გალიუმი

გალიუმი

31Ga

69.723

3d10 4s2 4p1

გალიუმი (ლათ. Gallium; ქიმიური სიმბოლო — ${\ce {Ga}}$), ეკა-ალუმინი (Eka-aluminium) — ელემენტთა პერიოდული სისტემის მეოთხე პერიოდის, მეცამეტე ჯგუფის (მოძველებული კლასიფიკაციით — მესამე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის, IIIა) ქიმიური ელემენტი. მისი ატომური ნომერია 31, ატომური მასა — 69.723, t_დნ — 29.76 °C, t_დუღ — 2400 °C, სიმკვრივე — 5.91 გ/სმ³. რბილი პლასტიკური მოვერცხლისფრო-თეთრი (სხვა მონაცემებით ღია-რუხი ფერის) ფერის ლითონი, რომელსაც მოლურჯო ელფერი გადაჰკრავს.

გალიუმი, ₃₁Ga

ზოგადი თვისებები
მარტივი ნივთიერების ვიზუალური აღწერა	მოვერცხლისფრო-თეთრი
სტანდ. ატომური წონა Ar°(Ga)	69.723±0.001 69.723±0.001 (დამრგვალებული)
გალიუმი პერიოდულ სისტემაში
წყალბადი ჰელიუმი ლითიუმი ბერილიუმი ბორი ნახშირბადი აზოტი ჟანგბადი ფთორი ნეონი ნატრიუმი მაგნიუმი ალუმინი სილიციუმი ფოსფორი გოგირდი ქლორი არგონი კალიუმი კალციუმი სკანდიუმი ტიტანი ვანადიუმი ქრომი მანგანუმი რკინა კობალტი ნიკელი სპილენძი თუთია გალიუმი გერმანიუმი დარიშხანი სელენი ბრომი კრიპტონი რუბიდიუმი სტრონციუმი იტრიუმი ცირკონიუმი ნიობიუმი მოლიბდენი ტექნეციუმი რუთენიუმი როდიუმი პალადიუმი ვერცხლი კადმიუმი ინდიუმი კალა სტიბიუმი ტელური იოდი ქსენონი ცეზიუმი ბარიუმი ლანთანი ცერიუმი პრაზეოდიმი ნეოდიმი პრომეთიუმი სამარიუმი ევროპიუმი გადოლინიუმი ტერბიუმი დისპროზიუმი ჰოლმიუმი ერბიუმი თულიუმი იტერბიუმი ლუტეციუმი ჰაფნიუმი ტანტალი ვოლფრამი რენიუმი ოსმიუმი ირიდიუმი პლატინა ოქრო ვერცხლისწყალი თალიუმი ტყვია ბისმუტი პოლონიუმი ასტატი რადონი ფრანციუმი რადიუმი აქტინიუმი თორიუმი პროტაქტინიუმი ურანი (ელემენტი) ნეპტუნიუმი პლუტონიუმი ამერიციუმი კიურიუმი ბერკელიუმი კალიფორნიუმი აინშტაინიუმი ფერმიუმი მენდელევიუმი ნობელიუმი ლოურენსიუმი რეზერფორდიუმი დუბნიუმი სიბორგიუმი ბორიუმი ჰასიუმი მეიტნერიუმი დარმშტადტიუმი რენტგენიუმი კოპერნიციუმი ნიჰონიუმი ფლეროვიუმი მოსკოვიუმი ლივერმორიუმი ტენესინი ოგანესონი Al ↑ Ga ↓ In თუთია ← გალიუმი → გერმანიუმი
ატომური ნომერი (Z)	31
ჯგუფი	13
პერიოდი	4 პერიოდი
ბლოკი	p-ბლოკი
ელექტრონული კონფიგურაცია	[Ar] 3d10 4s2 4p1
ელექტრონი გარსზე	2, 8, 18, 3
ელემენტის ატომის სქემა
ფიზიკური თვისებები
აგრეგეგატული მდგომ. ნსპ-ში	მყარი სხეული
დნობის ტემპერატურა	29.76 °C ​(302.91 K, ​​85.57 °F)
დუღილის ტემპერატურა	2400 °C ​(2673 K, ​​4352 °F)
სიმკვრივე (ო.ტ.)	5.91 გ/სმ3
სიმკვრივე (ლ.წ.)	6.095 გ/სმ3
დნობის კუთ. სითბო	5.59 კჯ/მოლი
აორთქ. კუთ. სითბო	256 კჯ/მოლი
მოლური თბოტევადობა	25.86 ჯ/(მოლი·K)
ნაჯერი ორთქლის წნევა P (პა) 1 10 100 1 k 10 k 100 k T (K)-ზე 1310 1448 1620 1838 2125 2518
ატომის თვისებები
ჟანგვის ხარისხი	−5, −4, −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3
ელექტროდული პოტენციალი
ელექტრო­უარყოფითობა	პოლინგის სკალა: 1.81
იონიზაციის ენერგია	1: 578.8 კჯ/მოლ 2: 1979.3 კჯ/მოლ 3: 2963 კჯ/მოლ
ატომის რადიუსი	ემპირიული: 135 პმ
კოვალენტური რადიუსი (rcov)	122±3 პმ
ვან-დერ-ვალსის რადიუსი	187 პმ
გალიუმის სპექტრალური ზოლები
სხვა თვისებები
ბუნებაში გვხვდება	პირველადი ნუკლიდების სახით
მესრის სტრუქტურა	ორთორომბული
ბგერის სიჩქარე	2740 მ/წმ (20 °C)
თერმული გაფართოება	18 µმ/(მ·K) (25 °C)
თბოგამტარობა	40.6 ვტ/(მ·K)
კუთრი წინაღობა	270 ნომ·მ (20 °C)
მაგნეტიზმი	დიამაგნეტიკი
მაგნიტური ამთვისებლობა	3004784000000000000♠−21.6×10−6 სმ3/მოლ
იუნგას მოდული	9.8 გპა
პუასონის კოეფიციენტი	0.47
მოოსის მეთოდი	1.5
ბრინელის მეთოდი	56.8–68.7 მპა
CAS ნომერი	7440-55-3
ისტორია
სახელწოდება მომდინარეობს	after Gallia (Latin for: France), homeland of the discoverer
იწინასწარმეტყველა	დიმიტრი მენდელეევი (1871)
აღმომჩენი და პირველი მიმღებია	Lecoq de Boisbaudran (1875)
გალიუმის მთავარი იზოტოპები
იზო­ტოპი გავრცე­ლება­დობა ნახევ. დაშლა (t1/2) რადიო. დაშლა პრო­დუქტი 66Ga სინთ 7000950000000000000♠9.5 სთ β+ 66Zn 67Ga სინთ 7000330000000000000♠3.3 დღ-ღ ε 67Zn 68Ga სინთ 7000120000000000000♠1.2 სთ β+ 68Zn 69Ga 60.11% სტაბილური 70Ga სინთ 7001210000000000000♠21 წთ β− 70Ge ε 70Zn 71Ga 39.89% სტაბილური 72Ga სინთ 7001141000000000000♠14.1 სთ β− 72Ge 73Ga სინთ 7000490000000000000♠4.9 სთ β− 73Ge
გალიუმი ვიკისაწყობში •

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 (Gallia).

არსებობს არადოკუმენტირებული ლეგენდა, რომ ელემენტის სახელწოდებაში, საყოველთაოდ ფარულად უკვდავყო თავისი გვარი (Lecoq). ელემენტის ლათინური სახელწოდება (Gallium) თანაჟღერადია gallus — «მამალი» (ლათ.). აღსანიშნავია, რომ სწორედ მამალი le coq) (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 (Al, Fe 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 3×10⁻⁵ 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 (I), რომელსაც გააჩნია ორთორომბული (ფსევდოტეტრაგონალური) მესერი რომლის პარამეტრებია а = 4,5186 Å, b = 7,6570 Å, c = 4,5256 Å. გალიუმის სხვა მოდიფიკაციები (β, γ, δ, ε) კრისტალიზდება ჰიპოთერმული დისპერგირებული ლითონიდან და წარმოადგენს არასტაბილურს. მომატებული წნევის პირობებში შეიმჩნეოდა კიდევ ორი პოლიმორფული სტრუქტურა გალიუმი II და III, რომელსაც აქვთ, შესაბამისად, კუბური და ტეტრაგონალური მესერი. გალიუმი ერთადერთი მეტალია, რომლის კრისტალური მესერი შედგება ორატომიანი მოლეკულებისაგან.

მყარი გალიუმის სიმკვრივე T=20 °C ტემპერატურის პირობებში ტოლია 5,904 გრ/სმ³, თხევადი გალიუმისა T=29,8 °C-ის დროს არის 6,095 გრ/სმ³, ანუ გალიუმის მოცულობა გამყარებისას იზრდება. გალიუმის დნობის ტემპერატურა ოთახის ტემპერატურაზე ცოტათი მაღალია და ტოლია T_დნ.=29,8 °C, გალიუმი დუღს T_დუღ.=2230 °C-ზე.

გალიუმის ერთ-ერთი თავისებურება არის მისი თხევადი მდგომარეობის ფართო ტემპერატურული ინტერვალი (30-დან 2230 °C-მდე), ამასთან მას გააჩნია ორთქლის დაბალი წნევა 1100—1200 °C-მდე ტემპერატურის პირობებში. მყარი გალიუმის კუთრი თბოტევადობა T=0—24 °C-ის ტემპერატურულ ინტერვალში ტოლია 376,7 ჯ/კგ·К (0,09 კალ/გრ·გრად.), თხევად მდგომარეობაში T=29—100 °C-ის დროს — 410 ჯ/კგ·К (0,098 კალ/გრ·გრად).

კუთრი ელექტრო წინაღობა მყარ და თხევად მდგომარეობაში ერთნაირია, შესაბამისად, 53,4×10⁻⁶ ომი·სმ (T=0 °C-ის დროს) და 27,2×10⁻⁶ ომი·სმ (T=30 °C-ის დროს). თხევადი გალიუმის სიბლანტე სხვადასხვაგვარი ტეპერატურის პირობებში ტოლია 1,612 პუაზისა T=98 °C-ს დროს და 0,578 პუაზია T=1100 °C-ის დროს. ზედაპირული დაძაბულობა, გაზომილი 30 °C-ის დროს წყალბადის ატმოსფეროში შეადგენს 0,735 ნ/მ. არეკლვის კოეფიციენტი ტალღებისათვის შეადგენს 4360 Å და 5890 Å - 75,6 % და 71,3 %, შესაბამისად.

ბუნებრივი გალიუმი შედგება ორი იზოტოპისაგან ⁶⁹Ga (61,2 %) და ⁷¹Ga (38,8 %). სითბური ნეიტრონების ჯვარედინი მოჭიდების განაკვეთი ტოლია 2,1×10⁻²⁸ მ² და 5,1×10⁻²⁸ მ², შესაბამისად.

ქიმიური თვისებები

გალიუმის ქიმიური თვისებები ახლოსაა ალუმინის თვისებებთან. ჰაერზე გალიუმის ოქსიდის ფენა, რომელიც წარმოიქმნება ლითონის ზედაპირზე, იცავს მას შემდგომი ჟანგვისაგან.

გალიუმი რეაგირებს ცხელ წყალთან:

$2Ga+6H_{2}O=2Ga(OH)_{3}{\downarrow }+3H_{2}{\uparrow }$

გადახურებულ ორთქლთან რეაქციის დროს (350 °C) წარმოიქმნება ნაერთი GaOOH (გალიუმის ჟანგის ჰიდრატი ან მეტაგალიუმიანი მჟავა):

$2Ga+4H_{2}O{\xrightarrow {350^{\circ }C}}2GaOOH+3H_{2}{\uparrow }$

გალიუმი ურთიერთქმედებს მინერალურ მჟავეებთან წყალბადის გამოყოფით და მარილების წარმოქმნით, ეს რეაქციები მიმდინარეობს ოთახის ტემპერატურაზე უფრო დაბლადაც:

$2Ga+6HCl=2GaCl_{3}+3H_{2}{\uparrow }$

კალიუმისა და ნატრიუმის ტუტეებთან და კარბონატებთან რეაქციის პროდუქტებს წარმოადგენენ ჰიდროქსოგალატები, რომლებიც შეიცავენ Ga(OH)₄⁻ და, შესაძლებელია, Ga(OH)₆³⁻ და Ga(OH)₂⁻ იონებს:

$2Ga+6H_{2}O+2NaOH=2Na[Ga(OH)_{4}]+3H_{2}{\uparrow }$

გალიუმი რეაგირებს ჰალოგენებთან: ქლორთან და ფთორთან რეაქცია მიდის ოთახის ტემპერატურის პირობებში, ბრომთან — უკვე −35 °C-ის დროს (მიახლოებით 20 °C — აალდება), იოდთან ურთიერთქმედება იწყება გახურებისას.

გალიუმი არ რეაგირებს წყალბადთან, ნახშირბადთან, აზოტთან, სილიციუმთან და ბორთან.

მაღალი ტემპერატურისას გალიუმს შეუძლია დაშალოს ზოგი მასალა და მისი ზემოქმედება უფრო ძლიერია ვიდრე სხვა რომელიმე ლითონის განადნობი. ასე, გრაფიტი და ვოლფრამი მდგრადია გალიუმის განადნობის ზემოქმედებისაგან 800 °C-მდე, ალუნდი და ბერილიუმის ოქსიდი BeO — 1000 °C-მდე, ტანტალი, მოლიბდენი და ნიობიუმი მდგრადნი არიან 400÷450 °C-მდე.

ლითონების უმრავლესობასთან გალიუმი წარმოქმნის გალიდებს, გამონაკლისს წარმოადგენს ბისმუტი, ასევე თუთიის ქვეჯგუფის ლითონები, სკანდიუმი, ტიტანი. ერთ გალიდთაგანს V₃Ga აქვს ზეგამტარობაზე გადასვლის საკმაოდ მაღალი ტემპერატურა 16,8 K.

გალიუმი წარმოქმნის პოლიმერულ ჰიდრიდებს:

$4LiH+GaCl_{3}=Li[GaH_{4}]+3LiCl$

იონების მდგრადობა ეცემა რიგში BH₄⁻ → AlH₄⁻ → GaH₄⁻. იონი BH₄⁻ მდგრადია წყლის ხსნარში, AlH₄⁻ და GaH₄⁻ სწრაგად ჰიდროლიზდება:

$GaH_{4}^{-}+4H_{2}O=Ga(OH)_{3}+OH^{-}+4H_{2}^{-}$

Ga(OH)₃ და Ga₂O₃-ის გახსნისას მჟავებში წარმოიქმნება აკვაკომპლექსები [Ga(H₂O)₆]³⁺, ამიტომაც წყლის ხსნარებიდან გალიუმის მარილები გამოიყოფიან კრისტალოჰიდრატის სახით, მაგალითად, გალიუმის ქლორიდი GaCl₃*6H₂O, გალიუმკალიუმიანი შაბი KGa(SO₄)₂*12H₂O. გალიუმის აკვაკომპლექსები ხსნარებში გამჭვირვალეა.

ძირითადი ნაერთები

• Ga₂H₆ — აქროლადი სითხე, t_დნ −21,4 °C, t_დუღ 139 °C. ლითიუმის ან ტალიუმის ჰიდრიდთან ეთერის სუსპენზიის სახით წარმოქმნის ნაერთს LiGaH₄ და TlGaH₄. წარმოიქმნება ტრიეთილამინის ტეტრამეთილდიგალანის გადამუშავებით. აქვს ბანანისმაგვარი კავშირები.
• Ga₂O₃ — თეთრი ან ყვითელი ფერის ფხვნილი, t_დნ 1795 °C. არსებობს ორი მოდიფიკაციის სახით. α-Ga₂О₃ — უფერული ტრიგონალური კრისტალებია, რომლის სიმკვრივეა 6,48 გრ/სმ³, წყალში მცირედ ხსნადი და მჟავეებში კარგად ხსნადია. β-Ga₂О₃ — უფერული მონოსოლური კრისტალებია, სიმკვრივით 5,88 გრ/სმ³, წყალში, მჟავეებში და ტუტეებში მცირედხსნადია. იღებენ ლითონური გალიუმის ჰაერზე გახურებით 260 °C-მდე ან ჟანგბადის ატმოსფეროში, ან გალიუმის ნიტრიტის ან სულფატის გახურებით. ΔH°_{298(დამ)} −1089,10 კჯ/მოლი; ΔG°_{298(დამ)} −998,24 კჯ/მოლი; S°₂₉₈ 84,98 ჯ/მოლი·K. ავლენენ ამფოტერულობას, თუმცა ფუძე თვისებები ალუმინთან შედარებით უფრო გამოკვეთილია:

Ga₂O₃ + 6HCl = 2GaCl₃+3H₂O Ga₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O = 2Na[Ga(OH)₄] Ga₂O₃ + Na₂CO₃ = 2NaGaO₂ + CO₂

• Ga(OH)₃ — გამოიყოფა ჟელეს მაგვარი ნალექის სახით, სამვალენტიანი გალიუმის მარილების დამუშავებისას ტუტე ლითონების ჰიდროქსიდებით და კარბონატებით (pH 9,7). იხსნება კონცენტრირებულ ამიაკში და ამონიუმის კარბონატის კონცენტრირებულ ხსნარში. გაცხელებით გალიუმის ჰიდროქსიდი გადავიყვანოთ GaOOH, შემდგომ კი Ga₂O₃*H₂O, და, ბოლოს, Ga₂O₃. შეიძლება მივიღოთ სამვალენტიანი გალიუმის მარილების ჰიდროლიზით.
• GaF₃ — თეთრი ფხვნილი. t_დნ >1000 °C, t_დუღ 950 °C, სიმკვრივე — 4,47 გრ/სმ³. წყალში მცირედ იხსნება. ცნობილია კრისტალოჰიდრატი GaF₃·3Н₂O. მიიღებენ გალიუმის ოქსიდის გახურებით ფტორის ატმოსფეროში.
• GaCl₃ — უფერო ჰიგროსკოპური კრისტალები. t_დნ 78 °C, t_დუღ 215 °C, სიმკვრივე — 2,47 გრ/სმ³.კარგად იხსნება წყალში. წყლის ხსნარებში ჰიდროლიზდება. მიიღებენ უშუალოდ ელემენტებიდან. ორგანულ სინთეზში გამოიყენება როგორც კატალიზატორი.
• GaBr₃ — უფერო ჰიგროსკოპული კრისტალი. t_დნ 122 °C, t_დუღ 279 °C სიმკვრივე — 3,69 გრ/სმ³. იხსნება წყალში. წყლის ხსნარებში ჰიდროლიზდება. ამიაკში მცირედ იხსნება. მიიღებენ უშუალოდ ელემენტებისაგან.
• GaI₃ — გააჩნია ჰიგროსკოპული ღია-ყვითელი ნემსების მაგვარი სახე. t_დნ 212 °C, t_დუღ 346 °C, სიმკვრივე — 4,15 გრ/სმ³. ჰიდროლიზდება თბილი წყლით. იღებენ უშუალოდ ელემენტებისაგან.
• Ga₂S₃ — ყვითელი კრისტალები ან თეთრი აპორფული ფხვნილი t_დნ 1250 °C და სიმკვრივე 3,65 გრ/სმ³. ურთიერთქმედებს წყალთან, ამასთან მთლიანად ჰიდროლიზდება. მიიღებენ გალიუმისა და გოგირდის ან გოგირდწყალბადის ურთიერთქმედებით.
• Ga₂(SO₄)₃·18H₂O — უფერო, წყალში კარგად ხსნადი ნივთიერება. მიიღება გალიუმის, მისი ოქსიდის და ჰიდროქსიდის ურთიერთქმედებით გოგირდმჟავასთან. ტუტე ლითონების და ამონიუმის სულფატებთან ადვილად წარმოქმნის შაბებს, მაგალითად KGa(SO₄)₂·12Н₂О.
• Ga(NO₃)₃·8H₂O — უფერო, წყალში და ეთანოლში კარგად ხსნადი კრისტალებია. გახურებისას იშლება გალიუმის ოქსიდის(III) წარმოქმნით. მიიღება გალიუმის ჰიდროქსიდზე აზოტმჟავის ზემოქმედებით.

გამოყენება

გალიუმის არსენიდი GaAs — პერსპექტიული მასალაა ელექტრონიკაში ნახევარგამტარებისათვის.

გალიუმის ნიტრიდი გამოიყენება ლაზერების ნახევარგამტარების ლურჯი - ულტრაიისფერი დიაპაზონის შუქის დიოდების (ინდიკატორების) დასამზადებლად. გალიუმის ნიტრიდი ფლობს კარგ ქიმიურ და მექანიკურ თვისებებს, ყველა ნიტრიდული ნაერთებისათვის ტიპურ თვისებებს.

გალიუმ-71-ის იზოტოპი წარმოადგენს მნიშვნელოვან მასალას ნეიტრინოს რეგისტრაციისათვის და ამასთან დაკავშირებით ტექნიკაში დგას მეტად აქტუალური საკითხი - ამ იზოტოპის გამოყოფა იზოტოპების ბუნებრივი ნარევისაგან, ნეიტრინოს დეტექტორების მგრძნობიარობის ამაღლების მიზნით. რადგანაც ⁷¹Ga-ის შემცველობა იზოტოპების ბუნებრივ ნარევში შეადგენს მიახლოებით 39,9 %, მაშინ სუფთა იზოტოპის გამოყოფა და მისი გამოყენება როგორც ნეიტრინოს დეტექტორი შესაძებელს ქმნის რეგისტრაციის მგრძნობიარობის ამაღლებას 2,5-ჯერ.

გალიუმი ძვირადღირებულია, 2005 წელს საერთაშორისო ბაზარზე ერთი ტონა გალიუმი ღირდა 1,2 მლნ აშშ დოლარი, მაღალი ფასის გამო და ამასთან მაღალი მოთხოვნის გამო ძალიან მნიშვნელოვანია მისი მთლიანად გამოყოფა ალუმინის წარმოებისას და ქვანახშილის გადამუშავებისას თხევად საწვავად.

გალიუმს გააჩნია მთელი რიგი შენადნობებისა, თხევადი ოთახის ტემპერატურის პირობებში, ერთ-ერთი მისი შენადნობის დნობის ტემპერატურა არის 3 °C (In-Ga-Sn-ის ევტექტიკა), მაგრამ მეორე მხრივ გალიუმი (შენადნობები უფრო ნაკლებად) მეტად აგრესიულია უმრავლეს კონსტრუქციულ მასალების მიმართ (შენადნობების დაბზარვა და გამორეცხვა მაღალი ტემპერატურების დროს). მაგალითად, ალუმინისა და მისი შენადნობების მიმართ გალიუმი წარმოადგენს სიმტკიცის ძლიერ დამქვეითებელს, (იხ. სიმტკიცის ადსორბციული დაქვეითება, რებინდერის ეფექტი). გალიუმის ეს თვისება ნათლად იქნა დემონსტრირებული და დეტალურად შესწავლილი პ. ა. რებინდერის და შჩუკინის მიერ გალიუმისა და ალუმინის კონტაქტისას ან მისი ევტექტიური შენადნობების მიერ. როგორც თბომატარებელი გალიუმი ნაკლებად ეფექტურია, უფრო ხშირად უბრალოდ მიუღებელია.

გალიუმი — შესანიშნავი საპოხი მასალაა. გალიუმის და ნიკელის და გალიუმისა და სკანდიუმის საფუძველზე შექმნილია პრაქტიკულად მეტად მნიშვნელოვანი ლითონის წებოები.

ლითონური გალიუმით ავსებენ ასევე კვარცის თერმომეტრებს (ვერცხლისწყლის მაგივრად) მაღალი ტემპერატურების გასაზომად. ეს დაკავშირებულია იმასთან, რომ გალიუმს აქვს დუღილის შედარებით მაღალი ტემპერატურა ვიდრე ვერცხლისწყალს.

გალიუმის ოქსიდი შედის მთელი რიგი სტრატეგიულად მნიშვნელოვანი ლაზერების ძოწის ჯგუფის მასალების შემადგენლობაში.

ბიოლოგიური როლი და მოპყრობის თავისებურებანი

ის არ თამაშობს ბიოლოგიურ როლს.

გალიუმთან კანის შეხებისას, ხდება ისე რომ ლითონის ზემცირე დისპერსიული ნაწილაკები რჩება კანზე. გარეგნულად ეს გამოიყურება როგორც რუხი ფერის ლაქა.

მწვავე მოწამლვის კლინიკური სურათი: ხანმოკლე აღგზებულობა, შემდგომ ფუნქციების შენელება დამუხრუჭება, მოძრაობის კოორდინაციის დარღვევა, ადინამია, არეფლექსია, სუნთქვის შენელება, მისი რიტმის დარღვევა. ამ ფონზე შეიმჩნევა ქვედა კიდურების დამბლა, შემდგომ — კომა, სიკვდილი. გალიუმ-შემცველი აეროზოლის (50 მგრ/მ³ კონცენტრაციის) ინგალაციური ზემოქმედება ადამიანში იწვევს თირკმლების დაზიანებას, ისევე როგორც გალიუმის მარილების შიდა ვენური შეყვანისას 10-25 მგრ/კგ-ის ოდენობით. აღინიშნება პროტეინურია, აზოტემია, შარდოვანას კლირენსის დარღვევა.

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

რესურსები ინტერნეტში

• გალიუმი Webelements-ზე
• გალიუმი ქიმიური ელემენტების პოპულარულ ბიბლიოთეკაში დაარქივებული 2006-02-13 საიტზე Wayback Machine.

ლიტერატურა

• შეკა ი. ა, ჩაუსი ი. ს, მნტიურევა ტ. ტ., გალიი, კ., 1963;
• ერემინი ნ. ი., გალიი, მ., 1964;
• რუსტამოვი პ. გ., გალიუმის ჰალკოგენიდები, ბაქო, 1967;
• დიმოვი ა.მ., სავოსტინი ა. პ., გალიუმის ანალიტიკური ქიმია, მ., 1968;
• ივანოვა რ. ვ., გალიუმის ქიმია და ტექნოლოგია, მ., 1973;
• კოგანი ბ. ი., ვერშკოვსკაია ო. ვ., სლავიკოვსკაია ი. მ., გალიუმი. გეოლოგია, გამოყენება, ეკონომიკა, მ., 1973;
• იაცენკო ს. პ., გალიი. ლითონებთან ურთიერთქმედება, მ., 1974;
• გალიუმის ქიმიურ ტექნოლოგიაში ექსტრაქციისა და სორბციის პროცესები, ალმა-ათა, 1985;
• იშვიათი და გაბნეული ელემენტების ქიმია და ტექნოლოგია, რედ. კ. ა. ბოლშაკოვა, 2 გამოც., ტ. 1, მ., 1976, ფ. 223-44;
• ფედოროვი პ. ი., მოხოსოევი მ. ვ. ალექსეევი ფ. პ., გალიუმის ინდიუმის და ტალიუმის ქიმია, ნოვოსიბირსკი, 1977.

სქოლიო

პორტალი ქიმია