გალიუმი

გალიუმი (; ქიმიური სიმბოლო — ), ეკა-ალუმინი (-) — ელემენტთა პერიოდული სისტემის მეოთხე პერიოდის, მეცამეტე ჯგუფის (მოძველებული კლასიფიკაციით — მესამე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის, ა) ქიმიური ელემენტი. მისი ატომური ნომერია 31, ატომური მასა — 69.723, დნ — 29.76 °, დუღ — 2400 °, სიმკვრივე — 5.91 გ/სმ3. რბილი პლასტიკური მოვერცხლისფრო-თეთრი (სხვა მონაცემებით ღია-რუხი ფერის) ფერის ლითონი, რომელსაც მოლურჯო ელფერი გადაჰკრავს.

ისტორია
გალიუმის არსებობა მეცნიერულად იწინასწარმეტყველა დიმიტრი მენდელეევმა. პერიოდული სისტემის შექმნისას 1869 წ. მან, მის მიერ აღმოჩენილი პერიოდულობის კანონის საფუძველზე, დატოვა ვაკანტური ადგილები მესამე ჯგუფში უცნობი აღმოუჩენელი ელემენტებისათვის — ალუმინის და სილიციუმის ანალოგებისათვის (ეკაალუმინი და ეკასილიციუმი). მენდელეევმა კარგად შესწავლილი მეზობელი ელემენტების თვისებებზე დაყრდნობით, საკმაოდ ზუსტად აღწერა არა მარტო მნიშვნელოვანი ფიზიკური და ქიმიური თვისებები, არამედ აღმოჩენის მეთოდიც — სპექტროსკოპია. კერძოდ კი, 1871 წ. «რუსული ქიმიური საზოგადოების ჟურნალის» სტატიაში მენდელეევმა მიანიშნა, რომ ეკოალუმინის ატომური წონა ახლოსაა 68-თან, კუთრი წონა მიახლოებით 6 გრ/სმ³. ლითონურ მდგომარეობაში ლითონი იქნება ადვილად მდნობადი.

მალე გალიუმი იქნა აღმოჩენილი, გამოყოფილი და შესწავლილი როგორც მარტივი ნივთიერება ფრანგი ქიმიკოსის პოლ ემილ ლეკოკ დე ბუაბოდრანის მიერ. 1875 წელს ლეკოკ დე ბუაბოდრანი იკვლევდა თუთიის მატყუარის სპექტრს, რომელიც ჩამოტანილი იყო პიერფიტიდან (პირენეი). ამ სპექტრში მის მიერ აღმოჩენილი იქნა ახალი იისფერი ხაზი, რომელიც მოწმობდა მინერალში უცნობი ელემენტის არსებობაზე. ელემენტის გამოყოფა დაკავშირებული იყო ბევრ სიძნელეებთან, რადგანაც ახალი ემენეტის შემცველობა მადანში იყო 0,1 %-ზე ნაკლები. საბოლოოდ ლეკოკ დე ბუაბოდრანმა მოახერხა ახალი ელემენტის მიღება - 0,1 გრ-ის რაოდენობით და გამოიკვლია ის. თვისებებით ახალი ელემენტი ძალიან წააგავდა თუთიას.

1875 წლის 20 სექტემბერს პარიზის მეცნიერებათა აკადემიის სხდომაზე წაკითხულ იქნა ლეკოკ დე ბუაბოდრანის წერილი ახალი ელემენტის აღმოჩენის შესახებ. დიდი აღფრთოვანება გამოიწვია ელემენტზე მიცემულმა სახელწოდებამ, რომელიც საფრანგეთის პატივსაცემად იქნა დარქმეული. აღმოჩენის შესახებ მენდელეევმა გაიგო გაკეთებული მოხსენებიდან, მან წერილი გაუგზავნა ლუკოკს სადაც მიუნიშნა რომ ახალი ელემენტის სიმკვრივე არასწორად იქნა გათვლილი და ის უნდა იყოს 5,9-6,0, და არა 4,7 გრ\სმ³. ყურადღებით შემოწმებამ დაადასტურა მენდელეევის სისწორე, ამის შესახებ თვითონ ლეკოკ დე ბუაბოდრანი წერდა:
"მე ვფიქრობ…, არ არის საჭირო აღვნიშნო, განსაკუთრებული მნიშვნელობა, რომელიც აქვს ახალი ემენეტის სიმკვრივეს მენდელეევის თეორიული თვალსაზრისთან შეფარდებით მიმართებაში"

გალიუმის აღმოჩენამ და შემდგომ მალევე გერმანიუმისა და სკანდიუმის აღმოჩენამ განამტკიცა პერიოდულობის კანონის პოზიციები, რომელმაც ნათლად აჩვენა მისი საწინასწარმეტყველო პოტენციალი. მენდელეევი ლეკოკ დე ბუაბოდრანს უწოდებდა «პერიოდულობის კანონის გამამტკიცებელს».

სახელწოდების წარმომავლობა
პოლ ემილ ლეკოკ დე ბუაბოდრანმა ელემენტს სახელწოდებად თავისი სამშობლოს საფრანგეთის პატივსაცემად უწოდა მისი ლათინური სახელი — გალია (').

არსებობს არადოკუმენტირებული ლეგენდა, რომ ელემენტის სახელწოდებაში, საყოველთაოდ ფარულად უკვდავყო თავისი გვარი ('). ელემენტის ლათინური სახელწოდება (') თანაჟღერადია ' — «მამალი» (ლათ.). აღსანიშნავია, რომ სწორედ მამალი ') (ფრანგ.) წარმოადგენს საფრანგეთის სიმბოლოს.

ბუნებაში
დედამიწის ქერქში გალიუმის საშუალო შემცველობაა 19 გრ/ტ. გალიუმი ტიპური გაბნეული ელემენტია, რომელსაც აქვს ორმაგი გეოქიმიური ბუნება. მისი კრისტალოქიმიური თვისებების სიახლოვე ქანის შემქმნელი მთავარი ელემენტების თვისებებთან (, და სხვა.) და მათთან ფართო იზომორფული შესაძლებლობები, განაპირობებენ იმას რომ გალიუმი არ წარმოქმნის დიდი თავშეყრას, მიუხედავად კლარკის მნიშვნელოვანი სიდიდისა. გამოიკვეთება შემდეგი მინერალები რომლებიც შეიცავენ გალიუმის შედარებით მაღალ შემადგენლობას: სფალერიტი (0 — 0,1 %), მაგნეტიტი (0 — 0,003 %), კასიტერიტი (0 — 0,005 %), ძოწი (0 — 0,003 %), ბერილი (0 — 0,003 %), ტურმალინი (0 — 0,01 %), სპოდუმენი (0,001 — 0,07 %), ფლოგოპიტი (0,001 — 0,005 %), ბიოტიტი (0 — 0,1 %), მუსკოვიტი (0 — 0,01 %), სერეციტი (0 — 0,005 %), ლეპიდოლიტი (0,001 — 0,03 %), ქლორიტი (0 — 0,001 %), შპატი (0 — 0,01 %), ნეფელინი (0 — 0,1 %), გეკმანიტი (0,01 — 0,07 %), ნატროლიტი (0 — 0,1 %). გალიუმის კონცენტრაცია ზღვის წყალში შეადგენს 3 მგრ/ლ.

საბადოები
გალიუმის საბადოები ცნობილია სამხრეთ-აღმოსავლეთ აფრიკაში, რუსეთში, დსთ-ს ქვეყნებში.

მიღება
ყველაზე მძლავრ პოტენციურ წყაროს გალიუმის მისაღებად წარმოადგენს თიხამიწა ხსნარების წარმოება ბოქსიტებისა და ნეფელინების გადამუშავებისას. გალიუმის კონცენტრაცია ალუმინის ტუტე ხსნარებში ბაიერის პროცესში, დაშლის შემდეგ არის: 100—150 მგრ/ლ, სხვა მეთოდისას: 50—65 მგრ/ლ. ამ ხერხით გალიუმს ანცალკევებენ ალუმინის დიდი ნაწილისაგან კარბონიზაციით, ნალექის ბოლო ფრაქციაში კონცენტრირებით. შემდგომ გამდიდრებულ ნალექს ამუშავებენ კირით, გალიუმი გადადის ხსნარში, საიდანაც ლითონს გამოყოფენ ელექტროლიზის საშუალებით. გალიუმი შეიძლება მიღებულ იქნას ნახშირის პოლიმეტალური მადნების გადამუშავებით. დაბინძურებულ გალიუმს გამორეცხავენ წყლით, ამის შემდეგ გადის ფილტრირებას ფოროვანი ფილების (ფირფიტების) მეშვეობით და ახურებენ ვაკუუმში, იმისათვის, რომ მოცილეულ იქნას აქროლადი მინარევები. მაღალი სიწმინდის გალიუმის მიღებისათვის გამოიყენებენ ქიმიურ (მარილებს შორის რეაქცია), ელექტროქიმიურ (ხსნარების ელექტროლიზი) და ფიზიკურ (დაშლა) მეთოდებს.

ფიზიკური თვისებები
კრისტალურ გალიუმს გააჩნია რამდენიმე პოლიმორფული მოდიფიკაცია, თუმცა თერმოდინამიკურად მდგრადია მხოლოდ ერთი , რომელსაც გააჩნია ორთორომბული (ფსევდოტეტრაგონალური) მესერი რომლის პარამეტრებია = 4,5186 , = 7,6570 , = 4,5256 . გალიუმის სხვა მოდიფიკაციები (, , , ) კრისტალიზდება ჰიპოთერმული დისპერგირებული ლითონიდან და წარმოადგენს არასტაბილურს. მომატებული წნევის პირობებში შეიმჩნეოდა კიდევ ორი პოლიმორფული სტრუქტურა გალიუმი და , რომელსაც აქვთ, შესაბამისად, კუბური და ტეტრაგონალური მესერი.

დნობის დაბალი ტემპერატურის გამო გალიუმის ზოდების ტრანსპორტირება რეკომენირებულია პოლიეთილენის პაკეტებში, რომელიც ცუდად სველდება თხევადი გალიუმით.