DEFINICIÓN
Galio- trigésimo primer elemento de la tabla periódica. Designación - Ga del latín "galio". Ubicado en el cuarto período, grupo IIIA. Se refiere a los metales. La carga nuclear es 31.
El galio es un elemento raro y no se encuentra en la naturaleza en concentraciones significativas. Se obtiene principalmente a partir de concentrados de zinc tras su fundición.
En su estado libre, el galio es un metal blando de color blanco plateado (Fig. 1) con un punto de fusión bajo. Es bastante estable en el aire, no descompone el agua, pero se disuelve fácilmente en ácidos y álcalis.
Arroz. 1. Galio. Apariencia.
Masa atómica y molecular del galio.
La masa molecular relativa de una sustancia (M r) es un número que muestra cuántas veces la masa de una molécula dada es mayor que 1/12 de la masa de un átomo de carbono, y la masa atómica relativa de un elemento (A r) es cuantas veces la masa promedio de los átomos de un elemento químico es mayor que 1/12 de la masa de un átomo de carbono.
Dado que el galio existe en estado libre en forma de moléculas monoatómicas de Ga, los valores de sus masas atómicas y moleculares coinciden. Son iguales a 69,723.
Isótopos de galio
Se sabe que en la naturaleza el galio se puede encontrar en forma de dos isótopos estables 69 Ga (60,11%) y 71 Ga (39,89%). Sus números de masa son 69 y 71, respectivamente. El núcleo de un átomo del isótopo de galio 69 Ga contiene treinta y un protones y treinta y ocho neutrones, y el isótopo 71 Ga contiene el mismo número de protones y cuarenta neutrones.
Hay isótopos radiactivos artificiales inestables de galio con números de masa de 56 a 86, así como tres estados isoméricos de núcleos, entre los que se encuentra el isótopo más longevo, el 67 Ga, con una vida media de 3,26 días.
iones de galio
En el nivel de energía exterior del átomo de galio hay tres electrones, que son de valencia:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 1 .
Como resultado de la interacción química, el galio cede sus electrones de valencia, es decir es su donante y se convierte en un ion cargado positivamente:
Ga 0 -2e → Ga 2+ ;
Ga 0 -3e → Ga 3+ .
Molécula y átomo de galio
En estado libre, el galio existe en forma de moléculas monoatómicas de Ga. A continuación se muestran algunas propiedades que caracterizan al átomo y la molécula de galio:
aleaciones de galio
Añadiendo galio al aluminio se obtienen aleaciones que pueden trabajarse fácilmente en caliente; Las aleaciones de galio y oro se utilizan en prótesis dentales y joyería.
Ejemplos de resolución de problemas
EJEMPLO 1
| Ejercicio | El galio natural tiene dos isótopos. El contenido del isótopo 71 Ga es del 36%. Encuentra otro isótopo si la masa atómica relativa promedio del elemento galio es 69,72. Determine la cantidad de neutrones en el isótopo encontrado. |
| Solución | Sea el número másico del segundo isótopo de galio igual a “x” - x Ga. Determinemos el contenido del segundo isótopo de galio en la naturaleza: w(x Ga) = 100% - w(71 Ga) = 100% - 36% = 64%. La masa atómica relativa promedio de un elemento químico se calcula como: Ar=/100%; 69,72 = / 100%; 6972 = 2556 + 64x; Por tanto, el segundo isótopo del galio es el 69 Ga. El número atómico del galio es 31, lo que significa que el núcleo de un átomo de galio contiene 31 protones y 31 electrones, y el número de neutrones es igual a: n 1 0 (69 Ga) = Ar(69 Ga) - N (número de elemento) = 69 - 31 = 38. |
| Respuesta | El isótopo 69 Ga, que contiene 38 neutrones y 31 protones. |
EJEMPLO 2
| Ejercicio | En cuanto a sus propiedades químicas, el galio es similar a otro elemento: el aluminio. Con base en esta similitud, escriba las fórmulas de óxidos e hidróxidos que contienen galio y también cree ecuaciones de reacción que caractericen las propiedades químicas de este elemento. |
| Respuesta | El galio, al igual que el aluminio, se encuentra en el grupo III del subgrupo principal de la Tabla Periódica D.I. Mendeleev. En sus compuestos, al igual que el aluminio, presenta un estado de oxidación (+3). El galio se caracteriza por un óxido (Ga 2 O 3) y un hidróxido (Ga(OH) 3), que presentan propiedades anfóteras. Ga2O3 + 3SiO2 = Ga2 (SiO3)3; |
El elemento químico galio prácticamente nunca se encuentra en la naturaleza en forma libre. Existe en impurezas minerales, de las que es bastante difícil separarse. El galio se considera una sustancia rara; algunas de sus propiedades no se han estudiado completamente. Sin embargo, se utiliza en medicina y electrónica. ¿Qué es este elemento? ¿Qué propiedades tiene?
¿Es el galio un metal o un no metal?
El elemento pertenece al decimotercer grupo del cuarto período. Lleva el nombre de la región histórica de la Galia, de la que formaba parte Francia, patria del descubridor del elemento. Para designarlo se utiliza el símbolo Ga.
El galio pertenece al grupo de los metales ligeros junto con el aluminio, el indio, el germanio, el estaño, el antimonio y otros elementos. Como sustancia simple, es quebradiza y suave, y tiene un color blanco plateado con un ligero tinte azulado.
Historia del descubrimiento
Mendeleev "predijo" el galio, dejándole un lugar en el tercer grupo de la tabla periódica (según el sistema obsoleto). Nombró aproximadamente su masa atómica e incluso predijo que el elemento se descubriría espectroscópicamente.
Unos años más tarde, el metal fue descubierto por el francés Paul Emile Lecoq. En agosto de 1875, un científico estaba estudiando un espectro de un depósito en los Pirineos y notó nuevas líneas violetas. El elemento recibió el nombre de galio. Su contenido en el mineral era extremadamente pequeño y Lecoq logró aislar sólo 0,1 gramos. El descubrimiento del metal fue una de las confirmaciones de la exactitud de la predicción de Mendeleev.
Propiedades físicas
El galio metálico es muy dúctil y fusible. A bajas temperaturas permanece en estado sólido. Para convertirlo en líquido es suficiente una temperatura de 29,76 grados Celsius o 302,93 Calvin. Puedes derretirlo sosteniéndolo en tu mano o sumergiéndolo en un líquido caliente. Las temperaturas demasiado altas lo hacen muy agresivo: a partir de 500 grados centígrados, es capaz de corroer otros metales.
La red cristalina del galio está formada por moléculas diatómicas. Son muy estables, pero débilmente conectados entre sí. Para romper su conexión se necesita una cantidad muy pequeña de energía, por lo que el galio se vuelve líquido fácilmente. Es cinco veces más fusible que el indio.
En estado líquido, el metal es más denso y pesado que en estado sólido. Además, conduce mejor la electricidad. En condiciones normales, su densidad es de 5,91 g/cm³. El metal hierve a -2230 grados Celsius. Cuando se endurece, se expande aproximadamente un 3,2%.
Propiedades químicas
En muchas propiedades químicas, el galio es similar al aluminio, pero es menos activo y las reacciones con él son más lentas. No reacciona con el aire formando instantáneamente una película de óxido que impide su oxidación. No reacciona con hidrógeno, boro, silicio, nitrógeno y carbono.
El metal interactúa bien con casi cualquier halógeno. Reacciona con yodo sólo cuando se calienta; reacciona con cloro y bromo incluso a temperatura ambiente. En agua caliente comienza a desplazar el hidrógeno, forma sales con ácidos minerales y también libera hidrógeno.
El galio puede formar amalgamas con otros metales. Si se deja caer galio líquido sobre una pieza sólida de aluminio, comenzará a penetrar en ella. Al invadir la red cristalina del aluminio, la sustancia líquida lo volverá quebradizo. Al cabo de unos días, un bloque de metal sólido se puede triturar a mano sin mucho esfuerzo.
Solicitud
En medicina, el galio metálico se utiliza para combatir tumores y la hipercalcemia, y también es adecuado para el diagnóstico por radioisótopos del cáncer de huesos. Sin embargo, los medicamentos que contienen la sustancia pueden provocar efectos secundarios como náuseas y vómitos.
El galio metálico también se utiliza en la electrónica de microondas. Se utiliza para la fabricación de semiconductores y LED, como piezomaterial. Los adhesivos metálicos se obtienen a partir de una aleación de galio con escandio o níquel. Cuando se alea con plutonio, desempeña el papel de estabilizador y se utiliza en bombas nucleares.
El vidrio con este metal tiene un alto índice de refracción y su óxido Ga 2 O 3 permite que el vidrio transmita rayos infrarrojos. El galio puro se puede utilizar para hacer espejos sencillos porque refleja bien la luz.
Abundancia y depósitos de galio.
¿Dónde puedo conseguir galio? El metal se puede pedir fácilmente en línea. Su costo oscila entre 115 y 360 dólares el kilogramo. El metal se considera raro, está muy disperso en la corteza terrestre y prácticamente no forma sus propios minerales. Desde 1956 se han encontrado los tres.
El galio se encuentra a menudo en el zinc y el hierro, y sus impurezas se encuentran en el carbón, el berilo, el granate, la magnetita, la turmalina, el feldespato, las cloritas y otros minerales. De media, su contenido en la naturaleza es de unos 19 g/t.
La mayor parte del galio se encuentra en sustancias que tienen una composición similar. Debido a esto, es difícil y costoso extraerlo de ellos. El mineral propio del metal se llama galita y tiene la fórmula CuGaS 2 . También contiene cobre y azufre.
Impacto en los humanos
Se sabe poco sobre el papel biológico del metal y sus efectos en el cuerpo humano. En la tabla periódica se sitúa junto a los elementos que son vitales para nosotros (aluminio, hierro, zinc, cromo). Existe la opinión de que el galio, como ultramicroelemento, forma parte de la sangre, acelera su flujo y previene la formación de coágulos sanguíneos.
De una forma u otra, el cuerpo humano contiene una pequeña cantidad de la sustancia (10 -6 - 10 -5%). El galio ingresa junto con el agua y los productos alimenticios agrícolas. Se retiene en el tejido óseo y el hígado.
El galio metálico se considera poco tóxico o condicionalmente tóxico. Al entrar en contacto con la piel, quedan pequeñas partículas en ella. Parece una mancha gris sucia que se puede quitar fácilmente con agua. La sustancia no deja quemaduras, pero en algunos casos puede provocar dermatitis. Se sabe que niveles elevados de galio en el organismo provocan trastornos en el hígado, los riñones y el sistema nervioso, pero para ello se requiere una cantidad muy grande de metal.
Galio(lat. Galio), Ga, elemento químico del grupo III del sistema periódico de D.I. Mendeleev, número de serie 31, masa atómica 69,72; metal blando de color blanco plateado. Consta de dos isótopos estables con números másicos 69 (60,5%) y 71 (39,5%).
La existencia del galio (“eka-aluminio”) y sus propiedades básicas fueron predichas en 1870 por D.I. Mendeleev. El elemento fue descubierto mediante análisis espectral en blenda de zinc de los Pirineos y aislado en 1875 por el químico francés P. E. Lecoq de Boisbaudran; lleva el nombre de Francia (lat. Gallia). La coincidencia exacta de las propiedades del galio con las predichas fue el primer triunfo del sistema periódico.
El contenido medio de galio en la corteza terrestre es relativamente alto, 1,5·10 -3% en masa, lo que equivale al contenido de plomo y molibdeno. El galio es un oligoelemento típico. El único mineral del galio, la galita CuGaS 2, es muy raro. La geoquímica del galio está estrechamente relacionada con la geoquímica del aluminio, lo que se debe a la similitud de sus propiedades fisicoquímicas. La mayor parte del galio de la litosfera está contenida en minerales de aluminio. El contenido de galio en bauxitas y nefelinas oscila entre el 0,002 y el 0,01%. También se observan concentraciones elevadas de galio en las esfaleritas (0,01-0,02%), en las hullas (junto con el germanio) y en algunos minerales de hierro.
Propiedades físicas del galio. El galio tiene una red ortorrómbica (pseudotetragonal) con parámetros a = 4,5197Å, b = 7,6601Å, c = 4,5257Å. La densidad (g/cm3) del metal sólido es 5,904 (20°C), la del metal líquido es 6,095 (29,8°C), es decir, al solidificarse, el volumen del Galio aumenta; temperatura de fusión 29,8°C, temperatura de ebullición 2230°C. Una característica distintiva del galio es una amplia gama de estados líquidos (2200°C) y una baja presión de vapor a temperaturas de hasta 1100-1200°C. La capacidad calorífica específica del galio sólido es de 376,7 J/(kg K), es decir, 0,09 cal/(g deg) en el rango de 0-24°C, del galio líquido, respectivamente, 410 J/(kg K ), es decir, 0,098 cal/(g grados) en el intervalo de 29-100°C. La resistividad eléctrica (ohm cm) del galio sólido es 53,4·10 -6 (0°C), y el líquido 27,2·10 -6 (30°C). Viscosidad (poise = 0,1 n seg/m2): 1,612 (98 °C), 0,578 (1100 °C), tensión superficial 0,735 n/m (735 dinas/cm) (30 °C en atmósfera de H2). Los coeficientes de reflexión para longitudes de onda de 4360 Å y 5890 Å son 75,6% y 71,3%, respectivamente. La sección transversal de captura de neutrones térmicos es de 2,71 graneros (2,7·10 -28 m2).
Propiedades químicas del galio. El galio es estable en el aire a temperaturas normales. Por encima de 260°C, se observa una oxidación lenta en oxígeno seco (la película de óxido protege el metal). El galio se disuelve lentamente en ácidos sulfúrico y clorhídrico, rápidamente en ácido fluorhídrico y es estable en frío en ácido nítrico. El galio se disuelve lentamente en soluciones alcalinas calientes. El cloro y el bromo reaccionan con el galio en frío y con el yodo cuando se calienta. El galio fundido a temperaturas superiores a 300 °C interactúa con todos los metales y aleaciones estructurales.
Los más estables son los compuestos trivalentes de galio, que en muchos aspectos tienen propiedades similares a los compuestos químicos del aluminio. Además se conocen compuestos mono y divalentes. El óxido superior Ga 2 O 3 es una sustancia blanca, insoluble en agua. El hidróxido correspondiente precipita a partir de soluciones de sales de galio en forma de un precipitado gelatinoso blanco. Tiene un pronunciado carácter anfótero. Cuando se disuelven en álcalis, se forman galatos (por ejemplo, Na), cuando se disuelven en ácidos, se forman sales de galio: Ga 2 (SO 4) 3, GaCl 3, etc. Las propiedades ácidas del hidróxido de galio son más pronunciadas que las de hidróxido de aluminio [el rango de liberación de Al (OH) 3 se encuentra dentro del rango de pH = 10,6-4,1, y Ga(OH) 3 dentro del rango de pH = 9,7-3,4].
A diferencia del Al(OH) 3, el hidróxido de galio se disuelve no solo en álcalis fuertes, sino también en soluciones de amoníaco. Cuando se hierve, el hidróxido de galio vuelve a precipitar de la solución de amoníaco.
De las sales de galio, las más importantes son el cloruro de GaCl 3 (fundir a 78°C, hervir a 200°C) y el sulfato de Ga 2 (SO 4) 3. Este último, con sulfatos de metales alcalinos y amonio, forma sales dobles del tipo alumbre, por ejemplo (NH 4)Ga(SO 4) 2 · 12H 2 O. El galio forma ferrocianuro Ga 4 3, que es poco soluble en agua y diluido. ácidos, que se pueden utilizar para separarlo del Al y de otros elementos.
Obtención de galio. La principal fuente de obtención de galio es la producción de aluminio. En el procesamiento de bauxita según el método Bayer, el galio se concentra en las aguas madres circulantes después de la separación del Al(OH)3. El galio se aísla de tales soluciones mediante electrólisis en un cátodo de mercurio. De la solución alcalina obtenida después de tratar la amalgama con agua, se precipita Ga(OH)3, que se disuelve en álcali y se aísla el galio por electrólisis.
En el método de procesamiento de cal sodada o mineral de bauxita o nefelina, el galio se concentra en las últimas fracciones de sedimento liberado durante el proceso de carbonización. Para un enriquecimiento adicional, el precipitado de hidróxido se trata con lechada de cal. En este caso, la mayor parte del Al permanece en el sedimento y el galio se disuelve, de donde se aísla el concentrado de galio (6-8% Ga 2 O 3) pasando CO 2; este último se disuelve en álcali y el galio se aísla electrolíticamente.
La fuente de galio también puede ser la aleación del ánodo residual del proceso de refinación de Al mediante el método de electrólisis de tres capas. En la producción de zinc, las fuentes de galio son los sublimados (óxidos de Welz) formados durante el procesamiento de relaves de lixiviación de cenizas de zinc.
El galio líquido obtenido por electrólisis de una solución alcalina, lavado con agua y ácidos (HCl, HNO 3), contiene 99,9-99,95% de Ga. Se obtiene un metal más puro mediante fusión al vacío, fusión por zonas o extrayendo un monocristal de la masa fundida.
Aplicación de Galio. La aplicación más prometedora del galio es en forma de compuestos químicos como GaAs, GaP, GaSb, que tienen propiedades semiconductoras. Se pueden utilizar en rectificadores y transistores de alta temperatura, células solares y otros dispositivos donde se puede aprovechar el efecto fotoeléctrico en la capa de bloqueo, así como en receptores de radiación infrarroja. El galio se puede utilizar para fabricar espejos ópticos que sean altamente reflectantes. Se ha propuesto una aleación de aluminio con galio en lugar de mercurio como cátodo de las lámparas de radiación ultravioleta utilizadas en medicina. Se propone utilizar galio líquido y sus aleaciones para la fabricación de termómetros de alta temperatura (600-1300°C) y manómetros. De interés es el uso de galio y sus aleaciones como refrigerante líquido en reactores nucleares de potencia (esto se ve obstaculizado por la interacción activa del galio a temperaturas de funcionamiento con materiales estructurales; la aleación eutéctica Ga-Zn-Sn tiene un efecto menos corrosivo que el puro Galio).
La existencia del galio (“eka-aluminio”) y sus propiedades básicas fueron predichas en 1870 por D.I. Mendeleev. El elemento fue descubierto mediante análisis espectral en blenda de zinc de los Pirineos y aislado en 1875 por el químico francés P. E. Lecoq de Boisbaudran; lleva el nombre de Francia (lat. Gallia). La coincidencia exacta de las propiedades del galio con las predichas fue el primer triunfo de la tabla periódica.
Estar en la naturaleza, recibir:
Consta de dos isótopos estables con números másicos 69 (60,5%) y 71 (39,5%). El contenido medio de galio en la corteza terrestre es relativamente alto, 1,5,10 -3% en masa, lo que equivale al contenido de plomo y molibdeno. El galio es un oligoelemento típico. El único mineral de galio, la galita CuGaS 2, es muy raro. La geoquímica del galio está estrechamente relacionada con la geoquímica del aluminio, lo que se debe a la similitud de sus propiedades fisicoquímicas. La mayor parte del galio de la litosfera está contenido en minerales de aluminio. El contenido de galio en la bauxita y la nefelina oscila entre el 0,002 y el 0,01%. También se observan concentraciones elevadas de galio en las esfaleritas (0,01-0,02%), en las hullas (junto con el germanio), así como en algunos minerales de hierro. China, Estados Unidos, Rusia, Ucrania y Kazajstán tienen importantes reservas de galio.
La principal fuente de galio es la producción de aluminio. Cuando se procesa bauxita, el galio se concentra en las aguas madre después de la separación del Al(OH)3. El galio se aísla de tales soluciones mediante electrólisis en un cátodo de mercurio. De la solución alcalina obtenida después de tratar la amalgama con agua, se precipita Ga(OH) 3, que se disuelve en álcali y se aísla el galio por electrólisis.
El galio líquido obtenido por electrólisis de una solución alcalina, lavada con agua y ácidos (HCl, HNO 3), contiene 99,9-99,95% de Ga. Se obtiene un metal más puro mediante fusión al vacío, fusión por zonas o extrayendo un monocristal de la masa fundida.
Propiedades físicas:
El metal es blanco plateado, blando, pesado. Una característica distintiva del galio es una amplia gama de estados líquidos (punto de fusión 29,8°C, punto de ebullición 2230°C) y una baja presión de vapor a temperaturas de hasta 1100-1200°C. La densidad del metal sólido es 5,904 g/cm 3 (20°C), menor que la del metal líquido, por lo que el galio cristalizado, como el hielo, puede romper una ampolla de vidrio. La capacidad calorífica específica del galio sólido es 376,7 J/(kg K).
Propiedades químicas:
En el aire a temperaturas normales, el galio es estable. Por encima de 260°C, se produce una oxidación lenta en oxígeno seco (la película de óxido protege el metal). El cloro y el bromo reaccionan con el galio en frío y con el yodo cuando se calienta. El galio fundido a temperaturas superiores a 300° C interactúa con todos los metales y aleaciones estructurales (excepto el W), formando compuestos intermetálicos.
Cuando se calienta bajo presión, el galio reacciona con el agua: 2Ga + 4H 2 O = 2GaOOH + 3H 2
Ga reacciona lentamente con ácidos minerales para liberar hidrógeno: 2Ga + 6HCl = 2GaCl 3 + 3H 2
Al mismo tiempo, el galio se disuelve lentamente en ácidos sulfúrico y clorhídrico, rápidamente en ácido fluorhídrico y el galio es estable al frío en ácido nítrico.
El galio se disuelve lentamente en soluciones alcalinas calientes. 2Ga + 6H 2 O + 2NaOH = 2Na + 3H 2
Las conexiones más importantes:
óxido de galio, Ga 2 O 3 - polvo blanco o amarillo, punto de fusión 1795°C. Se obtiene calentando galio metálico al aire a 260 °C o en una atmósfera de oxígeno, o calcinando nitrato o sulfato de galio. Existe en forma de dos modificaciones. Reacciona lentamente con ácidos y álcalis en solución, exhibiendo propiedades anfóteras:
hidróxido de galio, Ga(OH) 3: precipita en forma de un precipitado gelatinoso cuando se tratan soluciones de sales de galio trivalentes con hidróxidos y carbonatos de metales alcalinos (pH 9,7). Puede obtenerse por hidrólisis de sales de galio trivalentes.
Presenta propiedades anfóteras, con cierto predominio de ácidas; cuando se disuelve en álcalis, forma galatos(por ejemplo, Na). Se disuelve en amoníaco concentrado y solución concentrada de carbonato de amonio y precipita al hervir. Al calentarlo, el hidróxido de galio se puede convertir en GaOOH, luego en Ga 2 O 3 *H 2 O y finalmente en Ga 2 O 3.
sales de galio. GaCl 3: cristales higroscópicos incoloros. punto de fusión 78 °C, punto de ebullición 215 °C Ga 2 (SO 4) 3 *18H 2 O - una sustancia incolora, muy soluble en agua, forma sales dobles como el alumbre. Ga(NO 3) 3 * 8H 2 O - cristales incoloros solubles en agua y etanol
Sulfuro de galio, Ga 2 S 3 - cristales amarillos o polvo amorfo blanco con un punto de fusión de 1250°C, se descompone con agua.
hidruros de galio obtenido a partir de compuestos de organogalio. Similar a los hidruros de boro y aluminio: Ga 2 H 6 - digallano, líquido volátil, punto de fusión - 21,4 °C, punto de ebullición 139 °C. x - poligalano, sólido blanco. Los hidruros son inestables y se descomponen con la liberación de hidrógeno.
galanato de litio, Li se obtiene en solución etérea mediante la reacción 4LiH + GaCl 3 = Li + 3LiCl
Cristales incoloros, inestables, se hidroliza con agua liberando hidrógeno.
Solicitud:
El galio se puede utilizar para fabricar espejos ópticos que sean altamente reflectantes.
El galio es un excelente lubricante. Se han creado adhesivos metálicos casi muy importantes a base de galio y níquel, galio y escandio.
El arseniuro de galio GaAs, así como GaP y GaSb, que tienen propiedades semiconductoras, son materiales prometedores para la electrónica semiconductora. Se pueden utilizar en rectificadores y transistores de alta temperatura, células solares y receptores de radiación infrarroja.
El óxido de galio forma parte de importantes materiales láser del grupo de los granates: GSGG, YAG, ISGG, etc.
El galio es caro; en 2005, en el mercado mundial, una tonelada de galio costaba 1,2 millones de dólares, y debido al alto precio y al mismo tiempo a la gran necesidad de este metal, es muy importante establecer su extracción completa en producción de aluminio y procesamiento de carbón en combustible líquido.
Ivanov Alexéi
Universidad Estatal HF Tyumen, grupo 561.
Galio
GALIO-I; metro.[del lat. Gallia - Francia] Elemento químico (Ga), un metal blando, fusible, de color blanco plateado (utilizado en la producción de semiconductores).
Galio(lat. galio), elemento químico del grupo III de la tabla periódica. El nombre de Gallia es el nombre latino de Francia. Fusible blanco plateado ( t pl 29,77ºC) metal; densidad (g/cm 3) de metal sólido 5,904, líquido 6,095; t temperatura 2205ºC. Resistente químicamente al aire. De naturaleza diseminada, se encuentra junto con Al. Se utilizan principalmente (97%) en la producción de materiales semiconductores (GaAs, GaSb, GaP, GaN).
GALIOGALIO (lat. Gallium, de Gallia, el nombre latino de Francia), Ga (léase "galio"), un elemento químico con número atómico 31, masa atómica 69,723.
El galio natural consta de dos isótopos 69 Ga (61,2% en masa) y 71 Ga (38,8%). Configuración de la capa 4 de electrones externos s 2
pag 1 . Estado de oxidación +3, +1 (valencia I, III).
Ubicado en el grupo IIIA de la tabla periódica de elementos, en el 4º período.
El radio del átomo es 0,1245 nm, el radio del ion Ga 3+ es 0,062 nm. Las energías de ionización secuencial son 5,998, 20,514, 30,71, 64,2 y 89,8 eV. Electronegatividad según Pauling (cm. PAULO Linus) 1,6.
Historia del descubrimiento
Por primera vez, D. I. Mendeleev predijo la existencia de este elemento. (cm. MENDELEEV Dmitri Ivanovich) en 1871 sobre la base de la ley periódica que descubrió. Lo llamó ekaaluminio. En 1875 P. E. Lecoq de Boisbaudran (cm. LECOQ DE BOISBAUDRAN (Paul Émile) galio aislado de minerales de zinc.
De Boisbaudran determinó que la densidad del galio era de 4,7 g/cm3, lo que no correspondía al valor predicho por D. I. Mendeleev de 5,9 g/cm3. El valor refinado de la densidad del galio (5,904 g/cm3) coincidió con la predicción de Mendeleev.
Estar en la naturaleza
El contenido en la corteza terrestre es de 1,8·10–3% en masa. El galio es un oligoelemento. Se encuentra en la naturaleza en forma de minerales muy raros: zengeita Ga(OH) 3, galita CuGaS 2 y otros. Es un satélite de aluminio. (cm. ALUMINIO),
zinc (cm. ZINC (elemento químico)),
Alemania (cm. GERMANIO),
glándula (cm. HIERRO); encontrado en esfaleritas (cm. ESFALERITA), nefelina (cm. NEFELIN), natrolita, bauxita, (cm. BOXITA) germanita, en carbones y minerales de hierro de algunos yacimientos.
Recibo
La principal fuente de galio son las soluciones de aluminato obtenidas durante el procesamiento de alúmina. Después de eliminar la mayor parte del Al y concentrar repetidamente, se forma una solución alcalina que contiene Ga y Al. El galio se aísla por electrólisis de esta solución.
Propiedades físicas y químicas
El galio es un metal gris claro de bajo punto de fusión con un tinte azulado. El Ga fundido puede estar en estado líquido a una temperatura inferior al punto de fusión (29,75 °C). El punto de ebullición es de 2200 °C, esto se explica por el hecho de que en el galio líquido hay una densa concentración de átomos con un número de coordinación de 12. Para destruirlo es necesario gastar mucha energía.
La red cristalina de la modificación a estable está formada por moléculas diatómicas de Ga 2 interconectadas por fuerzas de van der Waals. (cm. INTERACCIÓN INTERMOLECULAR), longitud de enlace 0,244 nm.
El potencial de electrodo estándar del par Ga 3+ /Ga es –0,53 V, Ga está en la serie electroquímica antes que el hidrógeno. (cm. HIDRÓGENO).
Las propiedades químicas del galio son similares a las del aluminio.
En el aire, el Ga está cubierto por una película de óxido que lo protege de una mayor oxidación. Con arsénico (cm. ARSÉNICO), fósforo (cm. FÓSFORO), antimonio (cm. ANTIMONIO) forma arseniuro de galio, fosfuro y antimonuro, con azufre (cm. AZUFRE), selenio (cm. SELENIO), telurio (cm. TELURIO)- calcogenuros. Cuando se calienta, el Ga reacciona con el oxígeno. (cm. OXÍGENO). con cloro (cm. CLORO) y bromo (cm. BROMO) El galio reacciona a temperatura ambiente con el yodo. (cm. DIO)- cuando se calienta. Los haluros de galio forman dímeros Ge 2 X 6.
El galio forma hidruros poliméricos:
4LiH + GaCl3 = Li + 3LiCl.
La estabilidad de los iones disminuye en la serie BH 4 – - AlH 4 – - GaH 4 –. El ion BH 4 es estable en solución acuosa, AlH 4 y GaH 4 se hidrolizan rápidamente:
GaH 4 – + 4H 2 O = Ga(OH) 3 + OH – + 4H 2
Cuando se calienta bajo presión, el Ga reacciona con el agua:
2Ga + 4H 2 O = 2GaOOH + 3H 2
Ga reacciona lentamente con ácidos minerales, liberando hidrógeno:
2Ga + 6HCl = 2GaCl3 + 3H2
El galio se disuelve en álcalis para formar hidroxogalatos:
2Ga + 6H 2 O + 2NaOH = 2Na + 3H 2
El óxido y el hidróxido de galio presentan propiedades anfóteras, aunque sus propiedades básicas mejoran en comparación con el Al:
Ga 2 O 3 + 6HCl = 2GaCl 2,
Ga2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na
Ga 2 O 3 + Na 2 CO 3 = 2NaGaO 2 + CO 2
Cuando se alcaliniza una solución de cualquier sal de galio, se libera hidróxido de galio de composición variable Ge 2 O 3. X H2O:
Ga(NO 3) 2 + 3NaOH = Ga(OH) 3 Ї + 3NaNO 3
Cuando Ga(OH) 3 y Ga 2 O 3 se disuelven en ácidos, se forman complejos acuáticos 3+, por lo que las sales de galio se aíslan de soluciones acuosas en forma de hidratos cristalinos, por ejemplo, cloruro de galio GaCl 3 · 6H 2 O, galio. alumbre de potasio KGa(SO 4) 2 · 12H 2 O. Los complejos acuáticos de galio en soluciones son incoloros.
Solicitud
Alrededor del 97% del galio producido industrialmente se utiliza para producir compuestos con propiedades semiconductoras, por ejemplo, el arseniuro de galio GaAs. El galio metálico se utiliza en radioelectrónica para “soldar en frío” piezas cerámicas y metálicas, para dopar Ge y Si y para producir espejos ópticos. Ga puede sustituir al Hg en rectificadores de corriente eléctrica. En los circuitos de radiación de los reactores se utiliza una aleación eutéctica de galio e indio.
Características del tratamiento
El galio es un elemento poco tóxico. Debido al bajo punto de fusión, se recomienda transportar los lingotes de Ga en bolsas de polietileno, que no se humedecen bien con el galio líquido.
diccionario enciclopédico. 2009 .
Sinónimos:Vea qué es "Galio" en otros diccionarios:
Metal, cuerpo simple, cuya existencia fue prevista por Mendeleev y que fue descubierta por Lecoq de Boubaudran. Diccionario de palabras extranjeras incluidas en el idioma ruso. Chudinov A.N., 1910. EL GALIO es un mineral indecomponible, de color blanco azulado; sólido,… … Diccionario de palabras extranjeras de la lengua rusa.
- (Galio), Ga, elemento químico del grupo III del sistema periódico, número atómico 31, masa atómica 69,72; metal. El galio fue descubierto por el químico francés P. Lecoq de Boisbaudran en 1875... enciclopedia moderna
Ga (lat. galio * a. galio; n. galio; f. galio; i. galio), químico. elemento del grupo III periódico. Sistema Mendeleev, en. norte. 31, en. metro 69,73. Se compone de dos isótopos estables 69Ga (61,2%) y 71Ga (38,8%). Predicho en 1870 por D.I.... ... Enciclopedia geológica
galio- Yo, m.galio m. De lat. nombres de Francia, donde fue descubierto en 1875 por el químico Lecoq de Boisbaudran. ES. Elemento químico, metal blando, fusible, de color blanco plateado; Se utiliza en lugar de mercurio para la fabricación de manómetros y manómetros de alta temperatura... ... Diccionario histórico de galicismos de la lengua rusa.
Galio- (Galio), Ga, elemento químico del grupo III del sistema periódico, número atómico 31, masa atómica 69,72; metal. El galio fue descubierto por el químico francés P. Lecoq de Boisbaudran en 1875. ... Diccionario enciclopédico ilustrado
GALIO- química. elemento, símbolo Ga (lat. Galio), en. norte. 31, en. metro 69,72; metal blanco plateado; densidad 5904 kg/m3, tfusión = 29,8 °C, tebullición = 2230°C. El galio como líquido existe en un rango de temperatura muy amplio, por lo que se utiliza en... ... Diccionario de sinónimos de la Gran Enciclopedia Politécnica
- (químico). Las propiedades de este cuerpo elemental, Ga = 69, 86, fueron predichas (D. I. Mendeleev) por el sistema periódico de elementos, como el ecoaluminio, en 1871. En 1875, Lecoq de Boisbaudran descubrió G. en la blenda de zinc de Pierrefitte ( en los Pirineos) con la ayuda de... ... Enciclopedia de Brockhaus y Efron
galio- Elemento Ga Grupo III Periódico. sistemas, en. norte. 31, en. metro 69,72; metal ligero blanco plateado. Consta de dos isótopos estables con números másicos 69 (60,5%) y 71 (39,5%). La existencia de Ga (“eka-aluminio”) y básico. su santo... ... Guía del traductor técnico
