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 էJ.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. I, 1965։

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

 Իզոտոպներ 
 Իզոտոպ  Վիճակ  Քայքայման էներգիան ՄէՎ  Սպին  Տրոհում  Հաճախություն %60Ga  70 ms    K = 98,4, β+p = 1,6, β+α = 2,5 × 10−3 61Ga  0,15 s  9,0  (3/2−)  K/β+ = 100 62Ga  116,12 ms 9,17  0+  K/β+ = 100 63Ga  32,4 s  5,52  3/2−, 5/2−  K/β+ = 100 64Ga  2,627 min  7,165  0+  K/β+ = 100 65Ga  15,2 min  3,255  3/2−  K/β+ = 100 66Ga  9,49 h  5,175  0+  K/β+ = 100 67Ga  3,2612 d  1,000  3/2−  K = 100 68Ga  67,629 min  2,921  1+  K/β+ = 100 69Ga  stabil  3/2−   60,108 70Ga  21,14 min  1,656 (β−), 0,655 (K)  1+  β− = 99,59, K = 0,41 71Ga  stabil  3/2−   39,892 72Ga  14,10 h  4,001  3−  β− = 100 72m1Ga  39,68 ms 0,120  (0+)  IT = 100 73Ga  4,86 h  1,593  3/2−  β− = 100 74Ga  8,12 min  5,37  (3−)  β− = 100 74m1Ga  9,5 s  0,06 (IT), 5,43 (β−)  (0)  IT>50, β−<50 75Ga  126 s  3,392  3/2−  β− = 100 76Ga  32,6 s  7,01  (2+, 3+)  β− = 100 77Ga  13,2 s  5,34  (3/2−)  β− = 100 78Ga  5,09 s  8,2  (3+)  β− = 100 79Ga  2,847 s  7,0 (β−), 1,3 (β−n) (3/2−)  β− = 100, β−n = 0,089 80Ga  1,697 s  10,38 (β−), 2,35 (β−n)  (3)  β− = 100, β−n = 0,89 81Ga  1,217 s  8,32 (β−), 3,39 (β−n)  (5/2−)  β− = 100, β−n = 11,9 82Ga  0,599 s  12,7 (β−), 5,3 (β−n)  (1,2,3)  β− = 100, β−n = 22,3 83Ga  0,31 s  11,5 (β−), 8,0 (β−n)   β− = 100, β−n = 40 84Ga  85 ms 14,0 (β−), 8,5 (β−n)   β− = 100, β−n = 70 85Ga  <150 ns   3/2−  β− = 100 86Ga  <150 ns    β− = 100 

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

 Ֆիզիկական հատկություններ 
մինի|200px|Գալիումի բյուրեղները
200px|մինի|Մետաղական գալիում
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՝ Ga2O3 (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 

Կատեգորիա:Գալիում
Կատեգորիա:Թեթև մետաղներ