ГАЛИЙ метал, който се топи в ръцете.

Метален ГАЛИЙ

Галият е елемент от главната подгрупа на третата група от четвъртия период на периодичната система на химичните елементи на Д. И. Менделеев с атомен номер 31. Означава се със символа Ga (лат. Gallium). Принадлежи към групата на леките метали. Простото вещество галий (CAS номер: 7440-55-3) е мек пластичен метал със сребристо-бял (според други източници светлосив) цвят със синкав оттенък.

Метален ГАЛИЙ

Галий: Точка на топене 29,76 °C

ниска токсичност, можете да вземете и да се стопите!

Материал за полупроводникова електроника

Галиев арсенид GaAs

Обещаващ материал за полупроводникова електроника.

галиев нитрид

използвани при създаването на полупроводникови лазери и светодиоди в син и ултравиолетов диапазон. Галиевият нитрид има отлични химични и механични свойства, характерни за всички нитридни съединения.

Изотоп галий-71

е най-важният материал за откриване на неутрино и във връзка с това технологията е изправена пред много спешна задача за изолиране на изотопи от естествена смес, за да се повиши чувствителността на детекторите за неутрино. Тъй като съдържанието на 71Ga в естествената смес от изотопи е около 39,9%, изолирането на чист изотоп и използването му като детектор на неутрино може да увеличи чувствителността на откриване с 2,5 пъти.

Химични свойства

Галият е скъп, през 2005 г. един тон галий струваше 1,2 милиона щатски долара на световния пазар и поради високата цена и същевременно голямото търсене на този метал е много важно да се установи пълното му извличане в производството на алуминий и преработка на въглища в течно гориво.

Галият има редица сплави, които са течни при стайна температура и една от неговите сплави има точка на топене 3 °C (евтектика In-Ga-Sn), но от друга страна, галият (сплавите в по-малка степен) е много агресивен към повечето структурни материали (напукване и ерозия на сплави при висока температура). Например, по отношение на алуминия и неговите сплави, галият е мощен редуктор на якостта (виж намаляване на якостта на адсорбция, ефект на Ребиндер). Това свойство на галий е най-ясно демонстрирано и подробно проучено от P. A. Rebinder и E. D. Shchukin при контакта на алуминий с галий или неговите евтектични сплави (течнометална крехкост). Като охлаждаща течност галият е неефективен и често просто неприемлив.

Галият е отличен лубрикант

На основата на галий и никел, галий и скандий са създадени много важни в практическо отношение метални лепила.

Металният галий също се пълни в кварцови термометри (вместо живачни) за измерване на високи температури. Това е така, защото галият има много по-висока точка на кипене от живака.

Галиевият оксид е част от редица стратегически важни лазерни материали от групата на гранатите - GSHG, YAG, ISGG и др.

Може би най-известното свойство на галия е неговата точка на топене, която е 29,76 °C. Това е вторият най-топим метал в периодичната таблица (след живака). Топимостта, както и ниската токсичност на металния галий, направиха възможно заснемането на тази снимка. Между другото, галият е един от малкото метали, които се разширяват, когато стопилката се втвърди (други са Bi, Ge).

Галодент, евтектика на галий с калай
Металният галий има ниска токсичност, по едно време дори се използваше за направата на пломби (вместо амалгама). Това приложение се основава на факта, че когато меден прах се смеси с разтопен галий, се получава паста, която се втвърдява след няколко часа (поради образуването на интерметално съединение) и след това може да издържи нагряване до 600 градуса без да се стопи. Галият е много крехък (може да се счупи като стъкло).

Големи кристали на галий
Друга интересна характеристика на галия е способността на неговата стопилка да се преохлажда. Разтопеният галий може да се охлади с около 10-30 градуса под точката му на топене и той ще остане течен, но ако хвърлите парче твърд галий или сух лед в такава стопилка, големи кристали моментално ще започнат да растат от него. На снимката - втвърдяващ се слитък от галий. На снимката ясно се вижда, че на три места е започнала кристализация, като в същото време са започнали да растат три големи монокристала, които след това са се срещнали и са образували слитък (това е станало около два часа след заснемането).

лъжица с галий
Домашна галиева лъжица. Видео с топене на тази лъжица:

Високотемпературен галиев термометър Кварцов галиев термометър Галиев термометър
И ето още една употреба на галий.
Галият е в течно състояние в много широк температурен диапазон и на теория галиевите термометри могат да измерват температури до 2000 градуса. За първи път използването на галий като термометрична течност беше предложено доста отдавна. Галиевите термометри вече измерват температури до 1200 градуса, но не често е възможно обикновен човек да види тези термометри на живо в лабораторията.
Такива термометри не се използват широко поради няколко причини. Първо, при високи температури галият е много агресивно вещество. При температури над 500 °C той корозира почти всички метали с изключение на волфрама, както и много други материали. Кварцът е устойчив на разтопен галий до 1100°C, но може да възникне проблем, защото кварцът (както и повечето други стъкла) е силно омокряем от този метал. Това означава, че галият просто ще се придържа към стените на термометъра отвътре и ще бъде невъзможно да се знае температурата. Друг проблем може да възникне, когато термометърът е охладен под 28 градуса. Когато се втвърди, галият се държи като вода - разширява се и може просто да счупи термометъра отвътре. Е, последната причина, поради която високотемпературният галиев термометър сега е много рядък, е развитието на технологиите и електрониката. Не е тайна, че цифровият термометър е много по-удобен за използване от течния. Съвременните температурни контролери, в комплект с например термодвойки платина-платина-родий, позволяват измерването на температури в диапазона от -200 до +1600°C с точност, недостижима за течните термометри. В допълнение, термодвойката може да бъде разположена на значително разстояние от контролера.

Галият образува нискотопими евтектични сплави с много метали и някои от тях се топят дори при температури под стайната.
Сплав от галий и индий се топи при температура 15,7 ° C, тоест при стайна температура е течност. За да се подготви такава сплав, дори не е необходимо да се нагрява металната пръчка, за да се стопи, достатъчно е просто да се стиснат плътно парчетата галий и индий. Видеото показва, че от точката на контакт на два метала (голям цилиндър е галий, малък е индий), започва да капе евтектична сплав.

Интересен експеримент може да се проведе не само с топенето, но и с втвърдяването на галий. Първо, галият е едно от малкото вещества, които се разширяват при втвърдяване (точно като водата), и второ, цветът на разтопения метал е доста различен от цвета на твърдото вещество.
Малко количество течен галий се излива в стъклен флакон и малко парче твърд галий се поставя отгоре (зародиш за кристализация, тъй като галият може да се преохлажда). Видеото ясно показва как металните кристали започват да растат (те имат синкав оттенък, за разлика от сребристо-бялата стопилка). След известно време разширяващият се галий пука балона.
Средната част на видеото (растеж на галиеви кристали) се ускорява десет пъти, така че видеото да не е много дълго.

Точно като живака, разтопеният галий може да се използва за направата на "биещо сърце", но поради факта, че галият е по-електроположителен метал от желязото, той работи обратното. Когато върхът на нокътя докосне капка разтопен галий, той се "разпростира" поради намаляване на повърхностното напрежение. И щом контактът с нокътя се прекъсне, повърхностното напрежение се увеличава и капката се събира отново, докато докосне нокътя.

Желаещите могат да изтеглят

Химия

Галий #31

подгрупа на галий. Съдържанието на всеки от членовете на тази подгрупа в земната кора в реда галий (4-10~4%) - индий (2-10~6) - талий (8-10-7) намалява. И трите "елемента са изключително разпръснати и не е характерно за тях да бъдат под формата на определени минерали. Напротив, незначителните примеси на техните съединения съдържат руди на много метали. Ga, In и Ti се получават от отпадъци при преработката на такива руди.
В свободно състояние галият, индият и талият са сребристо-бели метали. Най-важните им константи са сравнени по-долу:
Ga InTl

Физични свойства на галия

Плътност, g/cjH3 5,9 7,3 11,9
Точка на топене, °С. . . 30 157 304
Точка на кипене, °С... . 2200 2020 1475
Електрическа проводимост (Hg = 1) . . 2 11 6

По твърдост галийблизо до олово, In и Ti - още по-меки 6-13.
Галият и индият не се променят в сух въздух, а талият е покрит със сив филм от оксид. При нагряване и трите елемента се свързват енергично с кислород и сяра. Те взаимодействат с хлор и бром вече при обикновени температури, с йод само при нагряване. Разположени в поредица от напрежения близо до желязото, Ga, In и Ti са разтворими в киселини.14 '15
Обичайната валентност на галий и индий е три. Талият дава производни, в които е три- и едновалентен. осемнадесет
Оксидите на галий и неговите аналози - бял Ga 2 O 3, жълт 1p203 и кафяв T1203 - са неразтворими във вода - съответните хидроксиди E (OH) 3 (които могат да бъдат получени от соли) са желатинови утайки, практически неразтворими във вода, но разтворими в киселини. Белите хидроксиди на Ga и In също са разтворими в разтвори на силни основи с образуването на галати и индати, подобни на алуминатите. Следователно те имат амфотерен характер и киселинните свойства са по-слабо изразени в 1p(OH)3 и по-силни в Ga(OH)3, отколкото в Al(OH)3. Така че, в допълнение към силните основи, Ga (OH) 3 е разтворим в силни разтвори на NH 4 OH. Напротив, червено-кафявият Ti(OH) 3 не се разтваря в основи.
Йоните Ga"" и In" са безцветни, йонът Ti" има жълтеникав цвят. Солите на повечето киселини, произведени от тях, са силно разтворими във вода, но силно хидролизирани; Много от разтворимите соли на слабите киселини претърпяват почти пълна хидролиза. Докато производните на по-ниските валентности Ga и In не са типични за тях, за талия най-характерни са именно онези съединения, в които той е едновалентен. Следователно солите Т13+ имат подчертано изразени окислителни свойства.

Талиевият оксид (T120) се образува в резултат на взаимодействието на елементи при високи температури. Това е черен хигроскопичен прах. С вода талиевият оксид образува жълт азотен оксид (T10H), който при нагряване лесно отделя водата и се връща обратно към T120.
Талиевият оксид хидрат е силно разтворим във вода и е силна основа. Солите, които образува, са предимно безцветни и
кристализира без вода. Хлоридът, бромидът и йодидът са почти неразтворими, но някои други соли са разтворими във вода. Произволният TiOH и слабите киселини поради хидролиза дават алкална реакция в разтвора. Под действието на силни окислители (например хлорна вода) едновалентният талий се окислява до тривалентен.57-66
По отношение на химичните свойства на елементите и техните съединения подгрупата на галий е в много отношения подобна на подгрупата на германий.Така че за Ge и Ga по-високата валентност е по-стабилна, за Pb и T1 е по-ниска, хим. естеството на хидроксидите в сериите Ge-Sn-Pb и Ga-In-Ti промени от един и същи тип. Понякога по-фините "характеристики на сходството се появяват допълнително, например ниската разтворимост на халидните (Cl, Br, I) соли както на Pbn, така и на Ti.При всичко това има значителни разлики между елементите от двете подгрупи (отчасти поради тяхната различна валентност): киселинният характер на хидроксидите на Ga и неговите аналози е много по-слабо изразен от този на съответните елементи от германиевата подгрупа, за разлика от PbF 2, талиевият флуорид е силно разтворим и др.

Добавка с галий

1. И трите члена на разглежданата подгрупа са открити с помощта на спектроскоп: 1 талий - през 1861 г., индий - през 1863 г. и галий - през 1875 г. Последният от тези елементи е предсказан и описан от Д. И. Менделеев 4 години преди откриването му (VI § 1). Естественият галий е съставен от изотопи с масови числа 69 (60,2%) и 71 (39,8); индий-113 (4.3) и 115 (95.7); талий - 203 (29,5) и 205 (70,5%).
2. В основно състояние атомите на елементите от галиевата подгрупа имат структура на външни електронни обвивки 4s2 34p (Ga), 5s25p (In), 6s26p (Tl) и са едновалентни, i ) kcal/g-атом. Енергиите на последователна йонизация са 6,00; 20,51; 30.70 за Ga; 5,785; 18,86; 28.03 за In: 6.106; 20,42; 29,8 eV за Т1. Афинитетът на талиев атом към електрон се оценява на 12 kcal/g-атом.
3. За галия е известен редкият минерал галит (CuGaS 2). Следи от този елемент постоянно се намират в цинковите руди. Значително големи количества от него: Е (до 1,5%) са открити в пепелта на някои каменни въглища. Основната суровина за промишленото производство на галий обаче е бокситът, обикновено съдържащ незначителни примеси (до 0,1%). Извлича се чрез електролиза от алкални течности, които са междинен продукт от преработката на естествен боксит в търговски двуалуминиев оксид. Размерът на годишното световно производство на галий все още се оценява на няколко тона, но може да бъде значително увеличен.
4. Индият се получава главно като страничен продукт при комплексната обработка на серни руди Zn, Pb и Cu. Годишното му световно производство е няколко десетки тона.
5. Талият е концентриран главно в пирит (FeS2). Следователно утайките от производството на сярна киселина са добра суровина за получаване на този елемент. Годишното световно производство на талий е по-малко от това на Индия, но също е в десетки тонове.
6. За изолиране на Ga, In и T1 в свободно състояние се използва или електролиза на разтвори на техните соли, или нагряване на оксиди в поток от водород. Топлините на топене и изпарение на металите имат следните стойности: 1,3 и 61 (Ga), 0,8 и 54 (In), 1,0 и 39 kcal/g-atom (T1). Топлините на тяхната сублимация (при 25°C) са 65 (Ga), 57 (In) и 43 kcal/g-atom (T1). По двойки и трите елемента са съставени почти изключително от едноатомни молекули.
7. Кристалната решетка на галия се формира не от отделни атоми (както е обичайно за металите), а от двуатомни молекули (rf = 2,48A). Следователно това е интересен случай на съвместно съществуване на молекулни и метални структури (III § 8). Молекулите Ga2 се запазват и в течен галий, чиято плътност (6,1 g/cm) е по-голяма от тази на твърд метал (аналогия с вода и бисмут). Увеличаването на налягането е придружено от намаляване на точката на топене на галия. При високи налягания, освен обичайната модификация (Гал), е установено съществуването на още две негови форми. Тройните точки (с течна фаза) лежат за Gal - Gall при 12 хиляди atm и 3 ° C, а за Gall - Galll ​​​​- при 30 хиляди atm и 45 ° C.
8. Галият е много склонен към хипотермия и беше възможно да се поддържа в течно състояние до -40 ° C. Многократното повторение на бърза кристализация на преохладена стопилка може да служи като метод за пречистване на галий. В много чисто състояние (99,999%) се получава и чрез електролитно рафиниране, както и чрез водородна редукция на внимателно пречистен GaCl3. Високата точка на кипене и сравнително равномерното разширение при нагряване правят галия ценен материал за пълнене на високотемпературни термометри. Въпреки външната си прилика с живака, взаимната разтворимост на двата метала е относително ниска (в диапазона от 10 до 95 °C тя варира от 2,4 до 6,1 атомни процента за Ga в Hg и от 1,3 до 3,8 атомни процента за Hg до Ga ). За разлика от живака, течният галий не разтваря алкални метали и добре намокря много неметални повърхности. По-специално това се отнася за стъклото, чрез прилагане на галий, към който могат да се получат огледала, които силно отразяват светлината (има обаче индикация, че много чистият галий, който не съдържа примеси на индий, не мокри стъкло). Отлагането на галий върху пластмасова основа понякога се използва за бързо получаване на радио вериги. Сплав от 88% Ga и 12% Sn се топи при 15°C, а някои други сплави, съдържащи галий (напр. 61,5% Bi, 37,2% Sn и 1,3% Ga), са предложени за зъбни пломби. Не променят обема си при температура и се задържат добре. Галият може да се използва и като уплътнение на клапан във вакуумна технология. Трябва обаче да се има предвид, че при високи температури той е агресивен както към стъклото, така и към много метали.
9. Във връзка с възможността за разширяване на производството на галий, проблемът с асимилацията (т.е. овладяването на практика) на този елемент и неговите съединения става актуален, което изисква изследвания за намиране на области за тяхното рационално използване. Има обзорна статия и монографии за галия.
10. Свиваемостта на индия е малко по-висока от тази на алуминия (при 10 хиляди atm обемът е 0,84 от оригинала). С увеличаване на налягането електрическото му съпротивление намалява (до 0,5 от първоначалната стойност при 70 000 atm) и се повишава точката на топене (до 400 ° C при 65 000 atm). Пръчици от метален индий хрускат, когато се огъват, като калай. На хартия оставя тъмна линия. Важна употреба на индия е свързана с производството на германиеви AC токоизправители (X § 6 add. 15). Поради своята плавимост може да играе ролята на смазка в лагерите.
11. Въвеждането на малко количество индий в медните сплави значително увеличава тяхната устойчивост на морска вода, а добавянето на индий към среброто подобрява неговия блясък и предотвратява потъмняването във въздуха. Добавянето на индий придава на сплавите за зъбни пломби повишена якост. Електролитното индиево покритие на други метали ги предпазва добре от корозия. Сплав от индий с калай (1:1 по маса) споява стъкло добре със стъкло или метал, а сплав от 24% In и 76% Ga се топи при 16°C. Сплав, топяща се при 47 °C, 18,1% In с 41,0 - Bi, 22,1 - Pb, 10,6 - Sn и 8,2 - Cd намира медицинска употреба при сложни костни фрактури (вместо гипс). Има монография за химията на индия
12. Свиваемостта на талия е приблизително същата като на индия, но за него са известни две алотропни модификации (хексагонална и кубична), преходната точка между които е при 235 ° C. При високо налягане възниква друг. Тройната точка и на трите форми се намира при 37 хиляди atm и 110°C. Това налягане съответства на рязко намаляване с около 1,5 пъти на електрическото съпротивление на метала (което при 70 хиляди atm е около 0,3 от обичайното). Под налягане от 90 000 atm третата форма на талий се топи при 650°C.
13. Талият се използва главно за производството на сплави с калай и олово, които имат висока киселинна устойчивост. По-специално, съставът на сплавта от 70% Pb, 20% Sn и 10% T1 добре издържа на действието на смеси от сярна, солна и азотна киселина. Има монография за талий.
14. По отношение на водата галият и компактният индий са стабилни, докато талият в присъствието на въздух се разрушава бавно от повърхността. Галият реагира с азотна киселина само бавно, докато талият реагира много енергично. Напротив, сярната и особено солната киселина лесно разтварят Ga и In, докато T1 взаимодейства с тях много по-бавно (поради образуването на защитен филм от слабо разтворими соли на повърхността). Разтворите на силни основи лесно разтварят галия, действат бавно върху индия и не реагират с талий. Галият също се разтваря значително в NH4OH. Летливите съединения и на трите елемента оцветяват безцветен пламък в характерни цветове: Ga - в тъмно лилаво (L. \u003d 4171 A), почти незабележимо за окото, In - в тъмно синьо (L, = 4511 A), T1 - в изумрудено зелено (A, \u003d \u003d 5351 A).
15. Галият и индият не изглеждат отровни. Напротив, талият е силно токсичен и по естеството на действието си е подобен на Pb и As. Засяга нервната система, храносмилателния тракт и бъбреците. Симптомите на остро отравяне не се появяват веднага, а след 12-20 часа. При бавно развиващо се хронично отравяне (включително през кожата) се наблюдават предимно възбуда и нарушение на съня. В медицината препаратите с талий се използват за премахване на косми (при лишеи и др.). Талиевите соли са намерили приложение в светлинни състави като вещества, които увеличават продължителността на блясъка. Те също така се оказаха добро лекарство за мишки и плъхове.
16. В серията напрежения галият се намира между Zn и Fe, докато индият и талият са между Fe и Sn. Преходите Ga и In по схемата E + 3 + Ze = E съответстват на нормални потенциали: -0,56 и -0,33 V (в кисела среда) или -1,2 и -1,0 V (в алкална среда). Талият се превръща от киселини в едновалентно състояние (нормален потенциал -0,34 V). Преходът T1 + 3 + 2e \u003d T1 + се характеризира с нормален потенциал от + 1,28 V в кисела среда или + 0,02 V - в алкална среда.
17. Топлините на образуване на E203 оксиди на галий и неговите аналози намаляват в серията 260 (Ga), 221 (In) и 93 kcal/mol (T1). При нагряване на въздух галият практически се окислява само до GaO. Следователно Ga203 обикновено се получава чрез дехидратиране на Ga (OH) h. Индият, когато се нагрява във въздуха, образува In2O3, а талият образува смес от T12O3 и T120, като колкото по-високо е съдържанието на висшия оксид, толкова по-ниска е температурата. До T1203 талият може да се окисли под действието на озон.
18. Разтворимостта на E2O3 оксидите в киселини нараства по реда Ga - In - Tl. В същата серия, силата на връзката между елемента и кислорода намалява: Ga2O3 се топи при 1795 ° C без разлагане, ln203 се трансформира в ln304 само над 850 ° C, а фино разделеният T1203 започва да отделя кислорода вече при около 90 ° ° С. Необходими са обаче много по-високи температури за пълно превръщане на T1203 в T120. При свръхналягане на кислород In203 се топи при 1910°C, докато T1203 се топи при 716°C.
19. Топлините на хидратация на оксидите по схемата E2O3 + ZH20 = 2E(OH)3 са +22 kcal (Ga), +1 (In) и -45 (T1). В съответствие с това, лекотата на отделяне на вода от хидроксиди се увеличава от Ga до T1: ако Ga (OH) 3 е напълно дехидратиран само при калциниране, тогава T1 (OH) 3 преминава в T1203 дори когато стои под течността, от която е беше изолиран.
20. Когато киселинните разтвори на галиеви соли се неутрализират, неговият хидроксид се утаява приблизително в диапазона на рН = 3-4. Прясно утаеният Ga(OH)3 е силно разтворим в силни амонячни разтвори, но с напредване на възрастта разтворимостта намалява все повече и повече. Неговата изоелектрична точка е при pH = 6,8 и PR = 2·10~37. За lp(OH)3 е установено PR = 1 10-31, а за T1(OH)3 - 1 10~45.
21. Бяха определени следните стойности за втората и третата константа на дисоциация на Ga(OH)3 според киселинния и основния тип:

H3Ga03 /C2 = 5-10_I K3 = 2-10-12
Ga(OH)3 K2“2. Yu-P / Nz \u003d 4 -10 12
По този начин галиевият хидроксид е случай на електролит, много близък до идеалната амфотерност.

1. Разликата в киселинните свойства на галиеви хидроксиди и неговите аналози се проявява ясно, когато те взаимодействат с разтвори на силни основи (NaOH, KOH). Галиевият хидроксид лесно се разтваря, за да образува тип М галати, които са стабилни както в разтвор, така и в твърдо състояние. При нагряване те лесно губят вода (Na сол - при 120, K сол - при 137 ° C) и преминават в съответните безводни соли от типа MGa02. Двувалентните метали (Ca, Sr), получени от разтвори на галати, се характеризират с друг тип - M3 ■ 2H20, които също са почти неразтворими. Те са напълно хидролизирани от вода.
   Талиевият хидроксид лесно се пептизира от силни алкали (с образуването на отрицателен зол), но е неразтворим в тях и не дава талати. По сух начин (чрез сливане на оксиди със съответните карбонати) са получени производни от типа ME02 и за трите елемента от подгрупата на галия. В случая с талия обаче те се оказаха смеси от оксиди.
   1. Ефективните радиуси на йоните Ga3+, In3* и T13* са съответно 0,62, 0,92 и 1,05 A. Във водна среда те очевидно са директно заобиколени от шест водни молекули. Такива хидратирани йони са донякъде дисоциирани съгласно схемата E(OH2)a T * E (OH2)5 OH + H и техните константи на дисоциация се оценяват на 3 ■ 10-3 ° (Ga) и 2 10-4 (In) .
   2. Халидните соли на Ga3+, In3* и T13*' са като цяло подобни на съответните соли на A13*. В допълнение към флуоридите, те са относително топими и лесно разтворими не само във вода, но и в редица органични разтворители. От тях само жълт Gal3 са боядисани

   Съществуването на галий ("екаалуминий") и неговите основни свойства са предсказани през 1870 г. от Д. И. Менделеев. Елементът е открит чрез спектрален анализ в пиренейска цинкова смес и изолиран през 1875 г. от френския химик P. E. Lecoq de Boisbaudran; кръстен на Франция (лат. Gallia). Точното съвпадение на свойствата на галия с предсказаните е първият триумф на периодичната система.

   Да бъдеш сред природата, получаваш:

   Състои се от два стабилни изотопа с масови числа 69 (60,5%) и 71 (39,5%). Средното съдържание на галий в земната кора е сравнително високо, 1,5·10 -3% от теглото, което е равно на съдържанието на олово и молибден. Галият е типичен микроелемент. Единственият галиев минерал, галитът CuGaS 2, е много рядък. Геохимията на галия е тясно свързана с геохимията на алуминия, което се дължи на сходството на техните физикохимични свойства. Основната част от галия в литосферата е затворена в алуминиеви минерали. Съдържанието на галий в боксит и нефелин варира от 0,002 до 0,01%. Повишени концентрации на галий се наблюдават и в сфалеритите (0,01-0,02%), в каменните въглища (заедно с германия), а също и в някои железни руди. Китай, САЩ, Русия, Украйна и Казахстан имат значителни запаси от галий.
   Основният източник на производство на галий е производството на алуминий. По време на обработката на боксити галият се концентрира в матерните луги след изолирането на Al(OH) 3 . Галият се изолира от такива разтвори чрез електролиза върху живачен катод. От алкалния разтвор, получен след третиране на амалгамата с вода, се утаява Ga (OH) 3, който се разтваря в основа и галият се изолира чрез електролиза.
   Течният галий, получен чрез електролиза на алкален разтвор, промит с вода и киселини (Hcl, HNO 3), съдържа 99,9-99,95% Ga. По-чист метал се получава чрез вакуумно топене, зоново топене или чрез изтегляне на единичен кристал от стопилката.

   Физични свойства:

   Сребристо-бял метал, мек, тежък. Отличителна черта на галия е голям интервал на течно състояние (tтопи 29,8 ° C, tbp 2230 ° C) и ниско налягане на парите при температури до 1100-1200 ° C. Плътността на твърдия метал е 5,904 g/cm3 (20°C), по-ниска от тази на течния, така че кристализиращият галий, подобно на лед, може да счупи стъклена ампула. Специфичният топлинен капацитет на твърдия галий е 376,7 J/(kg K).

   Химични свойства:

   Галият е стабилен на въздух при обикновени температури. Над 260°C в сух кислород се наблюдава бавно окисление (оксидният филм предпазва метала). Хлорът и бромът реагират с галий на студено, йодът - при нагряване. Разтопеният галий при температури над 300 ° C взаимодейства с всички структурни метали и сплави (с изключение на W), образувайки интерметални съединения.
   При нагряване под налягане галият реагира с вода: 2Ga + 4H 2 O = 2GaOOH + 3H 2
   Ga бавно реагира с минерални киселини, за да освободи водород: 2Ga + 6HCl = 2GaCl 3 + 3H 2
   В същото време галият се разтваря бавно в сярна и солна киселина, бързо във флуороводородна киселина, а галият е стабилен в азотна киселина на студено.
   Галият бавно се разтваря в горещи алкални разтвори. 2Ga + 6H 2 O + 2NaOH = 2Na + 3H 2

   Най-важните връзки:

   галиев оксид, Ga 2 O 3 - бял или жълт прах, т.т. 1795°C. Получава се чрез нагряване на метален галий във въздух при 260 °C или в кислородна атмосфера, или чрез калциниране на галиев нитрат или сулфат. Съществува под формата на две модификации. Бавно реагира с киселини и основи в разтвор, проявявайки амфотерни свойства:
   галиев хидроксид, Ga (OH) 3 - се утаява под формата на желеобразна утайка при третиране на разтвори на тривалентни галиеви соли с хидроксиди и карбонати на алкални метали (рН 9,7). Може да се получи чрез хидролиза на соли на тривалентен галий.
   Показва амфотерни, с известно преобладаване на киселинни свойства, когато се разтваря в алкални форми галати(например Na). Разтваря се в концентриран амоняк и концентриран разтвор на амониев карбонат, утаява се при кипене. Чрез нагряване галиевият хидроксид може да се превърне в GaOOH, след това в Ga 2 O 3 *H 2 O и накрая в Ga 2 O 3.
   галиеви соли. GaCl 3 - безцветни хигроскопични кристали. 78 °C, tbp 215 °C Ga 2 (SO 4) 3 *18H 2 O е безцветно, водоразтворимо вещество, което образува двойни соли от типа на стипца. Ga(NO 3) 3 * 8H 2 O - безцветни кристали, разтворими във вода и етанол
   галиев сулфид, Ga 2 S 3 - жълти кристали или бял аморфен прах с т.т. 1250°C, разлага се с вода.
   Галиеви хидридиполучени от органо-галиеви съединения. Подобно на борните и алуминиевите хидриди: Ga 2 H 6 - дигалан, летлива течност, t на топене − 21,4 °C, tbp 139 °C. x - полигалан, бяло твърдо вещество. Хидридите са нестабилни, разлагат се с отделяне на водород.
   литиев галанат, Li се получава в етерен разтвор чрез реакцията 4LiH + GaCl 3 = Li + 3LiCl
   Безцветни кристали, нестабилни, хидролизира с вода за освобождаване на водород.

   Приложение:

   Галият може да се използва за направата на оптични огледала, които са силно отразяващи.
   Галият е отличен лубрикант. На базата на галий и никел, галий и скандий са създадени практически много важни метални лепила.
   Галиевият арсенид GaAs, както и GaP, GaSb, които имат полупроводникови свойства, са обещаващи материали за полупроводникова електроника. Те могат да се използват във високотемпературни токоизправители и транзистори, слънчеви панели и инфрачервени приемници.
   Галиевият оксид е компонент на важни лазерни материали от групата на гранатите - GSHG, YAG, ISGG и др.
   Галият е скъп, през 2005 г. един тон галий струваше 1,2 милиона щатски долара на световния пазар и поради високата цена и същевременно голямото търсене на този метал е много важно да се установи пълното му извличане в производството на алуминий и преработка на въглища в течно гориво.
   

   Иванов Алексей
   KhF Тюменски държавен университет, 561 групи.

   Галийе химичен елемент с атомен номер 31. Принадлежи към групата на леките метали и се означава със символа “Ga”. Галият в чист вид не се среща в природата, но неговите съединения се намират в незначителни количества в бокситните и цинковите руди. Галият е мек, пластичен, сребрист метал. При ниски температури той е в твърдо състояние, но вече се топи при температура не много по-висока от стайната (29,8 ° C). Във видеото по-долу можете да видите как лъжица галий се топи в чаша горещ чай.

   

   1. От откриването на елемента през 1875 г. до настъпването на ерата на полупроводниците, галият се използва главно за създаване на нискотопими сплави.

   

   2. В момента целият галий се използва в микроелектрониката.

   

   3. Галиевият арсенид, основното използвано съединение на елемента, се прилага в микровълнови вериги и инфрачервени приложения.

   

   4. Галиевият нитрид се използва по-малко при създаването на полупроводникови лазери и светодиоди в синия и ултравиолетовия диапазон.

   

   5. Галият няма биологична роля, известна на науката. Но тъй като галиевите съединения и железните соли се държат по подобен начин в биологичните системи, галиевите йони често заместват железните йони в медицински приложения.

   

   6. Вече са разработени фармацевтични и радиофармацевтични продукти, съдържащи галий.

   

   
   .