Գալիում մետաղ. Գալիումը մետաղ է, որը հալվում է ձեռքերում

31 ատոմային համարով տարրից ընթերցողների մեծ մասը միայն հիշում է, որ այն երեք տարրերից մեկն է, որոնք կանխագուշակել և առավել մանրամասն նկարագրել է Դ.Ի. Մենդելեևը, և ​​այդ գալիումը շատ հալվող մետաղ է՝ այն հեղուկի վերածելու համար բավական է ափի ջերմությունը։

Այնուամենայնիվ, գալիումը մետաղներից ամենահալվողը չէ (նույնիսկ եթե չհաշվեք սնդիկը): Նրա հալման կետը 29,75°C է, մինչդեռ ցեզիումը հալվում է 28,5°C ջերմաստիճանում; միայն ցեզիումը, ինչպես ցանկացած ալկալի մետաղ, դուք չեք կարող վերցնել ձեր ձեռքերում, հետևաբար, ձեր ձեռքի ափի մեջ, բնականաբար, ավելի հեշտ է հալեցնել գալիումը, քան ցեզիումը:

Երգեք պատմություն #31 տարրի մասին, մենք միտումնավոր սկսեցինք նշելով մի բան, որը հայտնի է գրեթե բոլորին: Որովհետև այս «հայտնին» որոշակի բացատրության կարիք ունի։ Բոլորը գիտեն, որ գալիումը կանխատեսել է Մենդելեևը և հայտնաբերել Լեկոկ դե Բոյսբոդրանը, բայց ոչ բոլորին է հայտնի, թե ինչպես է հայտնագործությունը տեղի ունեցել։ Գրեթե բոլորը գիտեն, որ գալիումը հալվող է, բայց գրեթե ոչ ոք չի կարող պատասխանել այն հարցին, թե ինչու է այն հալվող։

Ինչպե՞ս հայտնաբերվեց գալիումը:

Ֆրանսիացի քիմիկոս Պոլ Էմիլ Լեկոկ դե Բուիսբոդրանը պատմության մեջ մտավ որպես երեք նոր տարրերի հայտնաբերող՝ գալիում (1875), սամարիում (1879) և դիսպրոզիում (1886): Այս հայտնագործություններից առաջինը նրան համբավ բերեց։

Այն ժամանակ, Ֆրանսիայից դուրս, նա քիչ հայտնի էր։ Նա 38 տարեկան էր, հիմնականում զբաղվում էր սպեկտրոսկոպիկ հետազոտություններով։ Լեկոկ դե Բոյսբոդրանը լավ սպեկտրոսկոպիստ էր, և դա ի վերջո հանգեցրեց հաջողության. նա իր բոլոր երեք տարրերը բացահայտեց սպեկտրային վերլուծության միջոցով:

1875 թվականին Լեկոկ դե Բոյսբոդրանը ուսումնասիրեց ցինկի խառնուրդի սպեկտրը, որը բերվել էր Պիերֆիտից (Պիրենեյներ): Հենց այս սպեկտրում է հայտնաբերվել նոր մանուշակագույն գիծ (ալիքի երկարությունը 4170 Å): Նոր տողը ցույց էր տալիս հանքանյութում անհայտ տարրի առկայությունը, և, բնականաբար, Լեկոկ դե Բոյսբաուդրանն ամեն ջանք գործադրեց այս տարրը մեկուսացնելու համար։ Դա հեշտ չէր անել՝ հանքաքարում նոր տարրի պարունակությունը 0,1%-ից պակաս էր, և շատ առումներով այն նման էր ցինկին*։ Երկար փորձերից հետո գիտնականին հաջողվել է նոր տարր ստանալ, բայց շատ փոքր քանակությամբ։ Այնքան փոքր (0,1 գ-ից պակաս), որ Lecoq de Boisbaudrap-ը չկարողացավ ամբողջությամբ ուսումնասիրել դրա ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները:

* Ինչպես է գալիումը ստացվում ցինկի խառնուրդից, նկարագրված է ստորև:

Գալիումի հայտնաբերման մասին հայտարարությունը, - այսպես, ի պատիվ Ֆրանսիայի (Gallia - նրա լատինական անվանումը) նոր տարր է անվանվել - հայտնվել է Փարիզի Գիտությունների ակադեմիայի զեկույցներում:

Այս հաղորդագրությունը կարդացել է Դ.Ի. Մենդելեևը ճանաչեց էկաալյումինը, որը նա կանխատեսել էր հինգ տարի առաջ, գալիումում: Մենդելեևն անմիջապես գրեց Փարիզին. «Հայտնաբերման և մեկուսացման մեթոդը, ինչպես նաև նկարագրված մի քանի հատկությունները հուշում են, որ նոր մետաղը ոչ այլ ինչ է, քան էկաալյումին», - ասվում է նրա նամակում: Այնուհետև այն կրկնեց այդ տարրի համար կանխատեսված հատկությունները: Ավելին, երբեք ձեռքերում չպահելով գալիումի հատիկը՝ առանց դա տեսնելու իր աչքերում, ռուս քիմիկոսը պնդում էր, որ տարերքի հայտնաբերողը սխալվել է, որ նոր մետաղի խտությունը չի կարող հավասար լինել 4,7-ի, ինչպես գրում է Լեկոկ դե Բոյսբոդրանը։ , - այն պետք է ավելի շատ լինի մոտ 5,9...6,0 գ/սմ3:

Որքան էլ տարօրինակ թվա, բայց նրա հաստատող, «ամրապնդող» առաջինը պարբերական օրենքի գոյության մասին իմացավ միայն այս նամակից։ Նա կրկին մեկուսացրեց և զգուշորեն մաքրեց գալիումի հատիկները, որպեսզի ստուգի առաջին փորձերի արդյունքները: Գիտության որոշ պատմաբաններ կարծում են, որ դա արվել է ռուս ինքնավստահ «կանխատեսին» ամաչելու համար։ Սակայն փորձը հակառակն է ցույց տվել՝ հայտնաբերողը սխալվել է։ Ավելի ուշ նա գրել է. «Կարծում եմ, պետք չէ նշել այն բացառիկ կարևորությունը, որ ունի նոր տարրի խտությունը Մենդելեևի տեսական տեսակետների հաստատման առնչությամբ»։

Մենդելեևի կանխատեսած թիվ 31 տարրի մյուս հատկությունները գրեթե ճշգրիտ համընկնում էին փորձարարական տվյալների հետ։ «Մենդելեևի կանխատեսումները իրականացան չնչին շեղումներով՝ էկաալյումինը վերածվեց գալիումի»։ Էնգելսն այսպես է բնութագրում այս իրադարձությունը «Բնության դիալեկտիկա»-ում:

Ավելորդ է ասել, որ Մենդելեևի կանխատեսած առաջին տարրի հայտնաբերումը զգալիորեն ամրապնդեց պարբերական օրենքի դիրքերը։

Ինչու է գալիումը ձուլվող:

Գալիումի հատկությունները կանխատեսելով՝ Մենդելեևը կարծում էր, որ այս մետաղը պետք է դյուրահալ լինի, քանի որ խմբում նրա անալոգները՝ ալյումինը և ինդիումը, նույնպես չեն տարբերվում հրակայունությամբ:

Սակայն գալիումի հալման կետը անսովոր ցածր է, հինգ անգամ ավելի ցածր, քան ինդիումինը: Դա բացատրվում է գալիումի բյուրեղների անսովոր կառուցվածքով։ Նրա բյուրեղային ցանցը գոյանում է ոչ թե առանձին ատոմներից (ինչպես «սովորական» մետաղներում), այլ երկատոմային մոլեկուլներից։ Ga 2 մոլեկուլները շատ կայուն են, դրանք պահպանվում են նույնիսկ երբ գալիումը վերածվում է հեղուկ վիճակի։ Բայց այս մոլեկուլները միմյանց հետ կապված են միայն թույլ վան դեր Վալսյան ուժերով, և նրանց կապը խզելու համար շատ քիչ էներգիա է անհրաժեշտ։

Թիվ 31 տարրի ևս որոշ հատկություններ կապված են մոլեկուլների երկատոմիկության հետ։ Հեղուկ վիճակում գալիումը ավելի խիտ և ծանր է, քան պինդ վիճակում։ Հեղուկ գալիումի էլեկտրական հաղորդունակությունը նույնպես ավելի մեծ է, քան պինդ գալիումինը։

Արտաքինից - ամենաշատը թիթեղի վրա. արծաթափայլ փափուկ մետաղ է, այն չի օքսիդանում և օդում չի աղտոտվում:

Իսկ քիմիական հատկությունների մեծ մասում գալիումը մոտ է ալյումինին։ Ինչպես ալյումինը, այնպես էլ գալիումի ատոմի արտաքին ուղեծրում կա երեք էլեկտրոն։ Ինչպես ալյումինը, գալիումը հեշտությամբ, նույնիսկ ցրտին, փոխազդում է հալոգենների հետ (բացառությամբ յոդի): Երկու մետաղներն էլ հեշտությամբ լուծվում են ծծմբային և աղաթթուներում, երկուսն էլ փոխազդում են ալկալիների հետ և տալիս են ամֆոտերային հիդրօքսիդներ։ Ռեակցիաների դիսոցման հաստատունները

Ga(OH) 3 → Ga 3+ + 3OH -

H 3 GaO 3 → 3H + + GaO 3– 3

նույն կարգի քանակություններ են։

Այնուամենայնիվ, կան տարբերություններ գալիումի և ալյումինի քիմիական հատկությունների մեջ:

Չոր թթվածնով գալիումը նկատելիորեն օքսիդանում է միայն 260 ° C-ից բարձր ջերմաստիճանում, իսկ ալյումինը, եթե այն զրկված է իր պաշտպանիչ օքսիդ թաղանթից, շատ արագ օքսիդանում է թթվածնով:

Ջրածնի հետ գալիումը առաջացնում է բորի հիդրիդների նման հիդրիդներ։ Մյուս կողմից, ալյումինը կարող է լուծել միայն ջրածինը, բայց չի արձագանքել դրա հետ:

Իսկ գալիումը նման է գրաֆիտին, քվարցին, ջրին։

Գրաֆիտի վրա՝ թղթի վրա գորշ հետք թողնողը:

Քվարցի վրա - էլեկտրական և ջերմային անիզոտրոպիա:

Գալիումի բյուրեղների էլեկտրական դիմադրությունը կախված է նրանից, թե որ առանցքով է հոսում հոսանքը։ Առավելագույնի և նվազագույնի հարաբերակցությունը 7-ով ավելի է, քան ցանկացած այլ մետաղ: Նույնը վերաբերում է ջերմային ընդարձակման գործակցին։

Դրա արժեքները երեք բյուրեղագրական առանցքների ուղղությամբ (գալիումի ռոմբիկ բյուրեղներ) կապված են 31:16:11:

Իսկ գալիումը ջրին նման է նրանով, որ այն ընդարձակվում է, երբ կարծրանում է։ Նկատելի է ծավալի աճ՝ 3,2%։

Այս հակասական նմանությունների մեկ համակցությունն արդեն խոսում է թիվ 31 տարրի յուրահատուկ անհատականության մասին։

Բացի այդ, այն ունի հատկություններ, որոնք բնորոշ չեն ոչ մի տարրի: Հալած վիճակում այն ​​կարող է մնալ գերսառեցված շատ ամիսներ՝ իր հալման կետից ցածր: Այն միակ մետաղն է, որը հեղուկ է մնում 30-ից 2230°C լայն ջերմաստիճանի միջակայքում, և դրա գոլորշիների անկայունությունը նվազագույն է: Նույնիսկ բարձր վակուումում այն ​​նկատելիորեն գոլորշիանում է միայն 1000°C ջերմաստիճանում: Գալիումի գոլորշիները, ի տարբերություն պինդ և հեղուկ մետաղների, միատոմ են։ Ga 2 → 2Ga անցումը պահանջում է մեծ էներգիա; սա բացատրում է գալիումի գոլորշիացման դժվարությունը:

Հեղուկ վիճակի մեծ ջերմաստիճանային տիրույթը թիվ 31 տարրի հիմնական տեխնիկական կիրառություններից մեկի հիմքն է։

Ինչի՞ համար է օգտակար գալիումը:

Գալիումի ջերմաչափերը սկզբունքորեն թույլ են տալիս չափել ջերմաստիճանը 30-ից մինչև 2230°C: Գալիումի ջերմաչափերն այժմ հասանելի են մինչև 1200°C ջերմաստիճանի համար:

Թիվ 31 տարրը գնում է ազդանշանային սարքերում օգտագործվող ցածր հալեցման համաձուլվածքների արտադրությանը: Գալիումի և ինդիումի համաձուլվածքը հալվում է արդեն 16°C-ում։ Այն բոլոր հայտնի համաձուլվածքներից ամենաձուլվողն է։

Որպես III խմբի տարր, որը նպաստում է կիսահաղորդիչում «անցք» հաղորդունակության բարձրացմանը, գալիումը (առնվազն 99,999% մաքրությամբ) օգտագործվում է որպես գերմանիումի և սիլիցիումի հավելում։

Գալիումի միջմետաղական միացությունները V խմբի տարրերով՝ անտիմոն և մկնդեղ, իրենք ունեն կիսահաղորդչային հատկություններ։

Ապակու զանգվածին գալիումի ավելացումը հնարավորություն է տալիս ստանալ լուսային ճառագայթների բեկման բարձր ինդեքսով ակնոցներ, իսկ Ga 2 O 3-ի վրա հիմնված ակնոցները լավ են փոխանցում ինֆրակարմիր ճառագայթները։

Հեղուկ գալիումը արտացոլում է իր վրա ընկած լույսի 88%-ը, պինդը՝ մի փոքր ավելի քիչ։ Հետևաբար, գալիումի հայելիները շատ հեշտ են արտադրվում. գալլիումի ծածկույթը կարող է կիրառվել նույնիսկ խոզանակով:

Երբեմն օգտագործվում է գալիումի կարողությունը լավ թրջել պինդ մակերեսները՝ փոխարինելով սնդիկը դիֆուզիոն վակուումային պոմպերում։ Նման պոմպերն ավելի լավ են «պահում» վակուումը, քան սնդիկի պոմպերը:

Միջուկային ռեակտորներում գալիումի կիրառման փորձեր են արվել, սակայն այդ փորձերի արդյունքները դժվար թե հաջողված համարվեն։ Գալիումը ոչ միայն բավականին ակտիվորեն գրավում է նեյտրոնները (գրավում է 2,71 գոմերի խաչմերուկը), այն նաև արձագանքում է բարձր ջերմաստիճանի դեպքում մետաղների մեծ մասի հետ:

Գալիումը չդարձավ ատոմային նյութ։ Ճիշտ է, նրա արհեստական ​​ռադիոակտիվ իզոտոպը 72 Ga (14,2 ժամ կիսամյակային կյանքով) օգտագործվում է ոսկրային քաղցկեղի ախտորոշման համար։ Գալիում-72 քլորիդը և նիտրատը ներծծվում են ուռուցքով, և այս իզոտոպին բնորոշ ճառագայթումը ֆիքսելով՝ բժիշկները գրեթե ճշգրիտ որոշում են օտար գոյացությունների չափերը։

Ինչպես տեսնում եք, թիվ 31 տարրի գործնական հնարավորությունները բավականին լայն են։ Դեռևս հնարավոր չի եղել դրանք ամբողջությամբ օգտագործել՝ գալիումի ստացման դժվարության պատճառով, որը բավականին հազվագյուտ տարր է (երկրակեղևի զանգվածի 1,5 10 -3%-ը) և շատ ցրված։ Հայտնի են գալիումի մի քանի բնիկ միներալներ։ Նրա առաջին և ամենահայտնի միներալը՝ գալիտ CuGaS 2-ը, հայտնաբերվել է միայն 1956 թվականին: Հետագայում հայտնաբերվեցին ևս երկու հանքանյութեր, որոնք արդեն բավականին հազվադեպ էին:

Սովորաբար գալիումը հանդիպում է ցինկի, ալյումինի, երկաթի հանքաքարերում, ինչպես նաև ածխի մեջ՝ որպես աննշան աղտոտվածություն։ Իսկ ինչն է հատկանշական՝ որքան շատ է այս կեղտը, այնքան ավելի դժվար է այն արդյունահանելը, քանի որ ավելի շատ գալիում կա այն մետաղների (ալյումին, ցինկ) հանքաքարերում, որոնք իրենց հատկություններով մոտ են դրան։ Երկրային գալիումի հիմնական մասը պարփակված է ալյումինի միներալներով։

Գալիումի արդյունահանումը թանկ «հաճույք» է։ Հետևաբար, #31 տարրը օգտագործվում է ավելի փոքր քանակությամբ, քան պարբերական աղյուսակի իր հարևաններից որևէ մեկը:

Հնարավոր է, իհարկե, մոտ ապագայում գիտությունը գալիումում հայտնաբերի մի բան, որը կդարձնի այն բացարձակապես անհրաժեշտ և անփոխարինելի, ինչպես եղավ Մենդելեևի կանխատեսած մեկ այլ տարրի՝ գերմանիումի դեպքում։ Ընդամենը 30 տարի առաջ այն օգտագործվում էր նույնիսկ ավելի քիչ, քան գալիումը, իսկ հետո սկսվեց «կիսահաղորդիչների դարաշրջանը» ...

Որոնեք նախշեր

Գալիումի հատկությունները կանխատեսել են Դ.Ի. Մենդելեևը այս տարրի հայտնաբերումից հինգ տարի առաջ: Հնարամիտ ռուս քիմիկոսն իր կանխատեսումները կառուցել է պարբերական համակարգի խմբերի հատկությունների փոփոխությունների օրինաչափությունների վրա: Բայց Լեկոկ դե Բոյսբոդրանի համար գալիումի հայտնաբերումը նույնպես երջանիկ պատահականություն չէր։ Տաղանդավոր սպեկտրոսկոպիստ, արդեն 1863 թվականին նա հայտնաբերեց նմանատիպ հատկություններ ունեցող տարրերի սպեկտրների փոփոխության օրինաչափություններ։ Համեմատելով ինդիումի և ալյումինի սպեկտրները՝ նա եկել է այն եզրակացության, որ այդ տարրերը կարող են ունենալ «եղբայր», որի գծերը կլրացնեն սպեկտրի կարճ ալիքի հատվածի բացը։ Հենց այս բացակայող գիծը նա փնտրում էր և գտավ Pierrfit-ից ցինկի խառնուրդի սպեկտրում:

Համեմատության համար ներկայացնում ենք D.I-ի կողմից կանխատեսված հիմնական հատկությունների աղյուսակը. Մենդելեևի էկաալյումինը և գալիումը հայտնաբերվել է Լեկոկ դե Բոյսբաուդրանի կողմից։

Էկաալյումին	Գալիում
Ատոմային քաշը՝ մոտ 68	Ատոմային քաշը 69,72
Պետք է լինի ցածր հալման	Հալման կետը 29,75°C
տեսակարար կշիռը մոտ 6.0	Տեսակարար կշիռը 5.9 (պինդ) և 6.095 (հեղուկ)
Ատոմային ծավալ 11.5	Ատոմային ծավալ 11.8
Օդում չպետք է օքսիդանա	Թեթևակի օքսիդանում է միայն ոգելից կարմիր շոգին
Ջուրը պետք է քայքայվի բարձր ջերմաստիճանում	Բարձր ջերմաստիճանում քայքայվում է ջուրը
Բաղադրյալ բանաձևեր. EaCl 3 Ea 2 O 3, Ea 2 (SO 4) 3	Բաղադրյալ բանաձևեր. GaCl 3, Ga 3 O 3, Ga 2 (SO 4) 3
Պետք է ձևավորվի շիբ Ea 2 (SO 4) 3 Me 2 SO 4 24H 2 O, բայց ավելի դժվար, քան ալյումինը	Ձևավորում է շիբի կազմը (NH 4) Ga (SO 4) 2 12H 2 O
Ea 2 O 3 օքսիդը պետք է հեշտությամբ նվազի և մետաղը տա ավելի ցնդող, քան Al-ը, և, հետևաբար, կարելի է ակնկալել, որ eka ալյումինը կհայտնաբերվի սպեկտրային վերլուծության միջոցով:	Գալիումը հեշտությամբ վերականգնվում է օքսիդից ջրածնի հոսքում կալցինացիայի միջոցով, որը հայտնաբերվել է սպեկտրային վերլուծության միջոցով

Բառախաղ?

Գիտության որոշ պատմաբաններ թիվ 31 տարրի անվան մեջ տեսնում են ոչ միայն հայրենասիրությունը, այլև այն հայտնագործողի անխոհեմությունը։ Ընդհանրապես ընդունված է, որ «գալիում» բառը գալիս է լատիներեն Gallia (Ֆրանսիա) բառից: Բայց եթե ցանկանաք, նույն բառում կարող եք տեսնել «աքլոր» բառի ակնարկը։ Լատիներեն «աքլորը» gallus է, ֆրանսերենում՝ le coq։ Լեկոկ դե Բոյսբոդրան.

Կախված տարիքից

Հանքանյութերում գալիումը հաճախ ուղեկցում է ալյումինին։ Հետաքրքիր է, որ հանքանյութում այս տարրերի հարաբերակցությունը կախված է հանքանյութի առաջացման ժամանակից: Ֆելդսպարտներում գալիումի մեկ ատոմն ընկնում է 120 հազար ալյումինի ատոմների վրա։ Շատ ավելի ուշ ձևավորված նեֆելիններում այս հարաբերակցությունն արդեն 1:6000 է, իսկ նույնիսկ «երիտասարդ» քարացած փայտի մեջ՝ ընդամենը 1:13:

Առաջին արտոնագիր

Գալիումի օգտագործման առաջին արտոնագիրը վերցվել է 60 տարի առաջ։ Թիվ 31 տարրը ցանկանում էր օգտագործել էլեկտրական աղեղային լամպերում։

Տեղահանում է ծծումբը, պաշտպանվում է ծծմբով

Հետաքրքիր է գալիումի փոխազդեցությունը ծծմբաթթվի հետ։ Այն ուղեկցվում է տարրական ծծմբի արտազատմամբ։ Այս դեպքում ծծումբը պատում է մետաղի մակերեսը և կանխում դրա հետագա տարրալուծումը։ Եթե, այնուամենայնիվ, մետաղը լվացվի տաք ջրով, ռեակցիան կվերսկսվի և կշարունակվի այնքան ժամանակ, մինչև գալիումի վրա ծծմբի նոր «մաշկ» աճի։

Վատ ազդեցություն

Հեղուկ գալիումը փոխազդում է մետաղների մեծ մասի հետ՝ առաջացնելով համաձուլվածքներ և միջմետաղական միացություններ՝ բավականին ցածր մեխանիկական հատկություններով։ Այդ իսկ պատճառով գալիումի հետ շփումը շատ կառուցվածքային նյութերի բերում է ամրության կորստի։ Գալիումի գործողության նկատմամբ ամենադիմացկունն է բերիլիումը. մինչև 1000°C ջերմաստիճանի դեպքում այն ​​հաջողությամբ դիմակայում է թիվ 31 տարրի ագրեսիվությանը։

Եվ նաև օքսիդ:

Գալիումի օքսիդի աննշան հավելումները նկատելիորեն ազդում են բազմաթիվ մետաղների օքսիդների հատկությունների վրա։ Այսպիսով, Ga 2 O 3-ի խառնուրդը ցինկի օքսիդին զգալիորեն նվազեցնում է դրա սինթրումը: Բայց նման օքսիդում ցինկի լուծելիությունը շատ ավելի մեծ է, քան մաքուրը: Իսկ տիտանի երկօքսիդում, երբ ավելացվում է Ga 2 O 3, էլեկտրական հաղորդունակությունը կտրուկ նվազում է։

Ինչպես է ստացվում գալիումը

Գալիումի հանքաքարերի արդյունաբերական հանքավայրեր աշխարհում չեն հայտնաբերվել։ Հետևաբար, գալիումը պետք է արդյունահանվի ցինկի և ալյումինի հանքաքարերից, որոնք շատ աղքատ են դրանով։ Քանի որ հանքաքարերի բաղադրությունը և դրանցում գալիումի պարունակությունը նույնը չեն, թիվ 31 տարրի ստացման եղանակները բավականին բազմազան են։ Օրինակ, մենք ձեզ կպատմենք, թե ինչպես է գալիումը արդյունահանվում ցինկի խառնուրդից, մի հանքանյութ, որի մեջ առաջին անգամ հայտնաբերվել է այս տարրը:

Առաջին հերթին կրակում են ցինկի խառնուրդ ZnS-ը, և ստացված օքսիդները տարրալվացվում են ծծմբաթթվով։ Շատ այլ մետաղների հետ միասին գալիումը անցնում է լուծույթի: Այս լուծույթում գերակշռում է ցինկի սուլֆատը՝ հիմնական արտադրանքը, որը պետք է մաքրվի կեղտից, այդ թվում՝ գալիումից: Մաքրման առաջին փուլը այսպես կոչված երկաթի նստվածքի տեղումներն են։ Թթվային լուծույթի աստիճանական չեզոքացմամբ այս տիղմը նստում է։ Այն պարունակում է մոտ 10% ալյումին, 15% երկաթ և (որն այժմ մեզ համար ամենակարևորն է) 0,05 ... 0,1% գալիում։ Գալիումի արդյունահանման համար տիղմը լվացվում է թթվով կամ կաուստիկ սոդայով` ամֆոտերային գալիումի հիդրօքսիդով: Ալկալային մեթոդն ավելի հարմար է, քանի որ այս դեպքում հնարավոր է սարքավորում պատրաստել էժան նյութերից։

Ալկալիի ազդեցության տակ ալյումինի և գալիումի միացությունները մտնում են լուծույթ: Երբ այս լուծույթը խնամքով չեզոքացվում է, գալիումի հիդրօքսիդը նստում է: Բայց ալյումինի մի մասը նույնպես նստում է: Ուստի նստվածքը նորից լուծվում է, այժմ աղաթթվի մեջ։ Ստացվում է գալիումի քլորիդի լուծույթ՝ աղտոտված հիմնականում ալյումինի քլորիդով։ Այս նյութերը կարելի է առանձնացնել արդյունահանման միջոցով։ Եթերը լցվում է մեջ և, ի տարբերություն AlCl 3-ի, GaCl 3 գրեթե ամբողջությամբ անցնում է օրգանական լուծիչի մեջ: Շերտերը բաժանվում են, եթերը թորվում է, և ստացված գալիումի քլորիդը ևս մեկ անգամ մշակվում է խտացված կաուստիկ սոդայով, որպեսզի նստեցվի և անջատվի երկաթի կեղտը գալիումից: Այս ալկալային լուծույթից ստացվում է մետաղական գալիում։ Ստացվում է էլեկտրոլիզով 5,5 Վ լարման ժամանակ։ Գալիումը նստում է պղնձի կաթոդի վրա։

գալիում և ատամներ

Երկար ժամանակ ենթադրվում էր, որ գալիումը թունավոր է։ Միայն վերջին տասնամյակներում է այս թյուր կարծիքը հերքվել։ Ցածր հալեցման գալիումը հետաքրքրեց ատամնաբույժներին: Դեռևս 1930 թվականին առաջին անգամ առաջարկվել է ատամների լցոնման կոմպոզիցիաներում սնդիկը փոխարինել գալիումով։ Հետագա ուսումնասիրությունները ինչպես այստեղ, այնպես էլ արտերկրում հաստատեցին նման փոխարինման խոստումը: Սնդիկ չպարունակող մետաղական լցոնումներ (սնդիկը փոխարինվում է գալիումով) արդեն կիրառվում են ատամնաբուժության մեջ։

Գալիում քիմիական տարրը բնության մեջ գործնականում չի հանդիպում ազատ տեսքով։ Այն գոյություն ունի օգտակար հանածոների կեղտերում, որոնցից դժվար է այն առանձնացնել։ Գալիումը համարվում է հազվագյուտ նյութ, նրա որոշ հատկություններ լիովին չեն հասկացվում: Այնուամենայնիվ, այն օգտագործվում է բժշկության և էլեկտրոնիկայի մեջ: Ինչ է այս տարրը: Ի՞նչ հատկություններ ունի այն:

Գալիում - մետաղական, թե ոչ մետաղ.

Տարրը պատկանում է չորրորդ շրջանի տասներեքերորդ խմբին։ Անվանվել է պատմական շրջանի՝ Գալիայի պատվին, որի մի մասն էր կազմում Ֆրանսիան՝ տարերքի հայտնաբերողի ծննդավայրը։ Այն նշելու համար օգտագործվում է Ga նշանը։

Գալիումը մտնում է թեթև մետաղների խմբում՝ ալյումինի, ինդիումի, գերմանիումի, անագի, անտիմոնի և այլ տարրերի հետ միասին։ Որպես պարզ նյութ՝ այն փխրուն է և փափուկ, ունի արծաթափայլ սպիտակ գույն՝ թեթև կապտավուն երանգով։

Հայտնաբերման պատմություն

Մենդելեևը «կանխատեսել» է գալիումը` դրա համար տեղ թողնելով պարբերական համակարգի երրորդ խմբում (ըստ հնացած համակարգի): Նա մոտավորապես անվանեց դրա ատոմային զանգվածը և նույնիսկ կանխատեսեց, որ տարրը կհայտնաբերվի սպեկտրոսկոպիկ եղանակով:

Մի քանի տարի անց մետաղը հայտնաբերեց ֆրանսիացի Պոլ Էմիլ Լեկոկը։ 1875 թվականի օգոստոսին մի գիտնական ուսումնասիրում էր Պիրենեյան հանքավայրի սպեկտրը և նկատեց նոր մանուշակագույն գծեր: Տարրը ստացել է գալիում անվանումը։ Դրա պարունակությունը հանքանյութում չափազանց փոքր է եղել, և Lecoq-ին հաջողվել է մեկուսացնել ընդամենը 0,1 գրամ: Մետաղի հայտնաբերումը Մենդելեեւի կանխատեսման ճիշտության հաստատումներից մեկն էր։

Ֆիզիկական հատկություններ

Գալիումի մետաղը շատ ճկուն է և դյուրահալ: Ցածր ջերմաստիճանի դեպքում այն ​​գտնվում է պինդ վիճակում։ Այն հեղուկի վերածելու համար բավարար է 29,76 աստիճան Ցելսիուս կամ 302,93 Կալվին ջերմաստիճան։ Այն կարող եք հալեցնել՝ պահելով ձեր ձեռքում կամ գցելով տաք հեղուկի մեջ։ Չափազանց բարձր ջերմաստիճանն այն դարձնում է շատ ագրեսիվ. 500 աստիճան Ցելսիուս և բարձր ջերմաստիճանում այն ​​կարող է կոռոզիայի ենթարկել այլ մետաղներ:

Գալիումի բյուրեղային ցանցը ձևավորվում է երկատոմային մոլեկուլներով։ Նրանք շատ կայուն են, բայց թույլ փոխկապակցված: Նրանց կապը խզելու համար շատ քիչ էներգիա է պահանջվում, ուստի գալիումը առանց դժվարության դառնում է հեղուկ: Այն հինգ անգամ ավելի դյուրահալ է, քան ինդիումը։

Հեղուկ վիճակում մետաղն ավելի խիտ է և ծանր, քան պինդ վիճակում։ Բացի այդ, այն ավելի լավ է փոխանցում էլեկտրականությունը։ Նորմալ պայմաններում դրա խտությունը կազմում է 5,91 գ/սմ³։ Մետաղը եռում է -2230 աստիճան Ցելսիուսում։ Պնդանալիս այն ընդլայնվում է մոտավորապես 3,2%-ով։

Քիմիական հատկություններ

Շատ քիմիական հատկություններով գալիումը նման է ալյումինին, բայց ավելի քիչ ակտիվություն է ցուցաբերում, և նրա հետ ռեակցիաները ավելի դանդաղ են ընթանում: Այն չի արձագանքում օդի հետ՝ ակնթարթորեն ձևավորելով օքսիդ թաղանթ, որը կանխում է դրա օքսիդացումը: Այն չի արձագանքում ջրածնի, բորի, սիլիցիումի, ազոտի և ածխածնի հետ:

Մետաղը լավ փոխազդում է գրեթե ցանկացած հալոգենի հետ: Յոդի հետ փոխազդում է միայն տաքացնելիս, քլորի և բրոմի հետ նույնիսկ սենյակային ջերմաստիճանում։ Տաք ջրում այն ​​սկսում է տեղաշարժել ջրածինը, հանքային թթուներով աղեր է կազմում, ինչպես նաև ջրածին է արտազատում։

Այլ մետաղների հետ գալիումը կարողանում է ամալգամներ առաջացնել։ Եթե ​​հեղուկ գալիումը գցվի ալյումինի ամուր կտորի վրա, այն կսկսի ներթափանցել դրա մեջ: Ներխուժելով ալյումինի բյուրեղային ցանց՝ հեղուկ նյութը այն կդարձնի փխրուն: Մի քանի օրվա ընթացքում ամուր մետաղյա ձողը կարող է մանրացնել ձեռքով, առանց մեծ ջանքերի:

Դիմում

Բժշկության մեջ գալիումի մետաղը օգտագործվում է ուռուցքների և հիպերկալցեմիայի դեմ պայքարելու համար, այն նաև հարմար է ոսկրային քաղցկեղի ռադիոիզոտոպային ախտորոշման համար։ Այնուամենայնիվ, նյութ պարունակող պատրաստուկները կարող են առաջացնել կողմնակի բարդություններ, ինչպիսիք են սրտխառնոցն ու փսխումը:

Գալիումի մետաղը նույնպես օգտագործվում է միկրոալիքային էլեկտրոնիկայի մեջ: Այն օգտագործվում է կիսահաղորդիչների և լուսադիոդների արտադրության համար՝ որպես պիեզո նյութ։ Մետաղական սոսինձները ստացվում են սկանդիումի կամ նիկելի հետ գալիումի համաձուլվածքից։ Պլուտոնիումով համաձուլվածքում այն ​​ստաբիլիզատորի դեր է խաղում և օգտագործվում է միջուկային ռումբերում։

Այս մետաղով ակնոցները ունեն բեկման բարձր ինդեքս, և դրա օքսիդը Ga 2 O 3 թույլ է տալիս ապակին փոխանցել ինֆրակարմիր ճառագայթները: Մաքուր գալիումը կարելի է օգտագործել պարզ հայելիներ պատրաստելու համար, քանի որ այն լավ է արտացոլում լույսը։

Գալիումի բաշխումը և պաշարները

Որտեղ ստանալ գալիում: Մետաղը կարելի է հեշտությամբ պատվիրել առցանց։ Դրա արժեքը տատանվում է 1 կիլոգրամի համար 115-360 դոլարի սահմաններում։ Մետաղը համարվում է հազվագյուտ, այն շատ ցրված է երկրակեղևում և գործնականում չի ստեղծում իր սեփական հանքանյութերը։ 1956 թվականից երեքն էլ հայտնաբերվել են։

Հաճախ գալիումը հայտնաբերվում է ցինկի, երկաթի բաղադրության մեջ, դրա կեղտերը հայտնաբերված են ածուխի, բերիլի, նռնաքարի, մագնետիտի, տուրմալինի, դաշտային սպաթի, քլորիտների և այլ հանքանյութերում: Միջինում նրա պարունակությունը բնության մեջ կազմում է մոտ 19 գ/տ։

Գալիումի մեծ մասը հայտնաբերված է այն նյութերում, որոնք բաղադրությամբ մոտ են դրան: Դրա պատճառով դրանցից դուրս հանելը դժվար և թանկ է։ Մետաղի սեփական հանքանյութը կոչվում է գալիտ՝ CuGaS 2 բանաձևով: Պարունակում է նաև պղինձ և ծծումբ։

Ազդեցություն մարդու վրա

Քիչ է հայտնի մետաղի կենսաբանական դերի և մարդու օրգանիզմի վրա դրա ազդեցության մասին։ Պարբերական աղյուսակում այն ​​գտնվում է մեզ համար կենսական նշանակություն ունեցող տարրերի կողքին (ալյումին, երկաթ, ցինկ, քրոմ): Կարծիք կա, որ որպես ուլտրամիկրոտարր՝ գալիումը արյան մի մասն է, արագացնում է դրա հոսքը և կանխում արյան մակարդուկների առաջացումը։

Այսպես թե այնպես, նյութի փոքր քանակությունը պարունակվում է մարդու օրգանիզմում (10 -6 - 10 -5%)։ Գալիումը մտնում է ջրի և գյուղատնտեսական սննդի հետ միասին։ Այն մնում է ոսկրային հյուսվածքի և լյարդի մեջ:

Գալիումի մետաղը համարվում է ցածր թունավոր կամ պայմանականորեն թունավոր: Մաշկի հետ շփման դեպքում դրա վրա մնում են մանր մասնիկներ։ Կարծես մոխրագույն կեղտոտ տեղ է, որը հեշտությամբ հեռացվում է ջրով: Նյութը չի թողնում այրվածքներ, սակայն որոշ դեպքերում կարող է առաջացնել դերմատիտ։ Հայտնի է, որ գալիումի բարձր պարունակությունն օրգանիզմում առաջացնում է լյարդի, երիկամների և նյարդային համակարգի խանգարումներ, սակայն դրա համար անհրաժեշտ է շատ մեծ քանակությամբ մետաղ։

Նա ձևակերպեց իր պարբերական օրենքը և կազմեց պարբերական աղյուսակը, շատ մետաղներ դեռ հայտնի չէին գիտությանը։

Սա, սակայն, չխանգարեց քիմիկոսին կառուցել իր պարբերական աղյուսակը՝ դատարկ բջիջներ թողնելով դեռ չհայտնաբերված տարրերի համար։ Այս «դատարկ կետերը» շուտով լցվեցին։ Մենդելեեւի կանխատեսած նման տարրերից մեկն այսօր կքննարկվի։

Հանդիպեք՝ գալիում, աղյուսակում թիվ 31: Երրորդ խումբը ցածր հալեցման մետաղ է, որն իր հատկություններով նման է ալյումինին և սիլիցիումին: Մենդելեևը ոչ միայն բավական մանրամասն նկարագրեց այս մետաղի հատկությունները, այլև գրեթե 100% ճշգրտությամբ նշեց նրա ատոմային քաշը։

Անվան հայտնաբերումը և ծագումը

Գալիումը որպես պարզ նյութ հայտնաբերել և մեկուսացրել է ֆրանսիացի քիմիկոս Պոլ Էմիլ Լեկոկ դե Բոյսբոդրանը։ Դա տեղի է ունեցել 1875 թվականին, երբ գիտնականը հետազոտել է Պիրենեյներից բերված ցինկի խառնուրդի նմուշները։ Ուսումնասիրություններն իրականացվել են սպեկտրոսկոպիայի միջոցով, և գիտնականը հանքաքարի սպեկտրում նկատել է մանուշակագույն գիծ, ​​որը ցույց է տալիս հանքանյութում անհայտ տարրի առկայությունը։

Տարրի մաքուր ձևով մեկուսացումը մեծ աշխատանք էր պահանջում, քանի որ դրա պարունակությունը հանքաքարում 0,1%-ից պակաս էր։ Ի վերջո, Լեկոկ դե Բոյսբոդրանին հաջողվել է ձեռք բերել 0,1 գրամից պակաս մաքուր նյութ և ուսումնասիրել այն։ Պարզվեց, որ ֆրանսիացու հայտնաբերած տարրը շատ առումներով նման է ցինկին:

1875 թվականի սեպտեմբերի 20-ին կայացած Փարիզի գիտությունների ակադեմիայի հաջորդ ժողովում ընթերցվեց Լեկոկ դը Բոյսբոդրանի նամակը, որը հայտնում էր նոր տարրի հայտնաբերման և դրա հատկությունների ուսումնասիրության մասին։ Քիմիկոսը հայտնել է նաև, որ նոր հայտնաբերված տարրն անվանել է ի պատիվ Ֆրանսիայի՝ ըստ նրա լատինական անվանման՝ Gallia (Gallia):

Երբ Մենդելեևը կարդաց այս հայտնագործության մասին հրապարակված զեկույցը, նա նշեց, որ նոր տարրի հատկությունների նկարագրությունը գրեթե ճիշտ համընկնում է էկաալյումինի նկարագրության հետ, որը նա նախկինում կանխատեսել էր: Մենդելեևը չուշացավ այդ մասին հայտնել Լեկոկ դե Բոյսբաուդրանին՝ նշելով, որ նոր մետաղի խտությունը սխալ է որոշվել և պետք է լինի 5,9-6,0, ոչ թե 4,7 գ/սմ3։ Մանրակրկիտ ստուգումը ցույց տվեց, որ Մենդելեևը ճիշտ էր։

Գալիումի արդյունահանում

Բնության մեջ գալիումը մեծ հանքավայրեր չի ստեղծում։ Որոշ օգտակար հանածոների մեջ գալիումը պարունակվում է համեմատաբար մեծ քանակությամբ (այս մետաղի համար)՝ նռնաքար, սֆալերիտ, տուրմալին, բերիլ, դաշտային սպաթ, նեֆելին:

Գալիումի ամենահարուստ աղբյուրը գերմանիտ հանքանյութն է՝ պղնձի սուլֆիդից կազմված հանքաքար, որը կարող է պարունակել 0,5-0,7% գալիում։ Բացի այդ, գալիումը ստացվում է բոքսիտի և նեֆելինի մշակման ժամանակ։ Նաև այս մետաղը կարելի է ձեռք բերել բազմամետաղային հանքաքարերի, ածուխի վերամշակմամբ։

Աղտոտված գալիումը լվանում են ջրով, այնուհետև զտվում ծակոտկեն թիթեղների միջով և տաքացվում վակուումի տակ՝ ցնդող կեղտերը հեռացնելու համար: Բարձր մաքրության գալիում ստանալու համար օգտագործվում են քիմիական (աղերի ռեակցիաներ), էլեկտրաքիմիական (լուծույթների էլեկտրոլիզ) և ֆիզիկական (քայքայման) մեթոդներ։

Հանքավայրերը, որտեղ արդյունահանվում է գալիում, գտնվում են հիմնականում Հարավարևմտյան Աֆրիկայում, ինչպես նաև Ռուսաստանում և ԱՊՀ որոշ երկրներում։

Գալիումի հատկությունները

Գալիումը փափուկ, ճկուն, արծաթափայլ մետաղ է։ Ցածր ջերմաստիճանի դեպքում այն ​​գտնվում է պինդ վիճակում, բայց արդեն հալվում է սենյակային ջերմաստիճանից մի փոքր բարձր ջերմաստիճանում (29,8 ° C):

Ընդհանուր առմամբ, այս մետաղի հեղուկ վիճակի առկայության ջերմաստիճանի լայն տիրույթը (30-ից մինչև 2230 ° C) գալիումի առանձնահատկություններից մեկն է: Գալիումի քիմիական հատկությունները մոտ են ալյումինինին։ Շնորհիվ դրա ձուլման՝ գալիումի տեղափոխումն իրականացվում է պոլիէթիլենային տոպրակների մեջ։

Մինչ կիսահաղորդիչների հայտնվելը, գալիումը օգտագործվում էր ցածր հալեցման համաձուլվածքներ ստեղծելու համար։ Այսօր գալիումը հիմնականում օգտագործվում է միկրոէլեկտրոնիկայի մեջ՝ որպես կիսահաղորդիչների մաս։ Գալիումի նիտրիդը օգտագործվում է կիսահաղորդչային լազերների և լուսադիոդների ստեղծման համար կապույտ և ուլտրամանուշակագույն տիրույթում:

Գալիումը հիանալի քսանյութ է: Գալիումի և նիկելի, գալիումի և սկանդիումի հիման վրա ստեղծվել են գործնական առումով շատ կարևոր մետաղական սոսինձներ։ Գալիումի մետաղը նույնպես օգտագործվում է քվարցային ջերմաչափերը լցնելու համար՝ բարձր ջերմաստիճանները չափելու համար՝ սնդիկը փոխարինելով այս մետաղով։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ գալիումը շատ ավելի բարձր եռման կետ ունի, քան սնդիկը:

Գալիումը ամենաթանկ մետաղներից մեկն է։ Այսպիսով, 2005 թվականին համաշխարհային շուկայում մեկ տոննա գալիումն արժեր 1,2 միլիոն ԱՄՆ դոլար։ Նրա բարձր գնի և այս մետաղի մեծ կարիքի պատճառով շատ կարևոր է հիմնել դրա ամբողջական արդյունահանումը ալյումինի արտադրության և հեղուկ վառելիքի համար ածուխի վերամշակման մեջ:

ԳԱԼԻՈՒՄ Մետաղ, որը հալվում է ձեռքերում։

Մետաղական ԳԱԼԻՈՒՄ

Գալիումը Դ. Ի. Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի չորրորդ շրջանի երրորդ խմբի հիմնական ենթախմբի տարր է՝ 31 ատոմային համարով։ Նշանակվում է Ga (լատ. Գալիում) նշանով։ Պատկանում է թեթև մետաղների խմբին։ Պարզ նյութը՝ գալիումը (CAS համարը՝ 7440-55-3) արծաթ-սպիտակ (այլ աղբյուրների համաձայն՝ բաց մոխրագույն) գույնի փափուկ ճկուն մետաղ է՝ կապտավուն երանգով։

Մետաղական ԳԱԼԻՈՒՄ

Գալիում. Հալման կետը 29,76 °C

ցածր թունավորություն, դուք կարող եք վերցնել և հալեցնել:

Նյութ կիսահաղորդչային էլեկտրոնիկայի համար

Գալիումի արսենիդ GaAs

Խոստումնալից նյութ կիսահաղորդչային էլեկտրոնիկայի համար:

գալիումի նիտրիդ

օգտագործվում է կիսահաղորդչային լազերների և լուսադիոդների ստեղծման համար կապույտ և ուլտրամանուշակագույն տիրույթում: Գալիումի նիտրիդն ունի հիանալի քիմիական և մեխանիկական հատկություններ, որոնք բնորոշ են բոլոր նիտրիդային միացություններին:

Գալիում-71 իզոտոպ

նեյտրինոների հայտնաբերման ամենակարևոր նյութն է, և դրա հետ կապված՝ տեխնոլոգիային բախվում է բնական խառնուրդից իզոտոպների մեկուսացման շատ հրատապ խնդիր՝ նեյտրինո դետեկտորների զգայունությունը բարձրացնելու համար: Քանի որ 71Ga-ի պարունակությունը իզոտոպների բնական խառնուրդում կազմում է մոտ 39,9%, մաքուր իզոտոպի մեկուսացումը և որպես նեյտրինո դետեկտոր օգտագործելը կարող է 2,5 անգամ բարձրացնել հայտնաբերման զգայունությունը։

Քիմիական հատկություններ

Գալիումը թանկ է, 2005 թվականին մեկ տոննա գալիումը համաշխարհային շուկայում արժեր 1,2 միլիոն ԱՄՆ դոլար, և այս մետաղի բարձր գնի և միևնույն ժամանակ մեծ պահանջարկի պատճառով շատ կարևոր է դրա ամբողջական արդյունահանումը հիմնել ալյումինի արտադրության մեջ։ և ածխի վերամշակում հեղուկ վառելիքով:

Գալիումը ունի մի շարք համաձուլվածքներ, որոնք հեղուկ են սենյակային ջերմաստիճանում, և դրա համաձուլվածքներից մեկի հալման ջերմաստիճանը 3 °C է (In-Ga-Sn eutectic), բայց մյուս կողմից, գալիումը (համաձուլվածքները ավելի քիչ չափով) շատ ագրեսիվ է կառուցվածքային նյութերի մեծ մասի նկատմամբ (համաձուլվածքների ճեղքում և էրոզիա բարձր ջերմաստիճանում): Օրինակ՝ կապված ալյումինի և նրա համաձուլվածքների հետ՝ գալիումը հզոր ուժի նվազեցնող միջոց է (տես կլանման ուժի նվազեցում, Rehbinder էֆեկտ)։ Գալիումի այս հատկությունը առավել հստակ ցուցադրվել և մանրամասն ուսումնասիրվել է Պ. Որպես հովացուցիչ նյութ, գալիումը անարդյունավետ է և հաճախ պարզապես անընդունելի:

Գալիումը հիանալի քսանյութ է

Գալիումի և նիկելի, գալիումի և սկանդիումի հիման վրա ստեղծվել են գործնական առումով շատ կարևոր մետաղական սոսինձներ։

Գալիումի մետաղը լցվում է նաև քվարցային ջերմաչափերի մեջ (սնդիկի փոխարեն)՝ բարձր ջերմաստիճանը չափելու համար։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ գալիումը շատ ավելի բարձր եռման կետ ունի, քան սնդիկը:

Գալիումի օքսիդը մտնում է նռնաքարային խմբի մի շարք ռազմավարական նշանակություն ունեցող լազերային նյութերի մեջ՝ GSHG, YAG, ISGG և այլն։

31 ատոմային համարով տարրից ընթերցողների մեծ մասը միայն հիշում է, որ այն երեք տարրերից մեկն է, որոնք կանխագուշակել և առավել մանրամասն նկարագրել է Դ.Ի. Մենդելեևը, և ​​որ դա շատ հալվող մետաղ է՝ հեղուկի վերածելու համար բավական է ափի ջերմությունը։

Մենք միտումնավոր սկսեցինք մեր պատմությունը թիվ 31 տարրի մասին՝ նշելով մի բան, որը հայտնի է գրեթե բոլորին: Որովհետև այս «հայտնին» որոշակի բացատրության կարիք ունի։ Բոլորը գիտեն, որ գալիումը կանխատեսել է Մենդելեևը և հայտնաբերել Լեկոկ դե Բոյսբոդրանը, բայց ոչ բոլորին է հայտնի, թե ինչպես է հայտնագործությունը տեղի ունեցել։ Գրեթե բոլորը գիտեն, որ գալիումը հալվող է, բայց գրեթե ոչ ոք չի կարող պատասխանել այն հարցին, թե ինչու է այն հալվող։

Ինչպե՞ս հայտնաբերվեց գալիումը:

Ֆրանսիացի քիմիկոս Պոլ Էմիլ Լեկոկ դե Բուիսբոդրանը պատմության մեջ մտավ որպես երեք նոր տարրերի հայտնաբերող՝ գալիում (1875), սամարիում (1879) և դիսպրոզիում (1886): Այս հայտնագործություններից առաջինը նրան համբավ բերեց։

Ժամանակին Ֆրանսիայից դուրս նա քիչ հայտնի էր: Նա 38 տարեկան էր, հիմնականում զբաղվում էր սպեկտրոսկոպիկ հետազոտություններով։ Լեկոկ դե Բոյսբոդրանը լավ սպեկտրոսկոպիստ էր, և դա ի վերջո հանգեցրեց հաջողության. նա իր բոլոր երեք տարրերը բացահայտեց սպեկտրային վերլուծության միջոցով:

1875 թվականին Լեկոկ դե Բոյսբոդրանը ուսումնասիրեց ցինկի խառնուրդի սպեկտրը, որը բերվել էր Պիերֆիտից (Պիրենեյներ): Հենց այս սպեկտրում հայտնաբերվեց նոր մանուշակագույն գիծ (ալիքի երկարությունը 4170 Ա): Նոր տողը ցույց էր տալիս հանքանյութում անհայտ տարրի առկայությունը, և, բնականաբար, Լեկոկ դե Բոյսբաուդրանն ամեն ջանք գործադրեց այս տարրը մեկուսացնելու համար։ Դա հեշտ չէր անել՝ հանքաքարում նոր տարրի պարունակությունը 0,1%-ից պակաս էր, և շատ առումներով այն նման էր ցինկին։ Երկար փորձերից հետո գիտնականին հաջողվել է նոր տարր ստանալ, բայց շատ փոքր քանակությամբ։ Այնքան փոքր (0,1 գ-ից պակաս), որ Լեկոկ դե Բոյսբաուդրանը չկարողացավ ամբողջությամբ ուսումնասիրել դրա ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները։

Գալիումի հայտնաբերման մասին հաղորդագրությունը, ուստի ի պատիվ Ֆրանսիայի (Gallia - նրա լատինական անվանումը) նոր տարր է անվանվել, հայտնվել է Փարիզի Գիտությունների ակադեմիայի զեկույցներում:

Դ. Ի. Մենդելեևը կարդաց այս հաղորդագրությունը և գալիումի մեջ ճանաչեց էկա-ալյումինը, որը նա կանխատեսել էր հինգ տարի առաջ: Մենդելեևն անմիջապես գրեց Փարիզին. «Հայտնաբերման և մեկուսացման մեթոդը, ինչպես նաև նկարագրված մի քանի հատկությունները հուշում են, որ նոր մետաղը ոչ այլ ինչ է, քան էկաալյումին», - ասվում է նրա նամակում: Այնուհետև այն կրկնեց այդ տարրի համար կանխատեսված հատկությունները: Ավելին, երբեք ձեռքերում չբռնելով գալիումի հատիկը՝ չտեսնելով այն իր աչքերում, ռուս քիմիկոսը պնդում էր, որ տարերքի հայտնաբերողը սխալվել է, որ նոր մետաղի խտությունը չի կարող հավասար լինել 4,7-ի, ինչպես գրել է Լեկոկ դե Բոյսբոդրանը։ , այն պետք է լինի ավելի, մոտավորապես 5,9-6,0 գ/սմ3։

Տարօրինակ է, բայց պարբերականի գոյության մասինօրենքը, դրա հաստատողներից առաջինը՝ «ուժեղացնողները», սովորեցին միայն այս նամակից։ Նա առանձնացրեց ու ուշադիրմաքրված գալիումի հատիկներ՝ ստուգելու առաջին փորձերի արդյունքները: Գիտության որոշ պատմաբաններ կարծում են, որ դա արվել է ինքնավստահ ռուսին ամաչելու համար«կանխատեսող». Սակայն փորձը հակառակն է ցույց տվել՝ հայտնաբերողը սխալվել է։ Ավելի ուշ նա գրել է. «Կարծում եմ, պետք չէ նշել այն բացառիկ կարևորությունը, որ ունի նոր տարրի խտությունը Մենդելեևի տեսական տեսակետների հաստատման առնչությամբ»։

Թիվ 31 տարրի մյուս հատկությունները, որոնք կանխատեսել էր Մենդելեևը, գրեթե ճշգրիտ համընկնում էին փորձարարական տվյալների հետ.«Մենդելեևի կանխատեսումներն իրականացան չնչին շեղումներով՝ էկաալյումինը վերածվեց գալիումի»։ Էնգելսն այսպես է բնութագրում այս իրադարձությունը «Բնության դիալեկտիկա»-ում:

Ավելորդ է ասել, որ Մենդելեևի կանխատեսած առաջին տարրի հայտնաբերումը զգալիորեն ուժեղացավպարբերական օրենքի դիրքորոշումը.

Դուք հոդված եք կարդում գալլիումի պատմության թեմայով