მეტალი გალიუმი. გალიუმი არის ლითონი, რომელიც დნება თქვენს ხელში

ელემენტის შესახებ ატომური ნომრით 31, მკითხველთა უმეტესობას მხოლოდ ის ახსოვს, რომ ეს არის ერთ-ერთი სამი ელემენტიდან, რომელიც ყველაზე დეტალურად იწინასწარმეტყველა და აღწერა D.I. მენდელეევი და ეს გალიუმი არის ძალიან დნობადი ლითონი: პალმის სითბო საკმარისია იმისათვის, რომ იგი თხევადად იქცეს.

თუმცა, გალიუმი არ არის ყველაზე დნებადი ლითონებს შორის (თუნდაც ვერცხლისწყალს არ ჩავთვლით). მისი დნობის წერტილია 29,75°C, ხოლო ცეზიუმი დნება 28,5°C-ზე; მხოლოდ ცეზიუმი, ისევე როგორც ნებისმიერი ტუტე მეტალი, არ შეიძლება თქვენს ხელში აღება, ამიტომ გალიუმის დნობა ბუნებრივად უფრო ადვილია ხელის გულზე, ვიდრე ცეზიუმი.

ჩვენ განზრახ დავიწყეთ ჩვენი ამბავი 31-ე ელემენტის შესახებ ისეთი რამის ხსენებით, რაც თითქმის ყველამ იცის. რადგან ეს "ცნობილი" ახსნას მოითხოვს. ყველამ იცის, რომ გალიუმი იწინასწარმეტყველა მენდელეევმა და აღმოაჩინა ლეკოკ დე ბოისბოდრანმა, მაგრამ ყველამ არ იცის, როგორ მოხდა ეს აღმოჩენა. თითქმის ყველამ იცის, რომ გალიუმი დნებადია, მაგრამ თითქმის ვერავინ შეძლებს პასუხის გაცემას კითხვაზე, თუ რატომ არის ის დნობა.

როგორ აღმოაჩინეს გალიუმი?

ფრანგი ქიმიკოსი პოლ ემილ ლეკოკ დე ბოისბოდრანი ისტორიაში შევიდა, როგორც სამი ახალი ელემენტის აღმომჩენი: გალიუმი (1875), სამარიუმი (1879) და დისპროსიუმი (1886). ამ აღმოჩენებიდან პირველმა მას პოპულარობა მოუტანა.

იმ დროს მას ნაკლებად იცნობდნენ საფრანგეთის ფარგლებს გარეთ. ის 38 წლის იყო და ძირითადად სპექტროსკოპიული კვლევებით იყო დაკავებული. ლეკოკ დე ბოისბოდრანი იყო კარგი სპექტროსკოპისტი და ამან საბოლოოდ მიიყვანა წარმატებამდე: მან აღმოაჩინა მისი სამივე ელემენტი სპექტრალური ანალიზით.

1875 წელს ლეკოკ დე ბოისბოდრანმა გამოიკვლია თუთიის ბლენდის სპექტრი, რომელიც ჩამოტანილი იყო პიერფიტიდან (პირენეები). ამ სპექტრში აღმოაჩინეს ახალი იისფერი ხაზი (ტალღის სიგრძე 4170 Å). ახალი ხაზი მიუთითებდა მინერალში უცნობი ელემენტის არსებობაზე და, ბუნებრივია, ლეკოკ დე ბოისბოდრანმა ყველა ღონე იხმარა ამ ელემენტის იზოლირებისთვის. ამის გაკეთება რთული აღმოჩნდა: ახალი ელემენტის შემცველობა საბადოში 0,1%-ზე ნაკლები იყო და მრავალი თვალსაზრისით იგი თუთიის* მსგავსი იყო. ხანგრძლივი ექსპერიმენტების შემდეგ მეცნიერმა მოახერხა ახალი ელემენტის მოპოვება, მაგრამ ძალიან მცირე რაოდენობით. იმდენად მცირე (0,1 გ-ზე ნაკლები), რომ ლეკოკ დე ბოისბოდრაპმა ვერ შეძლო მისი ფიზიკური და ქიმიური თვისებების სრულად შესწავლა.

* როგორ მიიღება გალიუმი თუთიის ბლენდისგან, აღწერილია ქვემოთ.

გალიუმის აღმოჩენა - ასე დაარქვეს ახალ ელემენტს საფრანგეთის პატივსაცემად (გალია მისი ლათინური სახელია) - გამოჩნდა პარიზის მეცნიერებათა აკადემიის მოხსენებებში.

ეს მესიჯი წაიკითხა დ.ი. მენდელეევი და აღიარა გალიუმში ეკა-ალუმინი, რომელიც მან იწინასწარმეტყველა ხუთი წლის წინ. მენდელეევმა მაშინვე მისწერა პარიზს. „აღმოჩენისა და იზოლაციის მეთოდი, ისევე როგორც აღწერილი რამდენიმე თვისება, გვაფიქრებინებს, რომ ახალი ლითონი სხვა არაფერია თუ არა ეკა-ალუმინი“, - ნათქვამია მის წერილში. შემდეგ მან გაიმეორა ამ ელემენტისთვის პროგნოზირებული თვისებები. უფრო მეტიც, გალიუმის მარცვლები რომ არ ეჭირა ხელში და პირადად არ ენახა, რუსი ქიმიკოსი ამტკიცებდა, რომ ელემენტის აღმომჩენი ცდებოდა, რომ ახალი ლითონის სიმკვრივე არ შეიძლება იყოს 4,7-ის ტოლი, როგორც ლეკოკ დე ბოისბოდრანი წერდა. - უნდა იყოს მეტი, დაახლოებით 5,9...6,0 გ/სმ 3!

რაც არ უნდა უცნაურად ჩანდეს, მისმა პირველმა დამამტკიცებელმა, „გამაძლიერებელმა“ პერიოდული კანონის არსებობის შესახებ მხოლოდ ამ წერილიდან შეიტყო. მან კიდევ ერთხელ გამოყო და საგულდაგულოდ გაასუფთავა გალიუმის მარცვლები პირველი ექსპერიმენტების შედეგების შესამოწმებლად. მეცნიერების ზოგიერთი ისტორიკოსი თვლის, რომ ეს გაკეთდა თავდაჯერებული რუსი "წინასწარმეტყველის" შერცხვენის მიზნით. მაგრამ გამოცდილებამ პირიქით აჩვენა: აღმომჩენი შეცდა. მოგვიანებით მან დაწერა: „არ არის საჭირო, ვფიქრობ, აღვნიშნო ის განსაკუთრებული მნიშვნელობა, რაც ახალი ელემენტის სიმკვრივეს აქვს მენდელეევის თეორიული შეხედულებების დადასტურებასთან მიმართებაში“.

მენდელეევის მიერ ნაწინასწარმეტყველები No31 ელემენტის სხვა თვისებები თითქმის ზუსტად დაემთხვა ექსპერიმენტულ მონაცემებს. ”მენდელეევის პროგნოზები ახდა მცირე გადახრებით: ეკა-ალუმინი გადაიქცა გალიუმად”. ასე ახასიათებს ენგელსი ამ მოვლენას „ბუნების დიალექტიკაში“.

ზედმეტია იმის თქმა, რომ მენდელეევის მიერ ნაწინასწარმეტყველები ელემენტებიდან პირველის აღმოჩენამ მნიშვნელოვნად გააძლიერა პერიოდული კანონის პოზიცია.

რატომ არის გალიუმი დნებადი?

გალიუმის თვისებების პროგნოზირებისას, მენდელეევს სჯეროდა, რომ ეს ლითონი უნდა იყოს დნობა, რადგან ჯგუფში მისი ანალოგები - ალუმინი და ინდიუმი - ასევე არ არის ცეცხლგამძლე.

მაგრამ გალიუმის დნობის წერტილი უჩვეულოდ დაბალია, ხუთჯერ დაბალია, ვიდრე ინდიუმის. ეს აიხსნება გალიუმის კრისტალების უჩვეულო სტრუქტურით. მისი კრისტალური ბადე იქმნება არა ცალკეული ატომებით (როგორც "ნორმალური" ლითონებით), არამედ დიატომური მოლეკულებით. Ga 2 მოლეკულები ძალიან სტაბილურია; ისინი შენარჩუნებულია მაშინაც კი, როდესაც გალიუმი გადადის თხევად მდგომარეობაში. მაგრამ ეს მოლეკულები ერთმანეთთან დაკავშირებულია მხოლოდ სუსტი ვან დერ ვაალის ძალებით და ძალიან ცოტა ენერგიაა საჭირო მათი კავშირის გასანადგურებლად.

No31 ელემენტის ზოგიერთი სხვა თვისება დაკავშირებულია მოლეკულების დიატომურობასთან. თხევად მდგომარეობაში გალიუმი უფრო მკვრივი და მძიმეა, ვიდრე მყარ მდგომარეობაში. თხევადი გალიუმის ელექტრული გამტარობა ასევე უფრო დიდია, ვიდრე მყარი გალიუმის.

გარეგნულად ის უფრო კალის ჰგავს: ვერცხლისფერ-თეთრ რბილ ლითონს; ის არ იჟანგება და არ იბზარება ჰაერში.

და უმეტესი ქიმიური თვისებებით, გალიუმი ახლოს არის ალუმინისთან. ალუმინის მსგავსად, გალიუმის ატომს აქვს სამი ელექტრონი მის გარე ორბიტაზე. ალუმინის მსგავსად, გალიუმი ადვილად, თუნდაც სიცივეში, რეაგირებს ჰალოგენებთან (იოდის გარდა). ორივე ლითონი ადვილად იხსნება გოგირდის და მარილმჟავებში და ორივე რეაგირებს ტუტეებთან და იძლევა ამფოტერულ ჰიდროქსიდებს. რეაქციის დისოციაციის მუდმივები

Ga(OH) 3 → Ga 3+ + 3OH –

H 3 GaO 3 → 3H + + GaO 3– 3

- იგივე შეკვეთის რაოდენობები.

ამასთან, არსებობს განსხვავებები გალიუმის და ალუმინის ქიმიურ თვისებებში.

გალიუმი შესამჩნევად იჟანგება მშრალი ჟანგბადით მხოლოდ 260°C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე, ხოლო ალუმინი, თუ მოკლებულია დამცავ ოქსიდის ფენას, ძალიან სწრაფად იჟანგება ჟანგბადით.

წყალბადთან ერთად გალიუმი აყალიბებს ჰიდრიდებს ბორის ჰიდრიდების მსგავსი. ალუმინს შეუძლია მხოლოდ წყალბადის დაშლა, მაგრამ არ რეაგირებს მასთან.

გალიუმი ასევე ჰგავს გრაფიტს, კვარცს და წყალს.

გრაფიტზე – იმიტომ, რომ ქაღალდზე ნაცრისფერ კვალს ტოვებს.

კვარცისთვის – ელექტრო და თერმული ანიზოტროპია.

გალიუმის კრისტალების ელექტრული წინააღმდეგობის სიდიდე დამოკიდებულია იმაზე, თუ რომელ ღერძზე მიედინება დენი. მაქსიმალური და მინიმალური თანაფარდობა არის 7, მეტი, ვიდრე ნებისმიერი სხვა ლითონი. იგივე ეხება თერმული გაფართოების კოეფიციენტს.

მისი მნიშვნელობები სამი კრისტალოგრაფიული ღერძის მიმართულებით (გალიუმის კრისტალები რომბისებრია) არის 31:16:11 თანაფარდობით.

გალიუმი კი წყლის მსგავსია იმით, რომ როცა გამკვრივდება, ფართოვდება. შესამჩნევია მოცულობის ზრდა – 3,2%.

მხოლოდ ამ ურთიერთსაწინააღმდეგო მსგავსებათა ერთობლიობა მეტყველებს No31 ელემენტის უნიკალურ ინდივიდუალურობაზე.

გარდა ამისა, მას აქვს თვისებები, რომლებიც არ არის ნაპოვნი სხვა ელემენტებში. მას შემდეგ, რაც დნება, მას შეუძლია დარჩეს ზედმეტად გაცივებულ მდგომარეობაში მრავალი თვის განმავლობაში დნობის წერტილზე დაბალ ტემპერატურაზე. ეს არის ერთადერთი ლითონი, რომელიც რჩება თხევად უზარმაზარ ტემპერატურულ დიაპაზონში 30-დან 2230°C-მდე და მისი ორთქლის არასტაბილურობა მინიმალურია. ღრმა ვაკუუმშიც კი შესამჩნევად აორთქლდება მხოლოდ 1000°C ტემპერატურაზე. გალიუმის ორთქლი, მყარი და თხევადი ლითონებისგან განსხვავებით, ერთატომია. Ga 2 → 2Ga გადასვლა მოითხოვს დიდი რაოდენობით ენერგიას; ეს ხსნის გალიუმის აორთქლების სირთულეს.

თხევადი მდგომარეობის დიდი ტემპერატურული დიაპაზონი არის No31 ელემენტის ერთ-ერთი ძირითადი ტექნიკური გამოყენების საფუძველი.

რისთვის არის კარგი გალიუმი?

გალიუმის თერმომეტრებს შეუძლიათ გაზომონ ტემპერატურა 30-დან 2230°C-მდე. გალიუმის თერმომეტრები ახლა ხელმისაწვდომია 1200°C-მდე ტემპერატურისთვის.

ელემენტი No31 გამოიყენება სასიგნალო მოწყობილობებში გამოყენებული დაბალი დნობის შენადნობების წარმოებისთვის. გალიუმ-ინდიუმის შენადნობი დნება უკვე 16°C-ზე. ეს არის ყველაზე დნობადი ყველა ცნობილ შენადნობას შორის.

როგორც III ჯგუფის ელემენტი, რომელიც აძლიერებს "ხვრელის" გამტარობას ნახევარგამტარში, გალიუმი (მინიმუმ 99,999%) გამოიყენება გერმანიუმის და სილიკონის დანამატად.

გალიუმის მეტალთაშორის ნაერთებს V ჯგუფის ელემენტებთან - ანტიმონი და დარიშხანი - თავად აქვთ ნახევარგამტარული თვისებები.

შუშის მასაში გალიუმის დამატება შესაძლებელს ხდის სინათლის სხივების მაღალი რეფრაქციული ინდექსის მქონე სათვალეების მიღებას, ხოლო Ga 2 O 3-ზე დაფუძნებული სათვალეები კარგად გადასცემს ინფრაწითელ სხივებს.

თხევადი გალიუმი ირეკლავს მასზე მოხვედრილი სინათლის 88%-ს, მყარი გალიუმი ოდნავ ნაკლებს. ამიტომ, ისინი ამზადებენ გალიუმის სარკეებს, რომელთა დამზადებაც ძალიან მარტივია - გალიუმის საფარი ფუნჯითაც კი შეიძლება წაისვათ.

ზოგჯერ გამოიყენება გალიუმის უნარი კარგად დაასველოს მყარი ზედაპირები, რომელიც ცვლის ვერცხლისწყალს დიფუზიურ ვაკუუმ ტუმბოებში. ასეთი ტუმბოები უკეთესად „იკავებენ“ ვაკუუმს, ვიდრე ვერცხლისწყლის ტუმბოები.

გალიუმის გამოყენების მცდელობები გაკეთდა ბირთვულ რეაქტორებში, მაგრამ ამ მცდელობების შედეგები ძნელად შეიძლება ჩაითვალოს წარმატებულად. გალიუმი არა მხოლოდ საკმაოდ აქტიურად იჭერს ნეიტრონებს (იჭერს ჯვრის მონაკვეთს 2.71 ბეღელს), ის ასევე რეაგირებს ამაღლებულ ტემპერატურაზე მეტალების უმეტესობასთან.

გალიუმი არ გახდა ატომური მასალა. მართალია, მისი ხელოვნური რადიოაქტიური იზოტოპი 72 Ga (ნახევარგამოყოფის პერიოდით 14,2 საათი) გამოიყენება ძვლის კიბოს დიაგნოსტირებისთვის. გალიუმ-72 ქლორიდი და ნიტრატი შეიწოვება სიმსივნეში და ამ იზოტოპისთვის დამახასიათებელი რადიაციის გამოვლენით ექიმები თითქმის ზუსტად განსაზღვრავენ უცხო წარმონაქმნების ზომას.

როგორც ხედავთ, No31 ელემენტის პრაქტიკული შესაძლებლობები საკმაოდ ფართოა. ჯერ კიდევ ვერ მოხერხდა მათი სრულად გამოყენება გალიუმის მოპოვების სირთულის გამო - საკმაოდ იშვიათი ელემენტი (დედამიწის ქერქის წონის 1,5 10 -3%) და ძალიან მიმოფანტული. რამდენიმე ადგილობრივი გალიუმის მინერალი ცნობილია. მისი პირველი და ყველაზე ცნობილი მინერალი, გალიტი CuGaS 2, აღმოაჩინეს მხოლოდ 1956 წელს. მოგვიანებით აღმოაჩინეს კიდევ ორი ​​მინერალი, უკვე ძალიან იშვიათი.

როგორც წესი, გალიუმი გვხვდება თუთიაში, ალუმინის, რკინის მადნებში, ასევე ნახშირში - როგორც უმნიშვნელო მინარევები. და რა არის დამახასიათებელი: რაც უფრო დიდია ეს მინარევები, მით უფრო რთულია მისი ამოღება, რადგან მეტი გალიუმია იმ ლითონების (ალუმინი, თუთია) მადნებში, რომლებიც მას მსგავსია თვისებებით. ხმელეთის გალიუმის უმეტესი ნაწილი შეიცავს ალუმინის მინერალებს.

გალიუმის მოპოვება ძვირადღირებული "სიამოვნებაა". აქედან გამომდინარე, ელემენტი No31 გამოიყენება უფრო მცირე რაოდენობით, ვიდრე მისი რომელიმე მეზობელი პერიოდულ სისტემაში.

შესაძლებელია, რა თქმა უნდა, მეცნიერებამ უახლოეს მომავალში აღმოაჩინოს გალიუმში ისეთი რამ, რაც მას აბსოლუტურად აუცილებელს და შეუცვლელს გახდის, როგორც ეს მოხდა მენდელეევის მიერ ნაწინასწარმეტყველები სხვა ელემენტთან - გერმანიუმთან. სულ რაღაც 30 წლის წინ ის გალიუმზე ნაკლებად გამოიყენებოდა და შემდეგ დაიწყო "ნახევარგამტარების ერა"...

ნიმუშების მოძიება

გალიუმის თვისებები იწინასწარმეტყველა D.I. მენდელეევი ამ ელემენტის აღმოჩენამდე ხუთი წლით ადრე. ბრწყინვალე რუსი ქიმიკოსი თავის პროგნოზებს ემყარება პერიოდული სისტემის ჯგუფებში თვისებების ცვლილების ნიმუშებს. მაგრამ ლეკოკ დე ბოისბოდრანისთვის გალიუმის აღმოჩენა არ იყო ბედნიერი შემთხვევა. ნიჭიერმა სპექტროსკოპისტმა ჯერ კიდევ 1863 წელს აღმოაჩინა მსგავსი თვისებების მქონე ელემენტების სპექტრის ცვლილებების ნიმუშები. ინდიუმისა და ალუმინის სპექტრების შედარებისას, ის მივიდა დასკვნამდე, რომ ამ ელემენტებს შესაძლოა ჰყავდეთ „ძმა“, რომლის ხაზები შეავსებს უფსკრული სპექტრის მოკლე ტალღის ნაწილში. სწორედ ეს დაკარგული ხაზი ეძებდა და აღმოაჩინა Pierrefit-ის თუთიის ბლენდის სპექტრში.

შედარებისთვის წარმოგიდგენთ D.I-ს მიერ ნაწინასწარმეტყველები ძირითადი თვისებების ცხრილს. მენდელეევის ეკა-ალუმინი და გალიუმი აღმოჩენილი ლეკოკ დე ბოისბოდრანის მიერ.

ეკაალუმინი	გალიუმი
ატომური წონა დაახლოებით 68	ატომური წონა 69,72
უნდა იყოს დაბალი დნობა	დნობის წერტილი 29,75°C
ხვედრითი წონა 6.0-თან ახლოს	ხვედრითი წონა 5.9 (მყარი) და 6.095 (თხევადი)
ატომური მოცულობა 11,5	ატომური მოცულობა 11.8
არ უნდა იჟანგება ჰაერში	ოდნავ იჟანგება მხოლოდ სულისწითელ სიცხეზე
მაღალ ტემპერატურაზე უნდა დაიშალოს წყალი	მაღალ ტემპერატურაზე ის წყალს ანადგურებს
რთული ფორმულები: EaCl 3 Ea 2 O 3, Ea 2 (SO 4) 3	რთული ფორმულები: GaCl 3, Ga 3 O 3, Ga 2 (SO 4) 3
უნდა ჩამოყალიბდეს ალუმი Ea 2 (SO 4) 3 Me 2 SO 4 24H 2 O, მაგრამ უფრო რთული ვიდრე ალუმინი	აყალიბებს ალუმს შემადგენლობით (NH 4) Ga(SO 4) 2 12H 2 O
ოქსიდი Ea 2 O 3 ადვილად უნდა შემცირდეს და წარმოქმნას უფრო აქროლადი ლითონი ვიდრე Al, და, შესაბამისად, შეიძლება ველოდოთ, რომ ეკაალუმინი აღმოჩენილი იქნება სპექტრალური ანალიზით.	გალიუმი ადვილად იშლება მისი ოქსიდიდან წყალბადის ნაკადში კალცინაციით, რომელიც აღმოჩენილია სპექტრალური ანალიზის გამოყენებით.

სიტყვების თამაში?

მეცნიერების ზოგიერთი ისტორიკოსი 31-ე ელემენტის სახელში ხედავს არა მხოლოდ პატრიოტიზმს, არამედ მისი აღმომჩენის უზნეობასაც. ზოგადად მიღებულია, რომ სიტყვა "გალიუმი" მომდინარეობს ლათინური Gallia-დან (საფრანგეთი). მაგრამ თუ გსურთ, შეგიძლიათ იმავე სიტყვაში იხილოთ მინიშნება სიტყვა "მამალი"! ლათინური "მამალი" არის gallus, ხოლო ფრანგული არის le coq. ლეკოკ დე ბოისბოდრანი?

ასაკის მიხედვით

მინერალებში გალიუმი ხშირად თან ახლავს ალუმინს. საინტერესოა, რომ მინერალში ამ ელემენტების თანაფარდობა დამოკიდებულია მინერალის წარმოქმნის დროზე. ფელდსპარებში ყოველ 120 ათას ალუმინის ატომზე ერთი გალიუმის ატომია. ნეფელინებში, რომლებიც გაცილებით გვიან ჩამოყალიბდა, ეს თანაფარდობა უკვე არის 1:6000, ხოლო კიდევ უფრო „ახალგაზრდა“ გაქვავებულ ხეში მხოლოდ 1:13.

პირველი პატენტი

გალიუმის გამოყენების პირველი პატენტი 60 წლის წინ იქნა აღებული. მათ სურდათ გამოეყენებინათ No31 ელემენტი ელექტრორკალის ნათურებში.

თრგუნავს გოგირდს, იცავს თავს გოგირდით

საინტერესო ურთიერთქმედება ხდება გალიუმსა და გოგირდის მჟავას შორის. მას თან ახლავს ელემენტარული გოგირდის გამოყოფა. ამ შემთხვევაში, გოგირდი ფარავს ლითონის ზედაპირს და ხელს უშლის მის შემდგომ დაშლას. თუ ლითონს ცხელი წყლით გარეცხავთ, რეაქცია განახლდება და გაგრძელდება მანამ, სანამ გალიუმზე გოგირდის ახალი „კანი“ არ გაიზრდება.

Ცუდი გავლენა

თხევადი გალიუმი რეაგირებს მეტალების უმეტესობასთან, წარმოქმნის შენადნობებსა და მეტალთაშორის ნაერთებს საკმაოდ დაბალი მექანიკური თვისებებით. სწორედ ამიტომ გალიუმთან კონტაქტი იწვევს მრავალი სტრუქტურული მასალის სიმტკიცეს. ბერილიუმი ყველაზე მდგრადია გალიუმის მიმართ: 1000°C-მდე ტემპერატურაზე წარმატებით უძლებს No31 ელემენტის აგრესიულობას.

და ოქსიდიც!

გალიუმის ოქსიდის მცირე დანამატები მნიშვნელოვნად მოქმედებს მრავალი ლითონის ოქსიდების თვისებებზე. ამრიგად, Ga 2 O 3-ის შერევა თუთიის ოქსიდთან მნიშვნელოვნად ამცირებს მის აგლომერაციის უნარს. მაგრამ თუთიის ხსნადობა ასეთ ოქსიდში გაცილებით მეტია, ვიდრე სუფთა თუთიაში. ხოლო ტიტანის დიოქსიდის ელექტრული გამტარობა მკვეთრად ეცემა Ga 2 O 3-ის დამატებისას.

როგორ მივიღოთ გალიუმი

მსოფლიოში გალიუმის მადნების სამრეწველო საბადოები არ არის ნაპოვნი. ამიტომ, გალიუმი უნდა იყოს მოპოვებული თუთიისა და ალუმინის მადნებიდან, რომლებიც ძალიან ღარიბია. ვინაიდან მადნების შემადგენლობა და მათში გალიუმის შემცველობა ერთნაირი არ არის, No31 ელემენტის მიღების მეთოდები საკმაოდ მრავალფეროვანია. მაგალითად, მოგიყვებით, როგორ მოიპოვება გალიუმი თუთიის ბლენდიდან, მინერალიდან, რომელშიც პირველად აღმოაჩინეს ეს ელემენტი.

უპირველეს ყოვლისა, თუთიის ნაზავი ZnS იწვება და მიღებული ოქსიდები ირეცხება გოგირდის მჟავით. ბევრ სხვა მეტალთან ერთად, გალიუმი გადადის ხსნარში. ამ ხსნარში ჭარბობს თუთიის სულფატი - მთავარი პროდუქტი, რომელიც უნდა გაიწმინდოს მინარევებისაგან, მათ შორის გალიუმისგან. გაწმენდის პირველი ეტაპი არის რკინის შლამის ე.წ. მჟავე ხსნარის თანდათანობითი განეიტრალებასთან ერთად, ეს ტალახი ნალექდება. ის შეიცავს დაახლოებით 10% ალუმინს, 15% რკინას და (რაც ახლა ჩვენთვის ყველაზე მნიშვნელოვანია) 0,05...0,1% გალიუმს. გალიუმის ამოსაღებად ტალახს ასუფთავებენ მჟავით ან ნატრიუმის ჰიდროქსიდით – გალიუმის ჰიდროქსიდი ამფოტერიულია. ტუტე მეთოდი უფრო მოსახერხებელია, რადგან ამ შემთხვევაში აღჭურვილობა შეიძლება დამზადდეს ნაკლებად ძვირი მასალებისგან.

ტუტეების გავლენით ალუმინის და გალიუმის ნაერთები გადადის ხსნარში. როდესაც ეს ხსნარი საგულდაგულოდ განეიტრალება, გალიუმის ჰიდროქსიდი გროვდება. მაგრამ ზოგიერთი ალუმინის ასევე ნალექი. ამიტომ, ნალექი კვლავ იხსნება, ამჯერად მარილმჟავაში. შედეგი არის გალიუმის ქლორიდის ხსნარი, რომელიც დაბინძურებულია უპირატესად ალუმინის ქლორიდით. ამ ნივთიერებების გამოყოფა შესაძლებელია ექსტრაქციის გზით. ემატება ეთერი და, AlCl 3-ისგან განსხვავებით, GaCl 3 თითქმის მთლიანად გადადის ორგანულ გამხსნელში. შრეები გამოყოფილია, ეთერი გამოხდება და მიღებულ გალიუმის ქლორიდს კიდევ ერთხელ ამუშავებენ კონცენტრირებული კაუსტიკური სოდათ, რათა დალექოს და გამოიყოს რკინის მინარევები გალიუმისგან. ამ ტუტე ხსნარიდან მიიღება გალიუმის ლითონი. მიიღება ელექტროლიზით 5,5 ვ ძაბვით. გალიუმი დეპონირებულია სპილენძის კათოდზე.

გალიუმი და კბილები

დიდი ხნის განმავლობაში ითვლებოდა, რომ გალიუმი ტოქსიკურია. მხოლოდ ბოლო ათწლეულების განმავლობაში იქნა უარყოფილი ეს მცდარი მოსაზრება. დაბალი დნობის გალიუმს ჰყავს დაინტერესებული სტომატოლოგები. ჯერ კიდევ 1930 წელს, პირველად შემოგვთავაზეს გალიუმის შეცვლა ვერცხლისწყლით სტომატოლოგიური შიგთავსის კომპოზიციებში. შემდგომმა კვლევებმა, როგორც აქ, ისე მის ფარგლებს გარეთ, დაადასტურა ასეთი ჩანაცვლების პერსპექტივები. ვერცხლისწყალი ლითონის შიგთავსები (ვერცხლისწყალი ჩანაცვლებულია გალიუმით) უკვე გამოიყენება სტომატოლოგიაში.

ქიმიური ელემენტი გალიუმი პრაქტიკულად არასოდეს გვხვდება ბუნებაში თავისუფალი სახით. ის არსებობს მინერალურ მინარევებში, რომელთაგან გამოყოფა საკმაოდ რთულია. გალიუმი ითვლება იშვიათ ნივთიერებად, მისი ზოგიერთი თვისება ბოლომდე შესწავლილი არ არის. თუმცა, იგი გამოიყენება მედიცინასა და ელექტრონიკაში. რა არის ეს ელემენტი? რა თვისებები აქვს მას?

გალიუმი მეტალია თუ არალითონი?

ელემენტი მიეკუთვნება მეოთხე პერიოდის მეცამეტე ჯგუფს. მას დაარქვეს გალიის ისტორიული რეგიონი, რომლის ნაწილი იყო საფრანგეთი, ელემენტის აღმომჩენის სამშობლო. სიმბოლო Ga გამოიყენება მის აღსანიშნავად.

გალიუმი შედის მსუბუქი ლითონების ჯგუფში ალუმინის, ინდიუმის, გერმანიუმის, კალის, ანტიმონისა და სხვა ელემენტებთან ერთად. როგორც მარტივი ნივთიერება, ის მყიფე და რბილია და აქვს მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერი, ოდნავ მოლურჯო ელფერით.

აღმოჩენის ისტორია

მენდელეევმა „იწინასწარმეტყველა“ გალიუმი, რის გამოც მას ადგილი დაუტოვა პერიოდული ცხრილის მესამე ჯგუფში (მოძველებული სისტემის მიხედვით). მან დაასახელა მისი ატომური მასა და იწინასწარმეტყველა, რომ ელემენტი აღმოჩენილი იქნებოდა სპექტროსკოპიულად.

რამდენიმე წლის შემდეგ ლითონი აღმოაჩინა ფრანგმა პოლ ემილ ლეკოკმა. 1875 წლის აგვისტოში მეცნიერი სწავლობდა სპექტრს პირენეების საბადოდან და შენიშნა ახალი იისფერი ხაზები. ელემენტს ეწოდა გალიუმი. მინერალში მისი შემცველობა უკიდურესად მცირე იყო და ლეკოკმა მოახერხა მხოლოდ 0,1 გრამის იზოლირება. ლითონის აღმოჩენა იყო მენდელეევის პროგნოზის სისწორის ერთ-ერთი დადასტურება.

ფიზიკური თვისებები

გალიუმის ლითონი ძალიან ელასტიური და დნებადია. დაბალ ტემპერატურაზე ის რჩება მყარ მდგომარეობაში. თხევადად გადაქცევისთვის საკმარისია 29,76 გრადუსი ცელსიუსის ან 302,93 კალვინის ტემპერატურა. მისი გადნება შეგიძლიათ ხელში დაჭერით ან ცხელ სითხეში ჩასვით. ძალიან მაღალი ტემპერატურა მას ძალიან აგრესიულს ხდის: 500 გრადუს ცელსიუსზე და ზემოთ, მას შეუძლია სხვა ლითონების კოროზია.

გალიუმის კრისტალური ბადე იქმნება დიატომური მოლეკულებით. ისინი ძალიან სტაბილურები არიან, მაგრამ სუსტად არიან დაკავშირებული ერთმანეთთან. მათი კავშირის გასაწყვეტად საჭიროა ძალიან მცირე ენერგია, ამიტომ გალიუმი ადვილად იქცევა თხევად. ის ხუთჯერ უფრო დნებადია ვიდრე ინდიუმი.

თხევად მდგომარეობაში ლითონი უფრო მკვრივი და მძიმეა, ვიდრე მყარ მდგომარეობაში. გარდა ამისა, ის უკეთ ატარებს ელექტროენერგიას. ნორმალურ პირობებში მისი სიმკვრივეა 5,91 გ/სმ³. ლითონი დუღს -2230 გრადუს ცელსიუსზე. გამაგრებისას ის ფართოვდება დაახლოებით 3,2%-ით.

ქიმიური თვისებები

მრავალი ქიმიური თვისებით გალიუმი მსგავსია ალუმინის, მაგრამ ნაკლებად აქტიურია და მასთან რეაქციები უფრო ნელია. ის არ რეაგირებს ჰაერთან, მყისიერად ქმნის ოქსიდის ფენას, რომელიც ხელს უშლის მის დაჟანგვას. ის არ რეაგირებს წყალბადზე, ბორზე, სილიციუმზე, აზოტზე და ნახშირბადზე.

მეტალი კარგად ურთიერთქმედებს თითქმის ნებისმიერ ჰალოგენთან. იგი რეაგირებს იოდთან მხოლოდ გაცხელებისას; ის რეაგირებს ქლორთან და ბრომთან ოთახის ტემპერატურაზეც კი. ცხელ წყალში ის იწყებს წყალბადის გადაადგილებას, აყალიბებს მარილებს მინერალურ მჟავებთან და ასევე გამოყოფს წყალბადს.

გალიუმს შეუძლია შექმნას ამალგამები სხვა ლითონებთან. თუ თხევადი გალიუმი ჩავარდება ალუმინის მყარ ნაჭერზე, ის დაიწყებს მასში შეღწევას. ალუმინის კრისტალურ ბადეში შეჭრით თხევადი ნივთიერება მას მტვრევადს გახდის. მხოლოდ რამდენიმე დღის შემდეგ, მყარი ლითონის ბლოკი შეიძლება ხელით დაიმსხვრა დიდი ძალისხმევის გარეშე.

განაცხადი

მედიცინაში გალიუმის მეტალი გამოიყენება სიმსივნეებთან და ჰიპერკალციემიასთან საბრძოლველად და ასევე შესაფერისია ძვლის კიბოს რადიოიზოტოპური დიაგნოსტიკისთვის. თუმცა, ამ ნივთიერების შემცველმა მედიკამენტებმა შეიძლება გამოიწვიოს გვერდითი მოვლენები, როგორიცაა გულისრევა და ღებინება.

გალიუმის ლითონი ასევე გამოიყენება მიკროტალღურ ელექტრონიკაში. იგი გამოიყენება ნახევარგამტარების და LED-ების დასამზადებლად, როგორც პიეზომიალი. ლითონის ადჰეზივები მიიღება გალიუმის შენადნობიდან სკანდიუმთან ან ნიკელთან ერთად. პლუტონიუმთან შენადნობისას ის სტაბილიზატორის როლს ასრულებს და გამოიყენება ბირთვულ ბომბებში.

ამ ლითონის მქონე შუშას აქვს მაღალი გარდატეხის ინდექსი და მისი ოქსიდი Ga 2 O 3 შუშას ინფრაწითელი სხივების გადაცემის საშუალებას აძლევს. სუფთა გალიუმი შეიძლება გამოყენებულ იქნას მარტივი სარკეების დასამზადებლად, რადგან ის კარგად ირეკლავს სინათლეს.

გალიუმის სიმრავლე და საბადოები

სად ვიშოვო გალიუმი? ლითონის მარტივად შეკვეთა შესაძლებელია ონლაინ. მისი ღირებულება კილოგრამზე 115-დან 360 დოლარამდე მერყეობს. ლითონი იშვიათად ითვლება, ის ძალიან გაფანტულია დედამიწის ქერქში და პრაქტიკულად არ ქმნის საკუთარ მინერალებს. 1956 წლიდან სამივე ნაპოვნია.

გალიუმი ხშირად გვხვდება თუთიასა და რკინაში.მისი მინარევები გვხვდება ნახშირში, ბერილში, ბროწეულში, მაგნეტიტში, ტურმალინში, ფელდსპარში, ქლორიტებში და სხვა მინერალებში. საშუალოდ, მისი შემცველობა ბუნებაში არის დაახლოებით 19 გ/ტ.

გალიუმის უმეტესობა გვხვდება ისეთ ნივთიერებებში, რომლებიც შემადგენლობით მასთან ახლოსაა. ამის გამო ძნელი და ძვირია მათი ამოღება. ლითონის საკუთარ მინერალს გალიტი ეწოდება CuGaS 2 ფორმულით. ის ასევე შეიცავს სპილენძს და გოგირდს.

ზემოქმედება ადამიანებზე

ცოტა რამ არის ცნობილი ლითონის ბიოლოგიური როლისა და ადამიანის სხეულზე მისი ზემოქმედების შესახებ. პერიოდულ სისტემაში ის განლაგებულია ჩვენთვის სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანი ელემენტების გვერდით (ალუმინი, რკინა, თუთია, ქრომი). არსებობს მოსაზრება, რომ გალიუმი, როგორც ულტრამიკროელემენტი, არის სისხლის ნაწილი, აჩქარებს მის დინებას და ხელს უშლის თრომბის წარმოქმნას.

ასეა თუ ისე, ნივთიერების მცირე რაოდენობა შეიცავს ადამიანის ორგანიზმს (10 -6 - 10 -5%). გალიუმი წყალთან და სასოფლო-სამეურნეო კვების პროდუქტებთან ერთად შედის. ის ინახება ძვლოვან ქსოვილში და ღვიძლში.

გალიუმის ლითონი ითვლება დაბალტოქსიკურად ან პირობითად ტოქსიკურად. კანთან შეხებისას მასზე მცირე ნაწილაკები რჩება. ეს ჰგავს ნაცრისფერ ჭუჭყიან ლაქას, რომელიც ადვილად მოიხსნება წყლით. ნივთიერება არ ტოვებს დამწვრობას, მაგრამ ზოგიერთ შემთხვევაში შეიძლება გამოიწვიოს დერმატიტი. ცნობილია, რომ ორგანიზმში გალიუმის მაღალი შემცველობა იწვევს ღვიძლში, თირკმელებში და ნერვულ სისტემაში დარღვევებს, მაგრამ ამისათვის საჭიროა ლითონის ძალიან დიდი რაოდენობა.

მან ჩამოაყალიბა თავისი პერიოდული კანონი და შეადგინა პერიოდული ცხრილი; ბევრი ლითონი ჯერ კიდევ არ იყო ცნობილი მეცნიერებისთვის.

თუმცა, ამან ხელი არ შეუშალა ქიმიკოსს თავისი პერიოდული სისტემის აგებაში, დატოვა ცარიელი უჯრედები ჯერ არ აღმოჩენილი ელემენტებისთვის. ეს „ცარიელი ადგილები“ ​​მალევე შეივსო. მენდელეევის მიერ ნაწინასწარმეტყველები ერთ-ერთი ელემენტი დღეს განიხილება.

გაიცანით გალიუმი, ნომერი 31 ცხრილში. მესამე ჯგუფი არის დაბალი დნობის ლითონი, მსგავსი თვისებებით ალუმინის და სილიციუმის. მენდელეევმა არა მხოლოდ საკმარისად დეტალურად აღწერა ამ ლითონის თვისებები, არამედ თითქმის ასპროცენტიანი სიზუსტით მიუთითა მისი ატომური წონა.

სახელის აღმოჩენა და წარმოშობა

გალიუმი აღმოაჩინა და იზოლირებული, როგორც მარტივი ნივთიერება, ფრანგმა ქიმიკოსმა პოლ ემილ ლეკოკ დე ბოისბოდრანმა. ეს მოხდა 1875 წელს, როდესაც მეცნიერმა გამოიკვლია პირენეებიდან ჩამოტანილი თუთიის ბლენდის ნიმუშები. კვლევა ჩატარდა სპექტროსკოპიის გამოყენებით და მეცნიერმა შენიშნა მეწამული ხაზი მადნის სპექტრში, რაც მიუთითებს მინერალში უცნობი ელემენტის არსებობაზე.

ელემენტის სუფთა სახით გამოყოფა დიდ შრომას მოითხოვდა, ვინაიდან მისი შემცველობა საბადოში 0,1%-ზე ნაკლები იყო. საბოლოოდ ლეკოკ დე ბოისბოდრანმა მოახერხა 0,1 გრამზე ნაკლები სუფთა ნივთიერების მიღება და მისი შესწავლა. ფრანგის მიერ აღმოჩენილი ელემენტი თვისებებით ძალიან ჰგავდა თუთიას.

პარიზის მეცნიერებათა აკადემიის მომდევნო შეხვედრაზე, რომელიც გაიმართა 1875 წლის 20 სექტემბერს, წაიკითხეს ლეკოკ დე ბოისბოდრანის წერილი, რომელშიც მოხსენებული იყო ახალი ელემენტის აღმოჩენა და მისი თვისებების შესწავლა. ქიმიკოსმა ასევე მოახსენა, რომ ახლად აღმოჩენილ ელემენტს საფრანგეთის პატივსაცემად დაარქვა, მისი ლათინური სახელის მიხედვით - გალია.

როდესაც მენდელეევმა წაიკითხა გამოქვეყნებული მოხსენება ამ აღმოჩენის შესახებ, მან აღნიშნა, რომ ახალი ელემენტის თვისებების აღწერა თითქმის ზუსტად ემთხვევა ეკა-ალუმინის აღწერას, რომელიც მან ადრე იწინასწარმეტყველა. მენდელეევმა არ დააყოვნა ამის შესახებ ლეკოკ დე ბოისბოდრანს და აღნიშნა, რომ ახალი ლითონის სიმკვრივე არასწორად იყო განსაზღვრული და უნდა იყოს 5,9-6,0 და არა 4,7 გ/სმ3. საფუძვლიანმა შემოწმებამ აჩვენა, რომ მენდელეევი მართალი იყო.

გალიუმის მოპოვება

ბუნებაში, გალიუმი არ ქმნის დიდ საბადოებს. ზოგიერთი მინერალი შეიცავს გალიუმს შედარებით დიდი რაოდენობით (ამ ლითონისთვის): ბროწეული, სფალერიტი, ტურმალინი, ბერილი, ფელდსპარსი, ნეფელინი.

გალიუმის უმდიდრესი წყაროა მინერალი გერმანიტი, სპილენძის სულფიდის მადანი, რომელიც შეიძლება შეიცავდეს 0,5-0,7% გალიუმს. გარდა ამისა, გალიუმი მიიღება ბოქსიტისა და ნეფელინის გადამუშავებით. ამ ლითონის მიღება ასევე შესაძლებელია პოლიმეტალური მადნების და ნახშირის დამუშავებით.

დაბინძურებულ გალიუმს რეცხავენ წყლით, შემდეგ ფილტრავენ ფოროვან ფირფიტებში და აცხელებენ ვაკუუმში აქროლადი მინარევების მოსაშორებლად. მაღალი სისუფთავის გალიუმის მისაღებად გამოიყენება ქიმიური (რეაქცია მარილებს შორის), ელექტროქიმიური (ხსნარების ელექტროლიზი) და ფიზიკური (დაშლის) მეთოდები.

საბადოები, სადაც გალიუმი მოიპოვება, ძირითადად სამხრეთ-დასავლეთ აფრიკაშია, ასევე რუსეთში და დსთ-ს ზოგიერთ ქვეყანაში.

გალიუმის თვისებები

გალიუმი არის რბილი, დრეკადი, ვერცხლისფერი ლითონი. დაბალ ტემპერატურაზე ის მყარ მდგომარეობაშია, მაგრამ დნება ოთახის ტემპერატურაზე ოდნავ მაღალ ტემპერატურაზე (29,8°C).

ზოგადად, ამ ლითონის თხევადი მდგომარეობის არსებობის ფართო ტემპერატურული დიაპაზონი (30-დან 2230 °C-მდე) გალიუმის ერთ-ერთი მახასიათებელია. გალიუმის ქიმიური თვისებები ახლოსაა ალუმინისთან. დაბალი დნობის გამო, გალიუმი ტრანსპორტირდება პლასტიკური ჩანთებით.

ნახევარგამტარების გამოჩენამდე გალიუმი გამოიყენებოდა დაბალი დნობის შენადნობების შესაქმნელად. დღეს გალიუმი გამოიყენება ძირითადად მიკროელექტრონიკაში, როგორც ნახევარგამტარების ნაწილი. გალიუმის ნიტრიდი გამოიყენება ნახევარგამტარული ლაზერებისა და LED-ების შესაქმნელად ლურჯი და ულტრაიისფერი დიაპაზონში.

გალიუმი შესანიშნავი ლუბრიკანტია. ლითონის წებოები, რომლებიც ძალიან მნიშვნელოვანია პრაქტიკული თვალსაზრისით, შეიქმნა გალიუმის და ნიკელის, გალიუმის და სკანდიუმის საფუძველზე. გალიუმის ლითონი ასევე გამოიყენება კვარცის თერმომეტრების შესავსებად მაღალი ტემპერატურის გასაზომად, ვერცხლისწყლის ამ ლითონის ჩანაცვლებით. ეს განპირობებულია იმით, რომ გალიუმს ვერცხლისწყალთან შედარებით მნიშვნელოვნად მაღალი დუღილის წერტილი აქვს.

გალიუმი ერთ-ერთი ყველაზე ძვირადღირებული ლითონია. ასე რომ, 2005 წელს მსოფლიო ბაზარზე ერთი ტონა გალიუმი ღირდა 1,2 მილიონი აშშ დოლარი. მისი მაღალი ღირებულებისა და ამ ლითონის დიდი მოთხოვნილების გამო, ძალზე მნიშვნელოვანია მისი სრული მოპოვება ალუმინის წარმოებაში და ნახშირის გადამუშავება თხევად საწვავად.

გალიუმი არის ლითონი, რომელიც დნება თქვენს ხელში.

ლითონის გალიუმი

გალიუმი არის დ.ი.მენდელეევის ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემის მეოთხე პერიოდის მესამე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის ელემენტი, ატომური ნომრით 31. იგი აღინიშნება სიმბოლოთი Ga (ლათ. გალიუმი). მიეკუთვნება მსუბუქი ლითონების ჯგუფს. მარტივი ნივთიერება გალიუმი (CAS ნომერი: 7440-55-3) არის ვერცხლისფერ-თეთრი (სხვა წყაროების მიხედვით, ღია ნაცრისფერი) ფერის რბილი დრეკადი ლითონი მოლურჯო ელფერით.

ლითონის გალიუმი

გალიუმი: დნობის წერტილი 29,76 °C

დაბალი ტოქსიკურობა, შეგიძლიათ აიღოთ და გაადნოთ!

მასალა ნახევარგამტარული ელექტრონიკისთვის

გალიუმის არსენიდი GaAs

პერსპექტიული მასალა ნახევარგამტარული ელექტრონიკისთვის.

გალიუმის ნიტრიდი

გამოიყენება ნახევარგამტარული ლაზერების და LED-ების შესაქმნელად ლურჯი და ულტრაიისფერი დიაპაზონში. გალიუმის ნიტრიდს აქვს შესანიშნავი ქიმიური და მექანიკური თვისებები, რომლებიც დამახასიათებელია ყველა ნიტრიდის ნაერთებისთვის.

გალიუმ-71 იზოტოპი

არის ყველაზე მნიშვნელოვანი მასალა ნეიტრინოების აღმოსაჩენად და ამასთან დაკავშირებით ტექნოლოგიას აწყდება ძალიან გადაუდებელი ამოცანა ამ იზოტოპის იზოლირება ბუნებრივი ნარევიდან, რათა გაიზარდოს ნეიტრინო დეტექტორების მგრძნობელობა. ვინაიდან 71Ga-ს შემცველობა იზოტოპების ბუნებრივ ნარევში არის დაახლოებით 39,9%, სუფთა იზოტოპის იზოლაციამ და მის ნეიტრინო დეტექტორად გამოყენებამ შეიძლება გაზარდოს გამოვლენის მგრძნობელობა 2,5-ჯერ.

ქიმიური თვისებები

გალიუმი ძვირია, 2005 წელს მსოფლიო ბაზარზე ერთი ტონა გალიუმი ღირდა 1,2 მილიონი აშშ დოლარი და ამ ლითონის მაღალი ფასის და ამავდროულად დიდი მოთხოვნილების გამო ძალიან მნიშვნელოვანია მისი სრული მოპოვების დამკვიდრება ნახშირის ალუმინის წარმოება და დამუშავება თხევად საწვავში.

გალიუმს აქვს მთელი რიგი შენადნობები, რომლებიც თხევადია ოთახის ტემპერატურაზე და მის ერთ-ერთ შენადნობს აქვს დნობის წერტილი 3 °C (In-Ga-Sn ევტექტიკა), მაგრამ მეორეს მხრივ, გალიუმი (შენადნობები უფრო მცირე რაოდენობით) არის ძალიან. აგრესიულია სტრუქტურული მასალების უმეტესობის მიმართ (შენადნობების გატეხვა და ეროზია მაღალ ტემპერატურაზე). მაგალითად, ალუმინთან და მის შენადნობებთან მიმართებაში, გალიუმი არის ძლიერი სიძლიერის შემამცირებელი (იხ. ადსორბციის შემცირება ძალაში, რეჰბინდერის ეფექტი). გალიუმის ეს თვისება ყველაზე ნათლად აჩვენეს და დეტალურად შეისწავლეს პ. როგორც გამაგრილებელი, გალიუმი არაეფექტურია და ხშირად უბრალოდ მიუღებელია.

გალიუმი შესანიშნავი ლუბრიკანტია

ლითონის წებოები, რომლებიც ძალიან მნიშვნელოვანია პრაქტიკული თვალსაზრისით, შეიქმნა გალიუმის და ნიკელის, გალიუმის და სკანდიუმის საფუძველზე.

გალიუმის მეტალი ასევე გამოიყენება კვარცის თერმომეტრების შესავსებად (ვერცხლისწყლის ნაცვლად) მაღალი ტემპერატურის გასაზომად. ეს განპირობებულია იმით, რომ გალიუმს ვერცხლისწყალთან შედარებით მნიშვნელოვნად მაღალი დუღილის წერტილი აქვს.

გალიუმის ოქსიდი არის ბროწეულის ჯგუფის სტრატეგიულად მნიშვნელოვანი ლაზერული მასალების ნაწილი - GSGG, YAG, ISGG და ა.

ელემენტის შესახებ ატომური ნომრით 31, მკითხველთა უმეტესობას მხოლოდ ის ახსოვს, რომ ეს არის ერთ-ერთი სამი ელემენტიდან, რომელიც ყველაზე დეტალურად იწინასწარმეტყველა და აღწერა D.I. მენდელეევი და რომ ის ძალიან დნობადი ლითონია: პალმის სითბო საკმარისია სითხეში გადაქცევისთვის.

ჩვენ შეგნებულად დავიწყეთ ჩვენი ამბავი No31 ელემენტის შესახებ იმით, რაც თითქმის ყველასთვის ცნობილია. რადგან ეს "ცნობილი" ახსნას მოითხოვს. ყველამ იცის, რომ გალიუმი იწინასწარმეტყველა მენდელეევმა და აღმოაჩინა ლეკოკ დე ბოისბოდრანმა, მაგრამ ყველამ არ იცის, როგორ მოხდა ეს აღმოჩენა. თითქმის ყველამ იცის, რომ გალიუმი დნებადია, მაგრამ თითქმის ვერავინ შეძლებს პასუხის გაცემას კითხვაზე, თუ რატომ არის ის დნობა.

როგორ აღმოაჩინეს გალიუმი?

ფრანგი ქიმიკოსი პოლ ემილ ლეკოკ დე ბოისბოდრანი ისტორიაში შევიდა, როგორც სამი ახალი ელემენტის აღმომჩენი: გალიუმი (1875), სამარიუმი (1879) და დისპროსიუმი (1886). ამ აღმოჩენებიდან პირველმა მას პოპულარობა მოუტანა.

იმ დროს ის ნაკლებად ცნობილი იყო საფრანგეთის ფარგლებს გარეთ. ის 38 წლის იყო და ძირითადად სპექტროსკოპიული კვლევებით იყო დაკავებული. ლეკოკ დე ბოისბოდრანი იყო კარგი სპექტროსკოპისტი და ამან საბოლოოდ მიიყვანა წარმატებამდე: მან აღმოაჩინა მისი სამივე ელემენტი სპექტრალური ანალიზით.

1875 წელს ლეკოკ დე ბოისბოდრანმა გამოიკვლია თუთიის ბლენდის სპექტრი, რომელიც ჩამოტანილი იყო პიერფიტიდან (პირენეები). ამ სპექტრში აღმოაჩინეს ახალი იისფერი ხაზი (ტალღის სიგრძე 4170A). ახალი ხაზი მიუთითებდა მინერალში უცნობი ელემენტის არსებობაზე და, ბუნებრივია, ლეკოკ დე ბოისბოდრანმა ყველა ღონე იხმარა ამ ელემენტის იზოლირებისთვის. ამის გაკეთება რთული აღმოჩნდა: ახალი ელემენტის შემცველობა საბადოში 0,1%-ზე ნაკლები იყო და მრავალი თვალსაზრისით იგი თუთიის მსგავსი იყო. ხანგრძლივი ექსპერიმენტების შემდეგ მეცნიერმა მოახერხა ახალი ელემენტის მოპოვება, მაგრამ ძალიან მცირე რაოდენობით. იმდენად მცირე (0,1 გ-ზე ნაკლები), რომ ლეკოკ დე ბოისბოდრანმა ვერ შეძლო მისი ფიზიკური და ქიმიური თვისებების სრულად შესწავლა.

გალიუმის აღმოჩენა - ასე დაარქვეს ახალ ელემენტს საფრანგეთის პატივსაცემად (გალია მისი ლათინური სახელია) - გამოჩნდა პარიზის მეცნიერებათა აკადემიის მოხსენებებში.

დ.ი. მენდელეევმა წაიკითხა ეს შეტყობინება და გალიუმი აღიარა, როგორც ეკა-ალუმინი, რომელიც მან იწინასწარმეტყველა ხუთი წლის წინ. მენდელეევმა მაშინვე მისწერა პარიზს. „აღმოჩენისა და იზოლაციის მეთოდი, ისევე როგორც აღწერილი რამდენიმე თვისება, გვაიძულებს ვივარაუდოთ, რომ ახალი ლითონი სხვა არაფერია, თუ არა ეკა-ალუმინი“, - ნათქვამია მის წერილში. შემდეგ მან გაიმეორა ამ ელემენტისთვის პროგნოზირებული თვისებები. უფრო მეტიც, რუსი ქიმიკოსი, რომელსაც არასოდეს ეჭირა ხელში გალიუმის მარცვლები, მისი პირადად დანახვის გარეშე, ამტკიცებდა, რომ ელემენტის აღმომჩენი ცდებოდა, რომ ახალი ლითონის სიმკვრივე არ შეიძლება იყოს 4,7-ის ტოლი, როგორც ლეკოკ დე ბოისბოდრანი წერდა. უნდა იყოს მეტი, დაახლოებით 5,9-6,0 გ/სმ3.

უცნაურად საკმარისია, მაგრამ პერიოდული არსებობამისმა პირველმა, „გამაძლიერებლებმა“ კანონი მხოლოდ ამ წერილიდან ისწავლეს. მან კიდევ ერთხელ ხაზი გაუსვა და ყურადღებითგალიუმის გაწმენდილი მარცვლები პირველი ექსპერიმენტების შედეგების შესამოწმებლად. მეცნიერების ზოგიერთი ისტორიკოსი თვლის, რომ ეს გაკეთდა თავდაჯერებული რუსის შერცხვენის მიზნით"პროგნოზირებადი". მაგრამ გამოცდილებამ პირიქით აჩვენა: აღმომჩენი შეცდა. მოგვიანებით მან დაწერა: „არ არის საჭირო, ვფიქრობ, აღვნიშნო ის განსაკუთრებული მნიშვნელობა, რაც ახალი ელემენტის სიმკვრივეს აქვს მენდელეევის თეორიული შეხედულებების დადასტურებასთან მიმართებაში“.

მენდელეევის მიერ ნაწინასწარმეტყველები №31 ელემენტის სხვა თვისებებიც თითქმის ზუსტად დაემთხვა ექსპერიმენტულ მონაცემებს: „მენდელეევის პროგნოზები გამართლდა მცირე გადახრებით: ეკა-ალუმინი გადაიქცა გალიუმად“. ასე ახასიათებს ენგელსი ამ მოვლენას „ბუნების დიალექტიკაში“.

ზედმეტია იმის თქმა, რომ მენდელეევის მიერ ნაწინასწარმეტყველები პირველი ელემენტის აღმოჩენა მნიშვნელოვნად გაძლიერდაპერიოდული კანონის პოზიციები.

თქვენ კითხულობთ სტატიას გალიუმის ისტორიის თემაზე