Գալիում

Գալիում (), 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)։

 

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։

 

Գալիումի հիդրօքսիդը լուծվում է ոչ միայն ուժեղ հիմքերում, այլև ամոնիակի լուծույթում։

 

Գալիումը հալոգենների հետ միանում է նույնիսկ սովորական պայմաններում (բացի յոդից)։ Հալոգենիդները խոնավածուծ են, լուծվում են ջրում և օրգանական լուծիչներում։

 

 

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։

 

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 

Գալիում
Թեթև մետաղներ