزرقّ، وهو هشّ سهل الانكسار، إذ تبلغ الصلادة وفق مقياس موس  مقدار 1.5؛ كما أنّه قابل للتصدّع بشكلٍ مشابهٍ للزجاج. يشكّل الغاليوم سبائك مع عددٍ من الفلزّات الأخرى؛ ولديه القدرة على الانتشار  إلى الشقوق والتصدّعات في الحدود الحُبَيبيّة  لبعض الفلزّات مثل الألومنيوم والزنك، وينطبق الأمر كذلك على بعض السبائك مثل الفولاذ.
غاليوم الخواص الفيزيائية
تبلغ نقطة انصهار الغاليوم مقدار 29.7646 °س (ما يعادل 302.9146 كلفن أو 85.5763 فهرنهايت)، وتلك قيمة أعلى بقليل من درجة حرارة الغرفة القياسية (25 °س)، وهي تعادل تقريباً درجة حرارة يوم صائف في عددٍ من المناطق في الكرة الأرضية مثل العروض الوسطى . تعد نقطة انصهار الغاليوم واحدة من درجات الحرارة المعيارية في مقياس درجة الحرارة العالمي  المعتمد من المكتب الدولي للأوزان والمقاييس . يمكن للغاليوم إذاً أن ينصهر في راحة اليد، وعند إزالته منها ووضعه في مكان بارد فإنّه يتصلّب مجدّداً. بذلك، ينتمي الغاليوم إلى مجموعة من أربعة عناصر كيميائية غير مشعة ومعروفةإلى جانب السيزيوم والروبيديوم والزئبق، والتي تكون بالحالة السائلة عند درجات حرارة مقاربة لدرجة حرارة الغرفة. يتميّز الغاليوم عن تلك العناصر بأنّه الأقلّ من ناحية النشاط الكيميائي (بعكس السيزيوم والروبيديوم)، كما أنّه ليس سامّاً على العكس من الزئبق، ولديه ضغط بخار منخفضٌ عند درجات الحرارة المرتفعة. تبلغ نقطة غليان الغاليوم مقدار 2673 كلفن، وهي تقريباً أعلى بتسع مرّات من قيمة نقطة الانصهار على مقياس كلفن؛ وتلك أعلى نسبة بين نقطة الغليان إلى نقطة الانصهار لأيّ عنصر كيميائي. وبذلك الأمر يغطّي الغاليوم السائل مجالاً كبيراً جدّاً من درجات الحرارة وهو في الحالة السائلة، وتستغلّ الخاصّة تلك في تطبيقات مناسبة، مثل دخوله في تركيب مقاييس درجة الحرارة العاملة في درجات حرارة مرتفعة. من جهةٍ أخرى، يقوم الغاليوم على العكس من الزئبق بترطيب  الزجاج، وأغلب المواد باستثناء الكوارتز والغرافيت وأكسيد الغاليوم الثلاثي، وبولي رباعي فلورو الإيثيلين . تؤدّي إضافة نواة تبلور  إلى تحفيز التجمّد. بالمقابل، فإنّ للغاليوم السائل ميلٌ كبيرٌ لأن يحصل له فرط بالتبريد  دون نقطة انصهاره/نقطة تجمده؛ وتقع القيم النمطية لدرجات حرارة فرط التبريد في مجال بين 40-70 °س. من جهة أخرى، يمكن تخفيض نقطة الانصهار/نقطة التجمد للغاليوم بتصغير أبعاد الجسيمات؛ ويتحقق فرط التبريد بشكل واضح في الجسيمات النانوية  للغاليوم، والتي يمكن أن تحفظ في الحالة السائلة لدرجات حرارة دون 90 كلفن.
غاليوم الخواص الفيزيائية
تتغيّر خواص الغاليوم عند الانتقال من الطور الصلب إلى السائل، فعلى سبيل المثال يتمدّد الغاليوم السائل بمقدار 3.2% عند حدوث تحوّل طوري ؛ كما تنخفض قيمة الموصلية الكهربائية  من 0.71 * 105 سيمنز/سم (صلب) إلى 0.38 * 105 سيمنز/سم (سائل). في الحالة الصلبة يكون الغاليوم ذا مغناطيسية معاكسة ؛ ولكنها تتغيّر مع التحوّل الطوري إلى الحالة السائلة لتصبح مغناطيسية مسايرة . تبلغ لزوجة الغاليوم السائل حوالي 2 ميلي باسكال.ثانية؛ ويتميّز الطور السائل للغاليوم بارتفاع كثافته نسبياً؛ والتي تبلغ مقدار 6.09 غ/سم3، وهي قيمة نمطيّة للمواد التي يوجد في بنيتها الصلبة نوع من الارتباط الجزيئي. يعدّ التوتّر السطحي  من الخواصّ الفيزيائية المهمّة للأطوار السائلة، وتبلغ قيمته المقيسة في الغاليوم السائل مقدار 711 ميلي نيوتن/متر، وهي قيمة أكبر بحوالي عشر مرات من قيمتها للماء. تنخفض قيمة التوتر السطحي للغاليوم السائل بأثر الأكسدة إلى حوالي النصف (قرابة 360 ميلي نيوتن/متر).
غاليوم الخواص الفيزيائية
لا يتبلور الغاليوم في أي بنية بلّورية  بسيطة، وعلى العكس من أغلب الفلزّات يغيب التناظر  عن بنيته؛ ولذلك فإنّها غير مرتفعة الاستقرار. بالمقابل، يوجد هناك العديد من الأطوار المستقرّة وشبه المستقرّة ، والمتعلّق استقرارها بدرجة الحرارة والضغط. عموماً توجد هناك أشكال متعدّدة للغاليوم، ويمكن تقسيمها إلى أربعة أنماط رئيسية (Ga-I و Ga-II و Ga-III و Ga-IV)، وفي النمط الأوّل منها عند الضغط النظامي يوجد هناك أيضاً أربعة أنماط فرعية (ألفا α-Ga، وبيتّا β-Ga، وغامّا γ-Ga، ودلتا δ-Ga). يعدّ الشكل ألفا α-Ga أكثر الأطوار استقراراً في الظروف القياسية من الضغط ودرجة الحرارة، وتتبع بنيته نظاماً شبيهاً بنظام بلّوري معيني قائم  بوجود ثمان ذرّات في وحدة الخلية  التقليدية، بحيث تكون أقرب ذرة مجاورة على بعد 244 بيكومتر (pm). أمّا الذرّات الستّ المتبقّية، فتكون مجمّعةً في أزواج وعلى مسافات أبعد بزيادة مقدارها 27 و30 و39 بيكومتر عن الذرّة الأقرب. مع ارتفاع قيمة الضغط المطبّق (انطلاقاً من 30 كيلو بار) تنتظم الذرّات في بنية أقرب إلى بلّوري معيني مكعّب ، وذلك بالنسبة للنمطين Ga-II و Ga-IV؛ في حين أنّ النمط Ga-III يتبع نظاماً بلّورياً رباعياً .
غاليوم الخواص الفيزيائية
إنّ الترابط الكيميائي بين ذرّات الغاليوم في ثنائي الوحدات في الغاليوم هو من النمط التساهمي ؛ لذلك يُنظَر إلى ثنائي الوحدات  Ga2 على أنّه وحدة بناءٍ أساسيّة في بنية البلّورات. من جهةٍ أخرى، ترتبط ثنائيات الوحدات فيما بينها برابطة فلزّية . إنّ هذه البنية البلّورية المميّزة للغاليوم تفسّر انخفاض نقطة انصهاره بالمقارنة مع العناصر المجاورة الألومنيوم والإنديوم في ذات المجموعة (مجموعة البورون)؛ وبالمقابل هناك تشابهاً كبيراً مع بنية اليود والزئبق. لا تقوم الإلكترونات في المدار 3d10 في الغاليوم بحجب إلكترون التكافؤ الخارجية بشكلٍ جيّد عن النواة، ولذلك فإنّ طاقة التأيّن  الأولى أكبر من الألومنيوم. لا توجد ثنائيات الوحدات Ga2 في الحالة السائلة، ولكن يكون للغاليوم السائل بنية معقّدة ضعيفة التناسق تحاط فيها كل ذرّة غاليوم بعشر ذرّات أخرى، بخلاف أغلب الفلزّات السائلة التي يكون العدد النمطي للذرّات المحيطة فيها بين 11-12 ذرة. إنّ الخواص الفيزيائية للغاليوم متباينة الخواص  بشكلٍ كبير، أي أنّ هناك قيم مختلفة على طول المحاور البلّورية الثلاث الرئيسية a و b و c، ممّا يؤدّي إلى وجود اختلافات كبيرة بين معامل التمدّد الحراري  الخطّي والحجمي. كما تعتمد خواص الغاليوم بشكلٍ كبير على درجة الحرارة، وخاصّةً بالقرب من نقطة الغليان. فعلى سبيل المثال، يزداد معامل التمدّد الحراري بمقدار زيادة يبلغ عدّة نسب مئوية عند الانصهار.
غاليوم الخواص الكيميائية
ينحلّ الغاليوم في الأحماض القوية مشكّلاً أملاح الغاليوم الثلاثية، فعندما ينحلّ في حمض النتريك مثلاً ينتج مركّب نترات الغاليوم Ga(NO3)3. تحوي محاليل الغاليوم الثلاثي على الأيون المُمَيّه  +3[Ga(H2O)6]. أمّا في الأوساط القاعدية، كما هو الحال عند إضافة الأمونيا، فإنّه من الممكن أن يترسّب مركّب هيدروكسيد الغاليوم الثلاثي Ga(OH)3 من محاليل الغاليوم الثلاثي. يؤدّي تسخين هيدروكسيد الغاليوم إلى حوالي 100 °س إلى حدوث تفاعل نزع لجزيئات الماء من المركّب (بلمهة ) وينتج مركّب أكسيد هيدروكسيد الغاليوم GaO(OH). تستطيع المحاليل القلوية المركزة أن تذيب الغاليوم، وتتشكل عندها أيونات الغالات  -Ga(OH)4. ينحلّ هيدروكسيد الغاليوم أيضاً في المحاليل القلويّة، مظهراً خواصّه المذبذبة ، ومنتجاً أملاح الغالات.
غاليوم الخواص الكيميائية
يوجد الغاليوم بشكلٍ سائدٍ في حالة الأكسدة +3؛ ولكن توجد له أيضاً بعض المركّبات الكيميائية في حالة الأكسدة +1؛ ولكنّها أقلّ شيوعاً بالمقارنة مع مجانساتها الأثقل في المجموعة من الإنديوم والثاليوم. فعلى سبيل المثال، يحوي المركّب المستقرّ GaCl2 على الغاليوم في حالتي الأكسدة +1 و+3، والذي يمكن كتابته على الشكل GaIGaIIICl4؛ ولكن بالمقابل فإنّ أحادي كلوريد الغاليوم غير مستقرّ فوق الدرجة 0 °س، والذي يخضع إلى تفاعل عدم تناسب منتجاً عنصر الغاليوم وكلوريد الغاليوم الثلاثي. توجد بعض المركّبات في حالة الأكسدة النادرة +2، مثل مركّب كبريتيد الغاليوم الثنائي GaS أو المعقّد مع 4،1-ديوكسان Ga2Cl4(C4H8O2)2.
يتفاعل الغاليوم مع الكالكوجينات (عناصر مجموعة الأكسجين) عند درجات حرارة مرتفعة فقط؛ فعلى سبيل المثال لا يتفاعل الغاليوم مع أكسجين الهواء عند درجة حرارة الغرفة؛ ولكنّه يتفاعل معه فقط عند درحات حرارة مرتفعة مشكّلاً أكسيد الغاليوم الثلاثي Ga2O3.