GALLIY - bu sizning qo'lingizda eriydigan metall.

Metall GALLIY

Galliy — D.I.Mendeleyev kimyoviy elementlar davriy tizimining toʻrtinchi davri uchinchi guruhining asosiy kichik guruhining elementi, atom raqami 31. Ga (lot. Gallium) belgisi bilan belgilanadi. Yengil metallar guruhiga kiradi. Oddiy galliy moddasi (CAS raqami: 7440-55-3) kumush-oq rangli (boshqa manbalarga ko'ra, ochiq kulrang) ko'k rangga ega yumshoq egiluvchan metalldir.

Metall GALLIY

Galiy: erish nuqtasi 29,76 °C

Kam toksiklik, siz uni olib, eritishingiz mumkin!

Yarimo'tkazgichli elektronika uchun material

Galiy arsenid GaAs

Yarimo'tkazgichli elektronika uchun istiqbolli material.

Galiy nitridi

ko'k va ultrabinafsha diapazonida yarimo'tkazgichli lazerlar va LEDlarni yaratishda foydalaniladi. Galliy nitridi barcha nitrid birikmalariga xos ajoyib kimyoviy va mexanik xususiyatlarga ega.

Galiy-71 izotopi

neytrinolarni aniqlash uchun eng muhim materialdir va shu munosabat bilan texnologiya neytrino detektorlarining sezgirligini oshirish uchun ushbu izotopni tabiiy aralashmadan ajratib olish juda dolzarb vazifaga duch keladi. Izotoplarning tabiiy aralashmasida 71Ga ning miqdori taxminan 39,9% bo'lganligi sababli, sof izotopni ajratib olish va uni neytrinodetektor sifatida ishlatish aniqlash sezgirligini 2,5 baravar oshirishi mumkin.

Kimyoviy xossalari

Galliy qimmat, 2005 yilda jahon bozorida bir tonna galiy 1,2 million AQSH dollariga tushdi va yuqori narx va shu bilan birga ushbu metallga boʻlgan ehtiyoj katta boʻlganligi sababli uni toʻliq qazib olishni yoʻlga qoʻyish juda muhim. alyuminiy ishlab chiqarish va suyuq yoqilg'ida ko'mirni qayta ishlash.

Galliy xona haroratida suyuq bo'lgan bir qator qotishmalarga ega va uning qotishmalaridan birining erish nuqtasi 3 ° C (In-Ga-Sn evtektik), lekin boshqa tomondan galiy (kamroq darajada qotishmalar) juda ko'p. ko'pgina strukturaviy materiallarga nisbatan agressiv (yuqori haroratda qotishmalarning yorilishi va eroziyasi). Masalan, alyuminiy va uning qotishmalariga nisbatan galliy kuchli quvvatni kamaytiruvchi hisoblanadi (qarang. Adsorbsion kuchning pasayishi, Rehbinder effekti). Galliyning bu xossasini P. A. Rebinder va E. D. Shchukinlar alyuminiyning galliy yoki uning evtektik qotishmalari bilan aloqasi (suyuq metallning mo'rtlashishi) bilan eng yaqqol namoyon bo'lgan va batafsil o'rganilgan. Sovutish suyuqligi sifatida galyum samarasiz va ko'pincha qabul qilinishi mumkin emas.

Galliy ajoyib moylash vositasidir

Galliy va nikel, galliy va skandiy asosida amaliy jihatdan juda muhim bo'lgan metall yopishtiruvchi moddalar yaratilgan.

Galliy metall yuqori haroratni o'lchash uchun kvarts termometrlarini (simob o'rniga) to'ldirish uchun ham ishlatiladi. Buning sababi, galyum simobga nisbatan sezilarli darajada yuqori qaynash nuqtasiga ega.

Galliy oksidi granat guruhining bir qator strategik ahamiyatga ega lazer materiallarining bir qismidir - GSGG, YAG, ISGG va boshqalar.

Balki galliyning eng mashhur xususiyati uning erish nuqtasidir, u 29,76 °C. U davriy sistemada eruvchanligi boʻyicha ikkinchi oʻrinda turadi (simobdan keyin). Galliy metallining erituvchanligi va past toksikligi ushbu fotosuratni olish imkonini berdi. Aytgancha, galyum eritma qotib qolganda kengayadigan oz sonli metallardan biridir (boshqalari Bi, Ge).

Gallodent, galiy-qalay evtektik
Galliy metall kam zaharli hisoblanadi, bir vaqtlar u hatto plomba tayyorlash uchun ham ishlatilgan (amalgama o'rniga). Ushbu dastur mis kukuni eritilgan galliy bilan aralashtirilganda, bir necha soatdan keyin qotib qoladigan (intermetalik birikma hosil bo'lishi tufayli) va keyin eritmasdan 600 darajaga qadar qizdirishga bardosh beradigan pasta olinishiga asoslanadi. Galliy juda mo'rt (u shisha kabi sinishi mumkin).

Katta galliy kristallari
Galliyning yana bir qiziqarli xususiyati - uning erishining o'ta sovutish qobiliyati. Eritilgan galliyni erish nuqtasidan taxminan 10-30 darajaga qadar sovutish mumkin va u suyuq bo'lib qoladi, lekin agar siz qattiq galliy yoki quruq muzning bir bo'lagini bunday eritmaga tashlasangiz, undan katta kristallar darhol o'sishni boshlaydi. Suratda qotib qolgan galyum ingoti ko'rsatilgan. Fotosuratda kristallanish uchta joyda boshlangani va bir vaqtning o'zida uchta yirik monokristal o'sa boshlagani aniq ko'rinib turibdi, ular keyin uchrashib, ingot hosil qilgan (bu tortishishdan taxminan ikki soat o'tgach sodir bo'lgan).

Galliy qoshiq
Uyda tayyorlangan galyum qoshiq. Ushbu qoshiqning erishi videosi:

Yuqori haroratli galiyli termometr Galliy kvartsli termometr Termometrdagi galiy
Galliyning yana bir qo'llanilishi.
Galliy juda keng harorat oralig'ida suyuq holatda bo'ladi va nazariy jihatdan galyum termometrlari 2000 darajagacha bo'lgan haroratni o'lchashi mumkin. Galliyni termometrik suyuqlik sifatida ishlatish juda uzoq vaqt oldin taklif qilingan. Gallium termometrlari allaqachon 1200 darajagacha bo'lgan haroratni o'lchaydi, ammo o'rtacha odam laboratoriyada bu termometrlarni ko'pincha ko'ra olmaydi.
Bunday termometrlar bir necha sabablarga ko'ra keng qo'llanilmaydi. Birinchidan, yuqori haroratlarda galyum juda agressiv moddadir. 500 ° C dan yuqori haroratlarda u volframdan tashqari deyarli barcha metallarni, shuningdek, boshqa ko'plab materiallarni korroziyaga olib keladi. Kvarts 1100 °C gacha erigan galliyga chidamli, ammo kvarts (va boshqa ko'plab ko'zoynaklar) bu metall tomonidan juda namlanganligi sababli muammo paydo bo'lishi mumkin. Ya'ni, galliy shunchaki termometrning devorlariga ichkaridan yopishib qoladi va haroratni bilib bo'lmaydi. Termometr 28 darajadan pastroq soviganida yana bir muammo paydo bo'lishi mumkin. Galliy qotib qolganda, u o'zini suv kabi tutadi - u kengayadi va shunchaki termometrni ichkaridan yorib yuborishi mumkin. Xo'sh, yuqori haroratli galyum termometrini hozir juda kamdan-kam topish mumkin bo'lgan oxirgi sabab - bu texnologiya va elektronikaning rivojlanishi. Hech kimga sir emaski, raqamli termometrdan foydalanish suyuq termometrga qaraganda ancha qulay. Masalan, platina-platina-rodiy termojuftlari bilan jihozlangan zamonaviy harorat sozlagichlari suyuqlik termometrlari uchun erishib bo'lmaydigan aniqlik bilan -200 dan +1600 ° C gacha bo'lgan haroratni o'lchash imkonini beradi. Bunga qo'shimcha ravishda, termojuft boshqaruvchidan sezilarli masofada joylashgan bo'lishi mumkin.

Galliy ko'p metallar bilan past eriydigan evtektik qotishmalar hosil qiladi, ularning ba'zilari xona haroratidan past haroratlarda eriydi.
Galiy-indiy qotishmasi 15,7 ° S haroratda eriydi, ya'ni xona haroratida u suyuqlikdir. Bunday qotishmani tayyorlash uchun metallar aralashmasini erimaguncha qizdirish ham shart emas, galiy va indiy bo'laklarini mahkam siqish kifoya. Videodan ko'rinib turibdiki, ikkita metalning (katta silindr - galliy, kichiki - indiy) aloqa nuqtasidan evtektik qotishma tomiza boshlaydi.

Qiziqarli tajribani nafaqat eritish, balki galliyning qotib qolishi bilan ham amalga oshirish mumkin. Birinchidan, galliy qotib qolganda kengayadigan oz sonli moddalardan biri (xuddi suv kabi), ikkinchidan, erigan metallning rangi qattiq moddaning rangidan ancha farq qiladi.
Shisha flakonga oz miqdorda suyuq galliyni to'kib tashlang va ustiga qattiq galyumning kichik qismini qo'ying (kristallanish uchun urug', chunki galliy o'ta sovutishga qodir). Videoda metall kristallari qanday o'sishni boshlagani aniq ko'rsatilgan (ular kumush-oq eritmadan farqli o'laroq, mavimsi rangga ega). Biroz vaqt o'tgach, kengaygan galliy pufakchani yorib yuboradi.
Videoning o'rta qismi (galliy kristallarining o'sishi) video juda uzoq bo'lmasligi uchun o'n marta tezlashtirilgan.

Xuddi simob singari, eritilgan galyumdan "uruvchi yurak" ham yasalishi mumkin, garchi galyum temirdan ko'ra ko'proq elektromusbat metall bo'lganligi sababli, u aksincha ishlaydi. Tirnoqning uchi eritilgan galyum tomchisiga tegsa, u sirt tarangligining pasayishi tufayli "tarqaladi". Va tirnoq bilan aloqa uzilishi bilanoq, sirt tarangligi kuchayadi va tomchi tirnoqqa tegguncha yana yig'iladi.

Qiziq bo'lganlar yuklab olishlari mumkin

Kimyo

Galiy № 31

Galiy kichik guruhi. Bu kichik guruhning har bir a'zosining er qobig'ida galliy (4-10~4%) - indiy (2-10~6) - talliy (8-10-7) qatori bo'ylab tarkibi kamayadi. Barcha uch "elementlar nihoyatda dispers bo'lib, ular uchun ma'lum minerallar shaklida bo'lishi xos emas. Aksincha, ularning birikmalaridagi mayda aralashmalarda ko'plab metallarning rudalari mavjud. Ga, In va Ti chiqindilardan olinadi. bunday rudalarni qayta ishlash.
Erkin holatda galliy, indiy va talliy kumush-oq metallardir. Ularning eng muhim konstantalari quyida solishtiriladi:
Ga In Tl

Galliyning fizik xossalari

Zichlik, g/cjH3 5,9 7,3 11,9
Erish nuqtasi, ° C. . . 30 157 304
Qaynish nuqtasi, °C ... . 2200 2020 1475
Elektr o'tkazuvchanligi (Hg = 1). . 2 11 6

Qattiqlik bo'yicha galliy qo'rg'oshinga yaqin, In va Ti - hatto yumshoqroq 6-13.
Quruq havoda galiy va indiy o'zgarmaydi, talliy esa kulrang oksidli plyonka bilan qoplangan. Qizdirilganda barcha uch element kislorod va oltingugurt bilan energiya bilan birlashadi. Ular oddiy haroratda xlor va brom bilan, lekin faqat qizdirilganda yod bilan o'zaro ta'sir qiladi. Temir atrofidagi kuchlanish qatorida joylashgan Ga, In va Ti kislotalarda eriydi.14’ 15
Galliy va indiyning odatiy valentligi uchtadir. Talliy uch va bir valentli hosilalarni beradi. 18
Galliy oksidlari va uning analoglari - oq Ga 2 O 3, sariq In203 va jigarrang T1203 - suvda erimaydi - tegishli gidroksidlar E (OH) 3 (tuzlardan olinishi mumkin) jelatinli cho'kindi, suvda deyarli erimaydi, lekin kislotalarda eriydi. Oq Ga va In gidroksidlari aluminatlarga o'xshash gallatlar va indatlar hosil bo'lgan kuchli ishqorlar eritmalarida ham eriydi. Shuning uchun ular amfoter xarakterga ega va kislotalilik xossalari Al(OH) 3 ga qaraganda 1n(OH) 3 da kamroq, Ga(OH) 3 da ko‘proq namoyon bo‘ladi. Shunday qilib, kuchli ishqorlardan tashqari Ga(OH) 3 NH 4 OH ning kuchli eritmalarida eriydi. Aksincha, qizil-jigarrang Ti(OH) 3 ishqorlarda erimaydi.
Ga" va In" ionlari rangsiz, Ti" ioni sarg'ish rangga ega. Ulardan hosil bo'lgan ko'pgina kislotalarning tuzlari suvda yaxshi eriydi, lekin yuqori darajada gidrolizlanadi; Zaif kislotalarning eruvchan tuzlaridan ko'plari deyarli to'liq gidrolizga uchraydi. Quyi valentli Ga va In hosilalari ular uchun xos bo'lmasa-da, talliy uchun u bir valentli bo'lgan birikmalar eng xarakterlidir. Shuning uchun T13+ tuzlari sezilarli oksidlovchi xususiyatlarga ega.

Talliy oksidi (T120) yuqori haroratlarda elementlarning o'zaro ta'siri natijasida hosil bo'ladi. Bu qora gigroskopik kukun. Suv bilan talliy oksidi sariq azotli gidrat (T10H) hosil qiladi, u qizdirilganda suvni osongina ajratib oladi va T120 ga qaytadi.
Talyum oksidi gidrat suvda yaxshi eriydi va kuchli asosdir. U hosil qilgan tuzlar asosan rangsiz va
suvsiz kristallanadi. Xlorid, bromid va yodid deyarli erimaydi, ammo ba'zi boshqa tuzlar suvda eriydi. Gidroliz natijasida ixtiyoriy TiOH va kuchsiz kislotalar eritmada ishqoriy reaksiya beradi. Kuchli oksidlovchi moddalar (masalan, xlorli suv) ta'sirida bir valentli talliy uch valentli talliygacha oksidlanadi.57-66
Elementlar va ularning birikmalarining kimyoviy xossalari bo'yicha galiy kichik guruhi ko'p jihatdan germaniy kichik guruhiga o'xshaydi.Demak, Ge va Ga uchun yuqori valentlik barqarorroq, Pb va T1 uchun pastroq, gidroksidlarning kimyoviy xarakteri. qatorida bo'ladi Ge-Sn-Pb va Ga-In-Ti xuddi shunday o'zgaradi.Ba'zan yanada nozik o'xshashliklar paydo bo'ladi, masalan, Pb va Ti ning galoid (Cl, Br, I) tuzlarining past eruvchanligi. Shu bilan birga, ikkala kichik guruhning elementlari o'rtasida ham sezilarli farqlar mavjud (qisman ularning turli xil valentligi tufayli): Ga gidroksidlari va uning analoglarining kislotali tabiati germaniy kichik guruhining tegishli elementlariga qaraganda ancha kam aniqlanadi; PbF dan farqli o'laroq. 2, talliy ftorid juda eriydi va hokazo.

Galiy qo'shimchalari

1. Ko'rib chiqilayotgan kichik guruhning barcha uch a'zosi spektroskop yordamida topilgan: 1 taliy - 1861 yilda, indiy - 1863 yilda va galiy - 1875 yilda. Bu elementlarning oxirgisi D. I. Mendeleyev tomonidan kashf etilishidan 4 yil oldin bashorat qilingan va tavsiflangan (VI §). 1). Tabiiy galiy massa soni 69 (60,2%) va 71 (39,8) bo'lgan izotoplardan tashkil topgan; indiy-113 (4,3) va 115 (95,7); talliy - 203 (29,5) va 205 (70,5%).
2. Asosiy holatda, galliy kichik guruh elementlarining atomlari tashqi elektron qobiqlari tuzilishiga ega 4s2 34p (Ga), 5s25p (In), 6s26p (Tl) va bir valentli, i Uch valentli holatlarning qo'zg'alishi 108 (Ga) xarajatlarni talab qiladi. , 100 (In) yoki 129, (Ti ) kkal/g-atom. Ketma-ket ionlanish energiyalari 6,00; 20,51; Ga uchun 30,70; 5,785; 18,86; In uchun 28.03: 6.106; 20,42; T1 uchun 29,8 eV. Talliy atomining elektronga yaqinligi 12 kkal/g-atomda baholanadi.
3. Noyob mineral gallit (CuGaS 2) galliy bilan mashhur. Ushbu elementning izlari doimo rux rudalarida topiladi. Uning sezilarli darajada katta miqdori: E (1,5% gacha) ba'zi ko'mirlarning kulida topilgan. Shu bilan birga, galiyni sanoat ishlab chiqarish uchun asosiy xom ashyo boksit bo'lib, u odatda kichik aralashmalarni (0,1% gacha) o'z ichiga oladi. Tabiiy boksitni texnik aluminaga qayta ishlashning oraliq mahsuloti bo'lgan ishqoriy suyuqliklardan elektroliz yo'li bilan olinadi. Galliyning yillik global ishlab chiqarilishi hozirda bir necha tonnani tashkil etadi, ammo sezilarli darajada oshishi mumkin.
4. Indiy, asosan, Zn, Pb va Cu oltingugurt rudalarini kompleks qayta ishlash jarayonida qoʻshimcha mahsulot sifatida olinadi. Uning yillik global ishlab chiqarilishi bir necha o'n tonnani tashkil qiladi.
5. Talliy asosan piritda (FeS2) toʻplangan. Shuning uchun sulfat kislota ishlab chiqarishdan olingan loy bu elementni olish uchun yaxshi xom ashyo hisoblanadi. Talliyning yillik global ishlab chiqarilishi indiynikidan kamroq, lekin ayni paytda o'nlab tonnani tashkil qiladi.
6. Ga, In va T1 ni erkin holatda ajratib olish uchun ularning tuzlari eritmalarini elektroliz qilish yoki vodorod oqimidagi oksidlarni qizdirish qo'llaniladi. Metalllarning erishi va bug'lanishi issiqliklari quyidagi qiymatlarga ega: 1,3 va 61 (Ga), 0,8 va 54 (In), 1,0 va 39 kkal/g-atom (T1). Ularning sublimatsiya issiqliklari (25 ° C da) 65 (Ga), 57 (In) va 43 kkal / g-atom (T1) ni tashkil qiladi. Juft bo'lib, barcha uch element deyarli faqat bir atomli molekulalardan iborat.
7. Galliyning kristall panjarasi alohida atomlar tomonidan (odatdagidek metallar uchun) emas, balki ikki atomli molekulalar (rf = 2,48A) tomonidan hosil bo'ladi. Shunday qilib, u molekulyar va metall tuzilmalarning birgalikda mavjudligining qiziqarli holatini ifodalaydi (III § 8). Ga2 molekulalari suyuq galliyda ham saqlanadi, uning zichligi (6,1 g/sm) qattiq metallning zichligidan (suv va vismutga o'xshash) kattaroqdir. Bosimning oshishi galliyning erish haroratining pasayishi bilan birga keladi. Yuqori bosimlarda, odatdagi modifikatsiyadan (Gal) tashqari, ikkita boshqa shaklning mavjudligi aniqlandi. Uch nuqta (suyuq faza bilan) Gal - Gall uchun 12 ming atm va 3 °C da, Gall uchun esa 30 ming atm va 45 °C da yotadi.
8. Gallium hipotermiyaga juda moyil bo'lib, uni suyuq holatda -40 ° C gacha ushlab turish mumkin edi. Haddan tashqari sovutilgan eritmaning takroriy tez kristallanishi galliyni tozalash usuli sifatida xizmat qilishi mumkin. Juda toza holatda (99,999%) elektrolitik tozalash, shuningdek, ehtiyotkorlik bilan tozalangan GaCl3 ni vodorod bilan kamaytirish orqali olingan. Uning yuqori qaynash nuqtasi va qizdirilganda bir xil kengayishi galyumni yuqori haroratli termometrlarni to'ldirish uchun qimmatli materialga aylantiradi. Simobga tashqi o'xshashligiga qaramay, ikkala metalning o'zaro eruvchanligi nisbatan past (10 dan 95 ° C gacha bo'lgan diapazonda u Ga uchun Hg uchun 2,4 dan 6,1 atom foizgacha va Ga uchun Hg uchun 1,3 dan 3,8 atomgacha o'zgaradi) . Simobdan farqli o'laroq, suyuq galiy gidroksidi metallarni eritmaydi va ko'plab metall bo'lmagan sirtlarni yaxshi namlaydi. Xususan, bu shishaga taalluqlidir, unga yorug'likni kuchli aks ettiruvchi nometalllarni olish mumkin bo'lgan galyumni qo'llash orqali (ammo, indiy aralashmalari bo'lmagan juda sof galyum shishani namlamasligi haqida dalillar mavjud). Galliyni plastik asosga cho'ktirish ba'zan radio sxemalarini tezda ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Tish plombalari uchun 88% Ga va 12% Sn qotishmasi 15 °C da eriydi va boshqa ba'zi galiy o'z ichiga olgan qotishmalar (masalan, 61,5% Bi, 37,2 - Sn va 1,3 - Ga) taklif qilingan. Ular harorat bilan hajmini o'zgartirmaydi va yaxshi ushlab turadi. Gallium vakuum texnologiyasida klapanlar uchun plomba sifatida ham ishlatilishi mumkin. Shu bilan birga, yuqori haroratlarda ham shisha, ham ko'plab metallarga nisbatan tajovuzkor ekanligini yodda tutish kerak.
9. Galliy ishlab chiqarishni kengaytirish imkoniyati bilan bog'liq holda, ushbu element va uning birikmalarini assimilyatsiya qilish (ya'ni, amaliyotda o'zlashtirish) muammosi dolzarb bo'lib qoladi, bu ulardan oqilona foydalanish yo'nalishlarini izlash uchun tadqiqotlarni talab qiladi. Galliy haqida sharh maqolasi va monografiyalari mavjud.
10. Indiyning siqilish qobiliyati alyuminiynikidan bir oz yuqori (10 ming atm hajmda asl 0,84 ga teng). Bosimning oshishi bilan uning elektr qarshiligi pasayadi (70 ming atm da asl nusxadan 0,5 gacha) va erish harorati ortadi (65 ming atm da 400 ° S gacha). Indiy metall tayoqchalar qalay kabi egilganda siqiladi. Qog'ozda qorong'u iz qoldiradi. Indiyning muhim ishlatilishi germaniy o'zgaruvchan tok rektifikatorlarini ishlab chiqarish bilan bog'liq (X § 6 qo'shimcha. 15). Eruvchanligi past bo'lganligi sababli, u podshipniklarda moylash vositasi sifatida xizmat qilishi mumkin.
11. Mis qotishmalariga oz miqdordagi indiyning kiritilishi ularning dengiz suviga chidamliligini sezilarli darajada oshiradi va kumushga indiy qo'shilishi uning yorqinligini oshiradi va havoda xiralashishini oldini oladi. Indiy qo'shilishi tish plombalari uchun qotishmalarning kuchini oshiradi. Boshqa metallarning indiy bilan elektrolitik qoplamasi ularni korroziyadan yaxshi himoya qiladi. Indiyning qalay bilan qotishmasi (og‘irligi bo‘yicha 1:1) shishani shisha yoki metallga yaxshi lehimlaydi, 24% In va 76% Ga qotishmasi 16°C da eriydi. 47 ° C da eriydigan 41,0 - Bi, 22,1 - Pb, 10,6 - Sn va 8,2 - Cd bo'lgan 18,1% In qotishmasi tibbiy jihatdan murakkab suyak sinishi uchun (gips o'rniga) ishlatiladi. Indiy kimyosiga oid monografiya mavjud
12. Talliyning siqilish qobiliyati indiy bilan bir xil, ammo uning ikkita allotropik modifikatsiyasi ma'lum (olti burchakli va kubik), ular orasidagi o'tish nuqtasi 235 ° C da joylashgan. Yuqori bosim ostida boshqasi paydo bo'ladi. Har uch shaklning uchlik nuqtasi 37 ming atm va 110 ° S da yotadi. Bu bosim metallning elektr qarshiligining taxminan 1,5 baravar keskin pasayishiga to'g'ri keladi (bu 70 ming atmda normaldan 0,3 ga teng). 90 ming atm bosim ostida talliyning uchinchi shakli 650 °C da eriydi.
13. Talliy, asosan, kislotaga chidamliligi yuqori bo'lgan qalay va qo'rg'oshinli qotishmalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Xususan, tarkibi 70% Pb, 20% Sn va 10% T1 bo'lgan qotishma sulfat, xlorid va nitrat kislotalar aralashmalarining ta'siriga yaxshi bardosh beradi. Talliy haqida monografiya mavjud.
14. Galliy va ixcham indiy suvga nisbatan barqaror, talliy havo ishtirokida u tomonidan sekin-asta sirtdan parchalanadi. Galliy nitrat kislota bilan faqat sekin reaksiyaga kirishadi, ammo talliy juda kuchli reaksiyaga kirishadi. Aksincha, oltingugurt va ayniqsa xlorid kislota Ga va In ni osonlik bilan eritadi, T1 esa ular bilan ancha sekinroq ta'sir qiladi (sirtda kam eriydigan tuzlarning himoya plyonkasi hosil bo'lishi tufayli). Kuchli ishqorlarning eritmalari galliyni oson eritadi, indiyga faqat sekin ta'sir qiladi va talliy bilan reaksiyaga kirishmaydi. Galliy NH4OH da sezilarli darajada eriydi. Har uch elementning uchuvchi birikmalari rangsiz olovni xarakterli ranglarda bo'yaydi: Ga - ko'zga deyarli ko'rinmas to'q binafsha (L = 4171 A), In - to'q ko'k (L = 4511 A), T1 - zumrad yashil (A, = 5351) A).
15. Galiy va indiy zaharli emas. Aksincha, talliy juda zaharli bo'lib, uning harakati Pb va Asga o'xshaydi. Bu asab tizimiga, ovqat hazm qilish tizimiga va buyraklarga ta'sir qiladi. O'tkir zaharlanish belgilari darhol paydo bo'lmaydi, lekin 12-20 soatdan keyin. Sekin-asta rivojlanayotgan surunkali zaharlanishda (shu jumladan teri orqali) qo'zg'alish va uyqu buzilishi kuzatiladi. Tibbiyotda talliy preparatlari epilasyon uchun ishlatiladi (lixen va boshqalar uchun). Talyum tuzlari yorqin kompozitsiyalarda porlash davomiyligini oshiradigan moddalar sifatida foydalanishni topdi. Ular, shuningdek, sichqon va kalamushlarga qarshi yaxshi vosita bo'lib chiqdi.
16. Kuchlanish qatorida galiy Zn va Fe orasida, indiy va talliy esa Fe va Sn orasida joylashgan. E+3 + Ze = E sxema bo'yicha Ga va In o'tishlari normal potentsiallarga mos keladi: -0,56 va -0,33 V (kislotali muhitda) yoki -1,2 va -1,0 V (ishqoriy muhitda). Talliy kislotalar ta'sirida bir valentli holatga aylanadi (normal potensial -0,34 V). T1+3 + 2e = T1+ o'tishi kislotali muhitda + 1,28 V yoki ishqoriy muhitda +0,02 V normal potentsial bilan tavsiflanadi.
17. Galliy va uning analoglari E2O3 oksidlarining hosil bo'lish issiqliklari 260 (Ga), 221 (In) va 93 kkal/mol (T1) qatorlarida kamayadi. Havoda qizdirilganda galliy amalda faqat GaO ga oksidlanadi. Shuning uchun Ga2O3 odatda Ga(OH)3 ni suvsizlantirish orqali olinadi. Indiy havoda qizdirilganda In2O3 hosil qiladi, talliy esa T12O3 va T120 aralashmasini hosil qiladi, tarkibida oksidi yuqori bo'lsa, harorat shunchalik past bo'ladi. Talliy ozon taʼsirida T1203 gacha oksidlanishi mumkin.
18. E2O3 oksidlarining kislotalarda eruvchanligi Ga - In - Tl qatori bo'ylab ortadi. Xuddi shu seriyada elementning kislorod bilan bog'lanishining mustahkamligi pasayadi: Ga2O3 1795 ° C da parchalanmasdan eriydi, 1n203 atigi 850 ° C dan yuqori haroratda 1n304 ga aylanadi va mayda maydalangan T1203 kislorodni 90 ° ga yaqin bo'linishni boshlaydi. C. Biroq, T1203 ni T120 ga to'liq aylantirish uchun ancha yuqori harorat talab qilinadi. Haddan tashqari kislorod bosimi ostida 1p203 1910 ° S da eriydi va T1203 - 716 ° S da.
19. E203 + ZH20 = 2E(OH)3 sxema bo'yicha oksidlarning gidratlanish issiqliklari +22 kkal (Ga), +1 (In) va -45 (T1) ni tashkil qiladi. Shunga ko'ra, gidroksidlar bilan suvni yo'q qilish qulayligi Ga dan T1 gacha oshadi: agar Ga (OH) 3 faqat kaltsiylanganda to'liq suvsizlansa, T1 (OH) 3 hatto suyuqlik ostida turganda ham T1203 ga aylanadi. izolyatsiya qilingan edi.
20. Galliy tuzlarining kislotali eritmalarini neytrallashda uning gidroksidi taxminan pH = 3-4 oralig'ida cho'kadi. Yangi cho‘kmaga tushgan Ga(OH)3 kuchli ammiak eritmalarida yaxshi eriydi, lekin qarigan sari eruvchanligi tobora pasayadi. Uning izoelektrik nuqtasi pH = 6,8 va PR = 2 10 ~ 37 da yotadi. 1n(OH)3 uchun PR = 1 10-31, T1(OH)3 uchun esa 1 10~45 ekanligi aniqlandi.
21. Ga (OH) 3 ning kislotali va asosiy turlari bo'yicha ikkinchi va uchinchi dissotsiatsiya konstantalari uchun quyidagi qiymatlar aniqlandi:

H3Ga03 /C2 = 5-10_I K3 = 2-10-12
Ga(OH)3 K2“2. S-P / NW = 4 -10 12
Shunday qilib, galiy gidroksid ideal amfoterlikka juda yaqin elektrolit holatini ifodalaydi.

1. Galliy gidroksidlari va uning analoglarining kislotali xossalaridagi farq ular kuchli ishqorlar (NaOH, KOH) eritmalari bilan o'zaro ta'sirlashganda aniq namoyon bo'ladi. Galliy gidroksidi M tipidagi gallatlarni hosil qilish uchun oson eriydi, ular eritmada ham, qattiq holatda ham barqarordir. Ular qizdirilganda suvni osongina yo'qotadilar (120 da Na tuzi, 137 ° C da K tuzi) va MGa02 tipidagi mos keladigan suvsiz tuzlarga aylanadi. Eritmalardan olingan ikki valentli metall gallatlar (Ca, Sr) boshqa turdagi - M3 ■ 2H20 bilan tavsiflanadi, ular ham deyarli erimaydi. Ular suv bilan to'liq gidrolizlanadi.
   Talliy gidroksid kuchli ishqorlar (manfiy zol hosil qilish bilan) bilan oson peptizatsiyalanadi, lekin ularda erimaydi va tallatlar hosil qilmaydi. Quruq usulda (oksidlarni mos keladigan karbonatlar bilan birlashtirish orqali) galliy kichik guruhining barcha uchta elementi uchun ME02 tipidagi hosilalar olingan. Biroq, talliy holatida ular oksidlarning aralashmalari bo'lib chiqdi.
   1. Ga3+, In3* va T13* ionlarining samarali radiuslari mos ravishda 0,62, 0,92 va 1,05 A ni tashkil qiladi.Suvli muhitda ular to‘g‘ridan-to‘g‘ri oltita suv molekulasi bilan o‘ralgan ko‘rinadi. Bunday gidratlangan ionlar E(OH2)a T * E (OH2)5 OH + H sxema bo‘yicha ma’lum darajada dissotsilanadi va ularning dissotsilanish konstantalari 3 ■ 10-3°(Ga) va 2 10-4 (In) ga baholanadi. .
   2. Galogenid tuzlari Ga3+, In3* va T13*’ odatda mos keladigan A13* tuzlariga o'xshaydi. Ftoridlarga qo'shimcha ravishda ular nisbatan eriydi va nafaqat suvda, balki bir qator organik erituvchilarda ham oson eriydi. Faqat sariq Gal3 bo'yalgan.

   Galliy («eka-alyuminiy») mavjudligi va uning asosiy xossalari 1870 yilda D.I.Mendeleyev tomonidan bashorat qilingan. Element Pireney sink aralashmasida spektral tahlil yoʻli bilan topilgan va 1875 yilda frantsuz kimyogari P. E. Lekok de Boisbodran tomonidan ajratilgan; Fransiya (lot. Gallia) nomi bilan atalgan. Galliy xususiyatlarining bashorat qilinganlarga to'liq mos kelishi davriy jadvalning birinchi g'alabasi edi.

   Tabiatda bo'lish, qabul qilish:

   Massa soni 69 (60,5%) va 71 (39,5%) bo'lgan ikkita barqaror izotopdan iborat. Yer qobig'idagi o'rtacha galliy miqdori nisbatan yuqori bo'lib, massa bo'yicha 1,5·10 -3%, qo'rg'oshin va molibden miqdoriga teng. Galiy odatiy iz element hisoblanadi. Yagona galyum minerali gallit CuGaS 2 juda kam uchraydi. Galliyning geokimyosi alyuminiyning geokimyosi bilan chambarchas bog'liq bo'lib, bu ularning fizik-kimyoviy xossalarining o'xshashligi bilan bog'liq. Litosferadagi galliyning asosiy qismi alyuminiy minerallari tarkibiga kiradi. Boksit va nefelin tarkibidagi galliy miqdori 0,002 dan 0,01% gacha. Galliy kontsentratsiyasining ortishi sfaleritlarda (0,01-0,02%), toshko'mirlarda (germaniy bilan birga), shuningdek, ayrim temir rudalarida ham kuzatiladi. Xitoy, AQSh, Rossiya, Ukraina va Qozog'istonda galliyning katta zaxiralari mavjud.
   Galliyning asosiy manbai alyuminiy ishlab chiqarishdir. Boksitni qayta ishlashda galyum Al(OH) 3 ajralganidan keyin ona suyuqliklarida to'planadi. Galliy simob katodida elektroliz orqali bunday eritmalardan ajratiladi. Amalgamani suv bilan qayta ishlagandan so'ng olingan ishqor eritmasidan Ga(OH) 3 cho'kadi, u ishqorda eriydi va galliy elektroliz orqali ajratib olinadi.
   Suv va kislotalar (HCl, HNO 3) bilan yuvilgan gidroksidi eritmani elektroliz qilish natijasida olingan suyuq galiy 99,9-99,95% Ga ni o'z ichiga oladi. Sof metall vakuumli eritish, zonali eritish yoki eritmadan bitta kristallni olish yo'li bilan olinadi.

   Jismoniy xususiyatlar:

   Metall kumush-oq, yumshoq, og'ir. Galliyning o'ziga xos xususiyati suyuqlik holatining katta diapazoni (erish nuqtasi 29,8 ° S, qaynash nuqtasi 2230 ° S) va 1100-1200 ° S gacha bo'lgan haroratlarda past bug' bosimi. Qattiq metallning zichligi 5,904 g/sm 3 (20°C) ni tashkil etadi, suyuq metallnikidan pastroqdir, shuning uchun muz kabi kristallanuvchi galyum shisha ampulani sindirishi mumkin. Qattiq galliyning solishtirma issiqlik sig'imi 376,7 J/(kg K) ga teng.

   Kimyoviy xossalari:

   Oddiy haroratlarda havoda galliy barqarordir. 260 ° C dan yuqori, quruq kislorodda sekin oksidlanish sodir bo'ladi (oksid plyonkasi metallni himoya qiladi). Xlor va brom sovuqda galliy bilan, qizdirilganda yod bilan reaksiyaga kirishadi. 300 ° C dan yuqori haroratlarda eritilgan galliy barcha strukturaviy metallar va qotishmalar (W dan tashqari) bilan o'zaro ta'sir qiladi va intermetall birikmalar hosil qiladi.
   Bosim ostida qizdirilganda galyum suv bilan reaksiyaga kirishadi: 2Ga + 4H 2 O = 2GaOOH + 3H 2
   Ga mineral kislotalar bilan sekin reaksiyaga kirishib, vodorod ajralib chiqadi: 2Ga + 6HCl = 2GaCl 3 + 3H 2
   Shu bilan birga, galliy sulfat va xlorid kislotalarda sekin, gidroflorik kislotada tez eriydi, galliy nitrat kislotada sovuqda barqaror.
   Galliy issiq ishqor eritmalarida sekin eriydi. 2Ga + 6H 2 O + 2NaOH = 2Na + 3H 2

   Eng muhim aloqalar:

   Galiy oksidi, Ga 2 O 3 - oq yoki sariq kukun, erish nuqtasi 1795 ° S. Galliy metalini havoda 260 °C haroratda yoki kislorodli atmosferada qizdirish yoki galyum nitrat yoki sulfatni kaltsiylash orqali olinadi. Ikki modifikatsiya shaklida mavjud. Eritmadagi kislotalar va ishqorlar bilan sekin reaksiyaga kirishib, amfoter xossalarini namoyon qiladi:
   Galiy gidroksid, Ga(OH) 3 - uch valentli galliy tuzlari eritmalarini ishqoriy metallar gidroksidlari va karbonatlari (pH 9,7) bilan ishlov berishda jele o'xshash cho'kma shaklida cho'kma hosil bo'ladi. Uch valentli galliy tuzlarini gidrolizlash orqali olish mumkin.
   U amfoter xususiyatga ega, ma'lum darajada kislotali xususiyatga ega; ishqorlarda eritilganda u hosil bo'ladi. gallatlar(masalan, Na). Konsentrlangan ammiak va konsentrlangan ammoniy karbonat eritmasida eriydi va qaynatilganda cho'kma hosil bo'ladi. Isitish orqali galiy gidroksidni GaOOH ga, keyin Ga 2 O 3 * H 2 O ga va nihoyat Ga 2 O 3 ga aylantirish mumkin.
   Galiy tuzlari. GaCl 3 - rangsiz gigroskopik kristallar. erish nuqtasi 78 °C, qaynash nuqtasi 215 °C Ga 2 (SO 4) 3 *18H 2 O - rangsiz modda, suvda yaxshi eriydi, alum kabi qo'sh tuzlar hosil qiladi. Ga(NO 3) 3 * 8H 2 O - suvda va etanolda eriydigan rangsiz kristallar
   Galiy sulfid, Ga 2 S 3 - sariq rangli kristallar yoki erish nuqtasi 1250 ° S bo'lgan oq amorf kukun, suv bilan parchalanadi.
   Galiy gidridlari organogalyum birikmalaridan olinadi. Bor va alyuminiy gidridlariga o'xshash: Ga 2 H 6 - digallan, uchuvchi suyuqlik, erish nuqtasi - 21,4 ° C, qaynash nuqtasi 139 ° C. x - poligallan, oq rangli qattiq. Gidridlar beqaror va vodorod ajralib chiqishi bilan parchalanadi.
   Lityum galanat, Li efir eritmasida 4LiH + GaCl 3 = Li + 3LiCl reaksiyasi natijasida olinadi.
   Rangsiz kristallar, beqaror, vodorodni chiqaradigan suv bilan gidrolizlanadi.

   Ilova:

   Galliydan yuqori darajada aks ettiruvchi optik oynalar yasash mumkin.
   Galliy ajoyib moylash vositasidir. Galliy va nikel, galliy va skandiy asosida deyarli juda muhim metall yopishtiruvchi moddalar yaratilgan.
   Gallium arsenid GaAs, shuningdek, yarimo'tkazgichli xususiyatlarga ega bo'lgan GaP, GaSb yarimo'tkazgichli elektronika uchun istiqbolli materiallardir. Ular yuqori haroratli rektifikatorlar va tranzistorlar, quyosh batareyalari va infraqizil nurlanishni qabul qiluvchilarda qo'llanilishi mumkin.
   Galliy oksidi granat guruhining muhim lazer materiallarining bir qismidir - GSGG, YAG, ISGG va boshqalar.
   Galliy qimmat, 2005 yilda jahon bozorida bir tonna galiy 1,2 million AQSH dollariga tushdi va yuqori narx va shu bilan birga ushbu metallga boʻlgan ehtiyoj katta boʻlganligi sababli uni toʻliq qazib olishni yoʻlga qoʻyish juda muhim. alyuminiy ishlab chiqarish va suyuq yoqilg'ida ko'mirni qayta ishlash.
   

   Ivanov Aleksey
   HF Tyumen davlat universiteti, 561-guruh.

   Galiy atom raqami 31 bo'lgan kimyoviy element. U engil metallar guruhiga kiradi va "Ga" belgisi bilan belgilanadi. Galiy tabiatda sof holda uchramaydi, lekin uning birikmalari boksit va rux rudalarida arzimas miqdorda uchraydi. Galiy yumshoq, egiluvchan, kumush rangli metalldir. Past haroratlarda u qattiq holatda, lekin xona haroratidan (29,8 ° C) ancha yuqori bo'lmagan haroratda eriydi. Quyidagi videoda galyum qoshig'i bir chashka issiq choyda qanday erishini ko'rishingiz mumkin.

   

   1. 1875-yilda element kashf qilinganidan boshlab yarimoʻtkazgichlar davri paydo boʻlgunga qadar galyum birinchi navbatda past eriydigan qotishmalar hosil qilish uchun ishlatilgan.

   

   2. Hozirgi vaqtda barcha galiy mikroelektronikada qo'llaniladi.

   

   3. Galliy arsenid, ishlatiladigan asosiy element birikmasi, mikroto'lqinli sxemalar va infraqizil ilovalarda qo'llaniladi.

   

   4. Galliy nitridi ko'k va ultrabinafsha diapazonida yarimo'tkazgichli lazerlar va LEDlarni yaratishda kamroq qo'llaniladi.

   

   5. Galliyning fanga ma'lum biologik roli yo'q. Ammo, galyum birikmalari va temir tuzlari biologik tizimlarda xuddi shunday harakat qilganligi sababli, galiy ionlari ko'pincha tibbiy dasturlarda temir ionlarini almashtiradi.

   

   6. Hozirgi vaqtda tarkibida galiy bo'lgan farmatsevtika va radiofarmatsevtika vositalari ishlab chiqilgan.

   

   
   .