Atom raqami 31 bo'lgan element haqida ko'pchilik o'quvchilar faqat D.I. tomonidan bashorat qilingan va batafsil tavsiflangan uchta elementdan biri ekanligini eslashadi. Mendeleyev va bu galliy juda eruvchan metall: kaftning issiqligi uni suyuqlikka aylantirish uchun etarli.
Biroq, galyum metallarning eng eruvchani emas (hatto simobni hisoblamasangiz ham). Uning erish nuqtasi 29,75 ° S, seziy esa 28,5 ° S da eriydi; faqat seziy, har qanday ishqoriy metal kabi, sizning qo'lingizga olinmaydi, shuning uchun seziyga qaraganda galyumni kaftingizda eritish tabiiy ravishda osonroqdir.
Biz 31-element haqidagi hikoyamizni ataylab deyarli hamma biladigan narsani eslatib boshladik. Chunki bu "ma'lum" tushuntirishni talab qiladi. Galliyni Mendeleyev bashorat qilgani va Lekok de Boisboran tomonidan kashf etilganini hamma biladi, ammo bu kashfiyot qanday sodir bo‘lganini hamma ham bilmaydi. Galliy eruvchanligini deyarli hamma biladi, lekin u nima uchun eritiladi degan savolga deyarli hech kim javob bera olmaydi.
Galliy qanday topilgan?
Fransuz kimyogari Pol Emil Lekok de Boisboran tarixga uchta yangi element: galiy (1875), samariy (1879) va disprosiy (1886) ning kashfiyotchisi sifatida kirdi. Bu kashfiyotlarning birinchisi unga shuhrat keltirdi.
O'sha paytda u Frantsiyadan tashqarida kam tanigan. U 38 yoshda edi va asosan spektroskopik tadqiqotlar bilan shug'ullangan. Lekok de Boisbodran yaxshi spektroskopist edi va bu oxir-oqibat muvaffaqiyatga olib keldi: u o'zining uchta elementini spektral tahlil orqali kashf etdi.
1875 yilda Lecoq de Boisbaudran Perrefitte (Pirenees) dan olib kelingan sink aralashmasi spektrini o'rganib chiqdi. Ushbu spektrda yangi binafsha chiziq (to'lqin uzunligi 4170 Å) topildi. Yangi chiziq mineralda noma'lum element mavjudligini ko'rsatdi va tabiiyki, Lekok de Boisbodran ushbu elementni ajratib olish uchun bor kuchini sarfladi. Buni amalga oshirish qiyin bo'lib chiqdi: rudadagi yangi elementning miqdori 0,1% dan kam edi va u ko'p jihatdan sinkga o'xshardi*. Uzoq tajribalardan so'ng olim yangi elementni olishga muvaffaq bo'ldi, ammo juda oz miqdorda. Shu qadar kichik (0,1 g dan kam) Lecoq de Boisbaudrap uning fizik va kimyoviy xususiyatlarini to'liq o'rgana olmadi.
* Rux aralashmasidan galyum qanday olinishi quyida tasvirlangan.
Galliyning kashfiyoti - yangi element Frantsiya sharafiga shunday nomlangan (Gallia uning lotincha nomi) - Parij Fanlar Akademiyasi hisobotlarida paydo bo'ldi.
Ushbu xabarni D.I. Mendeleev va u besh yil oldin bashorat qilgan galyum eka-alyuminiyda tanildi. Mendeleev darhol Parijga xat yozdi. "Kashfiyot va izolyatsiyalash usuli, shuningdek tasvirlangan bir nechta xususiyatlar bizni yangi metall eka-alyuminiydan boshqa narsa emasligiga ishonishimizga olib keladi", deyiladi uning maktubida. Keyin u ushbu element uchun bashorat qilingan xususiyatlarni takrorladi. Bundan tashqari, hech qachon qo'lida galliy donalarini ushlab turmasdan, uni shaxsan ko'rmasdan, rus kimyogari elementni kashf etgan odam xato qilganligini, yangi metallning zichligi 4,7 ga teng bo'lishi mumkin emasligini ta'kidladi, Lekok de Boisbaudran yozgan: - u kattaroq bo'lishi kerak, taxminan 5,9...6,0 g/sm 3!
Qanchalik g'alati tuyulmasin, uning birinchi tasdiqlovchi, "mustahkamlovchi" davriy qonun mavjudligini faqat shu maktubdan bilib oldi. U birinchi tajribalar natijalarini tekshirish uchun yana bir bor galliy donalarini ajratib oldi va ehtiyotkorlik bilan tozaladi. Ba'zi fan tarixchilari bu o'ziga ishongan rus "bashoratchisi" ni sharmanda qilish uchun qilingan deb hisoblashadi. Ammo tajriba buning aksini ko'rsatdi: kashfiyotchi yanglishdi. Keyinchalik u shunday deb yozgan edi: "Mendeleevning nazariy qarashlarini tasdiqlash uchun yangi elementning zichligi alohida ahamiyatga ega ekanligini ta'kidlashning hojati yo'q, deb o'ylayman."
Mendeleyev bashorat qilgan 31-sonli elementning boshqa xossalari tajriba ma’lumotlariga deyarli to‘g‘ri keldi. "Mendeleevning bashoratlari kichik og'ishlar bilan amalga oshdi: eka-alyuminiy galliyga aylandi." Engels "Tabiat dialektikasi" asarida bu hodisani shunday tavsiflaydi.
Aytish kerakki, Mendeleyev bashorat qilgan elementlarning birinchisining ochilishi davriy qonun pozitsiyasini sezilarli darajada mustahkamladi.
Nima uchun galyum eriydi?
Galliyning xususiyatlarini bashorat qilgan holda, Mendeleev bu metall erituvchan bo'lishi kerak deb hisobladi, chunki uning guruhdagi analoglari - alyuminiy va indiy ham o'tga chidamli emas.
Ammo galliyning erish nuqtasi g'ayrioddiy past, indiynikidan besh baravar past. Bu galliy kristallarining g'ayrioddiy tuzilishi bilan izohlanadi. Uning kristall panjarasi alohida atomlar ("normal" metallardagi kabi) tomonidan emas, balki diatomik molekulalar tomonidan hosil bo'ladi. Ga 2 molekulalari juda barqaror, ular galliy suyuq holatga o'tganda ham saqlanib qoladi. Ammo bu molekulalar bir-biri bilan faqat kuchsiz van der Vaals kuchlari bilan bog'langan va ularning aloqasini yo'q qilish uchun juda kam energiya kerak bo'ladi.
31-sonli elementning ba'zi boshqa xususiyatlari molekulalarning diatomikligi bilan bog'liq. Suyuq holatda galliy qattiq holatga qaraganda zichroq va og'irroq bo'ladi. Suyuq galliyning elektr o'tkazuvchanligi qattiq galiynikidan ham katta.
Tashqi ko'rinishida u qalayga o'xshaydi: kumush-oq yumshoq metall, u havoda oksidlanmaydi va xira bo'lmaydi.
Va ko'pgina kimyoviy xususiyatlarda galyum alyuminiyga yaqin. Alyuminiy singari, galliy atomi ham tashqi orbitada uchta elektronga ega. Alyuminiy singari, galyum ham sovuqda ham osonlikcha galogenlar bilan reaksiyaga kirishadi (yoddan tashqari). Ikkala metal ham sulfat va xlorid kislotalarda oson eriydi va ikkalasi ham ishqorlar bilan reaksiyaga kirishib, amfoter gidroksidlar beradi. Reaksiya dissotsiatsiya konstantalari
Ga(OH) 3 → Ga 3+ + 3OH –
H 3 GaO 3 → 3H + + GaO 3– 3
- bir xil buyurtma miqdori.
Biroq, galyum va alyuminiyning kimyoviy xossalarida farqlar mavjud.
Galliy quruq kislorod bilan faqat 260 ° C dan yuqori haroratlarda sezilarli darajada oksidlanadi va alyuminiy, agar himoya oksidi plyonkasidan mahrum bo'lsa, kislorod bilan juda tez oksidlanadi.
Vodorod bilan galliy bor gidridlariga o'xshash gidridlarni hosil qiladi. Alyuminiy faqat vodorodni eritishi mumkin, lekin u bilan reaksiyaga kirishmaydi.
Galliy ham grafit, kvarts va suvga o'xshaydi.
Grafitda - chunki u qog'ozda kulrang iz qoldiradi.
Kvars uchun - elektr va termal anizotropiya.
Galliy kristallarining elektr qarshiligining kattaligi oqim qaysi o'q bo'ylab o'tishiga bog'liq. Maksimal va minimal nisbat 7 ga teng, boshqa metallarga qaraganda ko'proq. Xuddi shu narsa termal kengayish koeffitsienti uchun ham amal qiladi.
Uning uchta kristallografik o'q yo'nalishidagi qiymatlari (galliy kristallari rombik) 31:16:11 nisbatda.
Galliy esa suvga o'xshaydi, chunki u qattiqlashganda kengayadi. Hajmining o'sishi sezilarli - 3,2%.
Faqatgina bu qarama-qarshi o'xshashliklarning kombinatsiyasi 31-sonli elementning o'ziga xos individualligi haqida gapiradi.
Bundan tashqari, u boshqa hech qanday elementda topilmagan xususiyatlarga ega. Erigandan so'ng, u erish nuqtasidan past haroratda ko'p oylar davomida o'ta sovutilgan holatda qolishi mumkin. Bu 30 dan 2230 ° C gacha bo'lgan ulkan harorat oralig'ida suyuqlik bo'lib qoladigan yagona metalldir va bug'larining uchuvchanligi minimaldir. Hatto chuqur vakuumda ham u faqat 1000 ° S da sezilarli darajada bug'lanadi. Galliy bug'i, qattiq va suyuq metallardan farqli o'laroq, monotomikdir. Ga 2 → 2Ga o'tish katta miqdorda energiya talab qiladi; Bu galliy bug'lanishining qiyinligini tushuntiradi.
Suyuqlik holatining katta harorat oralig'i 31-sonli elementning asosiy texnik qo'llanmalaridan birining asosidir.
Galliy nima uchun yaxshi?
Galliy termometrlari printsipial jihatdan 30 dan 2230 ° S gacha bo'lgan haroratni o'lchashi mumkin. Gallium termometrlari endi 1200 ° S gacha bo'lgan haroratlar uchun mavjud.
31-sonli element signalizatsiya qurilmalarida ishlatiladigan past erituvchi qotishmalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Galliy-indiy qotishmasi allaqachon 16 ° C da eriydi. Bu barcha ma'lum qotishmalarning eng eruvchanidir.
Yarimo'tkazgichdagi "teshik" o'tkazuvchanligini kuchaytiruvchi III guruh elementi sifatida galyum (sofligi kamida 99,999%) germaniy va kremniyga qo'shimcha sifatida ishlatiladi.
Galliyning V guruh elementlari - surma va mishyak bilan intermetalik birikmalarining o'zlari yarim o'tkazgich xususiyatlarga ega.
Shisha massasiga galliy qo'shilishi yorug'lik nurlarining yuqori sinishi ko'rsatkichiga ega ko'zoynaklar olish imkonini beradi va Ga 2 O 3 asosidagi ko'zoynaklar infraqizil nurlarni yaxshi o'tkazadi.
Suyuq galliy unga tushgan yorug'likning 88% ni, qattiq galiy esa biroz kamroq aks ettiradi. Shuning uchun ular ishlab chiqarish juda oson bo'lgan galyum nometalllarini yaratadilar - galyum qoplamasi hatto cho'tka bilan ham qo'llanilishi mumkin.
Ba'zan diffuziya vakuum nasoslarida simob o'rnini bosuvchi galyumning qattiq sirtlarni yaxshi namlash qobiliyatidan foydalaniladi. Bunday nasoslar vakuumni simob nasoslariga qaraganda yaxshiroq "ushlaydi".
Yadro reaktorlarida galliydan foydalanishga urinishlar qilingan, ammo bu urinishlar natijalarini muvaffaqiyatli deb hisoblash qiyin. Galliy nafaqat neytronlarni faol ravishda ushlaydi (kesmasi 2,71 omborni ushlaydi), shuningdek, yuqori haroratlarda ko'pchilik metallar bilan reaksiyaga kirishadi.
Galiy atom materialiga aylanmadi. To'g'ri, uning sun'iy radioaktiv izotopi 72 Ga (yarim umri 14,2 soat) suyak saratoniga tashxis qo'yish uchun ishlatiladi. Gallium-72 xlorid va nitrat o'simta tomonidan adsorbsiyalanadi va bu izotopning radiatsiyaviy xususiyatini aniqlash orqali shifokorlar xorijiy shakllanishlarning hajmini deyarli aniq aniqlaydilar.
Ko'rib turganingizdek, 31-sonli elementning amaliy imkoniyatlari juda keng. Galliyni olish qiyinligi sababli ularni hali to'liq ishlatish mumkin emas - juda kam uchraydigan element (er qobig'i og'irligining 1,5 10 -3%) va juda tarqoq. Bir nechta mahalliy galliy minerallari ma'lum. Uning birinchi va eng mashhur minerali - gallit CuGaS 2 faqat 1956 yilda topilgan. Keyinchalik juda kam uchraydigan yana ikkita mineral topilgan.
Odatda, galiy rux, alyuminiy, temir rudalarida, shuningdek, ko'mirda - kichik nopoklik sifatida mavjud. Va xarakterli narsa: bu nopoklik qanchalik katta bo'lsa, uni olish shunchalik qiyin bo'ladi, chunki u xossalariga o'xshash metallarning (alyuminiy, sink) rudalarida galyum ko'proq. Erdagi galliyning asosiy qismi alyuminiy minerallari tarkibida mavjud.
Galliy qazib olish qimmat "zavq" dir. Shuning uchun 31-sonli element davriy jadvaldagi qo'shnilaridan kamroq miqdorda ishlatiladi.
Albatta, yaqin kelajakda ilm-fan galliyda uni mutlaqo zarur va almashtirib bo'lmaydigan narsani kashf qilishi mumkin, xuddi Mendeleev bashorat qilgan boshqa element - germaniy bilan sodir bo'lganidek. Bundan atigi 30 yil oldin u galliydan ham kamroq ishlatilgan va keyin "yarim o'tkazgichlar davri" boshlangan ...
Shakllarni topish
Galliyning xossalarini D.I. Mendeleev bu elementning kashf etilishidan besh yil oldin. Ajoyib rus kimyogari o'z bashoratlarini davriy tizim guruhlari bo'yicha xususiyatlarning o'zgarishi qonuniyatlariga asosladi. Ammo Lekok de Boisbodran uchun galiyning topilishi baxtsiz hodisa emas edi. Iste'dodli spektroskopist, 1863 yilda u o'xshash xususiyatlarga ega bo'lgan elementlarning spektrlaridagi o'zgarishlarning qonuniyatlarini kashf etdi. Indiy va alyuminiy spektrlarini taqqoslab, u bu elementlarning chiziqlari spektrning qisqa to'lqinli qismidagi bo'shliqni to'ldiradigan "birodar" ga ega bo'lishi mumkin degan xulosaga keldi. Aynan shu etishmayotgan chiziq u Pierrefitdan sink aralashmasi spektrida qidirib topdi.
Taqqoslash uchun biz D.I. tomonidan bashorat qilingan asosiy xususiyatlar jadvalini taqdim etamiz. Mendeleyev eka-alyuminiy va galliy Lekok de Boisbodran tomonidan kashf etilgan.
| Ekaalyuminiy | Galiy |
| Atom og'irligi taxminan 68 | Atom og'irligi 69,72 |
| Kam erish bo'lishi kerak | Erish nuqtasi 29,75 ° S |
| O'ziga xos tortishish 6,0 ga yaqin | O'ziga xos tortishish 5,9 (qattiq) va 6,095 (suyuqlik) |
| Atom hajmi 11,5 | Atom hajmi 11.8 |
| Havoda oksidlanmasligi kerak | Faqat qizil-spirtli issiqlikda ozgina oksidlanadi |
| Yuqori haroratlarda u suvni parchalashi kerak | Yuqori haroratlarda u suvni parchalaydi |
| Murakkab formulalar: EaCl 3 Ea 2 O 3, Ea 2 (SO 4) 3 | Murakkab formulalar: GaCl 3, Ga 3 O 3, Ga 2 (SO 4) 3 |
| Alum Ea 2 (SO 4) 3 Me 2 SO 4 24H 2 O hosil qilishi kerak, lekin alyuminiydan qiyinroq | Tarkibi (NH 4) Ga(SO 4) 2 12H 2 O bo'lgan alum hosil qiladi. |
| Oksid Ea 2 O 3 osonlik bilan qaytarilishi va Al ga qaraganda uchuvchanroq metall hosil qilishi kerak, shuning uchun biz ekaalyuminiyni spektral tahlil orqali topishini kutishimiz mumkin. | Galliy vodorod oqimida kalsinatsiya qilish orqali oksididan osonlikcha qaytariladi, bu spektral tahlil yordamida topilgan. |
So'zlar ustida o'yinmi?
Ba'zi fan tarixchilari 31-sonli element nomida nafaqat vatanparvarlikni, balki uni kashf etganning beadabligini ham ko'rishadi. Umuman olganda, "gallium" so'zi lotincha Gallia (Frantsiya) dan kelgan. Ammo agar xohlasangiz, xuddi shu so'zda "xo'roz" so'zining ishorasini ko'rishingiz mumkin! Lotincha "xo'roz" gallus, frantsuzcha esa le coq. Lecoq de Boisbaudran?
Yoshga qarab
Minerallarda galyum ko'pincha alyuminiy bilan birga keladi. Qizig'i shundaki, mineraldagi bu elementlarning nisbati mineralning hosil bo'lish vaqtiga bog'liq. Dala shpatlarida har 120 ming alyuminiy atomiga bitta galliy atomi to'g'ri keladi. Keyinchalik hosil bo'lgan nefelinlarda bu nisbat allaqachon 1:6000 ni tashkil qiladi, hatto "yoshroq" toshlangan yog'ochda esa atigi 1:13 ni tashkil qiladi.
Birinchi patent
Galliydan foydalanish uchun birinchi patent 60 yil oldin olingan. Ular elektr boshq lampalaridagi 31-sonli elementni ishlatmoqchi bo'lishdi.
Oltingugurtni bostiradi, oltingugurt bilan himoya qiladi
Galliy va sulfat kislota o'rtasida qiziqarli o'zaro ta'sir sodir bo'ladi. U elementar oltingugurtning chiqishi bilan birga keladi. Bunday holda, oltingugurt metallning sirtini o'rab oladi va uning keyingi erishini oldini oladi. Agar siz metallni issiq suv bilan yuvsangiz, reaktsiya qayta boshlanadi va galyumda oltingugurtning yangi "po'sti" o'sguncha davom etadi.
Yomon ta'sir
Suyuq galliy ko'pgina metallar bilan reaksiyaga kirishib, qotishmalar va nisbatan past mexanik xususiyatlarga ega intermetal birikmalar hosil qiladi. Shuning uchun galyum bilan aloqa qilish ko'plab strukturaviy materiallarning kuchini yo'qotishiga olib keladi. Beriliy galliyga eng chidamli hisoblanadi: 1000 ° S gacha bo'lgan haroratda u 31-sonli elementning agressivligiga muvaffaqiyatli qarshilik ko'rsatadi.
Va oksid ham!
Galliy oksidining kichik qo'shimchalari ko'plab metallar oksidlarining xususiyatlariga sezilarli darajada ta'sir qiladi. Shunday qilib, Ga 2 O 3 ning sink oksidiga qo'shilishi uning sinterlash qobiliyatini sezilarli darajada kamaytiradi. Ammo bunday oksidda sinkning eruvchanligi sof sinkga qaraganda ancha yuqori. Va titan dioksidining elektr o'tkazuvchanligi Ga 2 O 3 qo'shilganda keskin pasayadi.
Galiyni qanday olish mumkin
Dunyoda galliy rudalarining sanoat konlari topilmagan. Shuning uchun galliyni undagi juda kam bo'lgan rux va alyuminiy rudalaridan olish kerak. Rudalarning tarkibi va ulardagi galliy miqdori bir xil bo'lmaganligi sababli, 31-sonli elementni olish usullari juda xilma-xildir. Keling, misol tariqasida, rux aralashmasidan, bu element birinchi marta topilgan mineraldan galyum qanday olinishini aytib beraylik.
Eng avvalo, rux aralashmasi ZnS yondiriladi va hosil bo'lgan oksidlar sulfat kislota bilan yuviladi. Boshqa ko'plab metallar bilan bir qatorda galyum eritmaga kiradi. Ushbu eritmada sink sulfat ustunlik qiladi - bu aralashmalardan, shu jumladan galliydan tozalanishi kerak bo'lgan asosiy mahsulot. Tozalashning birinchi bosqichi temir loy deb ataladigan yog'ingarchilikdir. Kislotali eritmaning asta-sekin neytrallanishi bilan bu loy cho'kadi. Uning tarkibida taxminan 10% alyuminiy, 15% temir va (bu biz uchun hozir eng muhim) 0,05...0,1% galliy. Galliyni olish uchun loy kislota yoki natriy gidroksid bilan yuviladi - galliy gidroksid amfoterdir. Ishqoriy usul qulayroqdir, chunki bu holda uskuna arzonroq materiallardan tayyorlanishi mumkin.
Ishqor ta'sirida alyuminiy va galiy birikmalari eritmaga kiradi. Ushbu eritma ehtiyotkorlik bilan zararsizlantirilganda, galiy gidroksid cho'kadi. Ammo alyuminiyning bir qismi ham cho'kadi. Shuning uchun cho'kma yana, bu safar xlorid kislotada eritiladi. Natijada asosan alyuminiy xlorid bilan ifloslangan galliy xlorid eritmasi olinadi. Ushbu moddalarni ekstraktsiya yo'li bilan ajratish mumkin. Eter qo'shiladi va AlCl 3 dan farqli o'laroq, GaCl 3 deyarli butunlay organik erituvchiga o'tadi. Qatlamlar ajratiladi, efir distillanadi va hosil bo'lgan galliy xlorid yana bir bor konsentrlangan kaustik soda bilan ishlov beriladi va cho'kma hosil qiladi va galiydan temir aralashmalarini ajratadi. Bu ishqoriy eritmadan galiy metalli olinadi. 5,5 V kuchlanishda elektroliz orqali olinadi. Galliy mis katodida to'planadi.
Galiy va tishlar
Galliy uzoq vaqtdan beri zaharli deb hisoblangan. Faqat so'nggi o'n yilliklarda bu noto'g'ri tushuncha rad etildi. Past eriydigan galyum tish shifokorlarini qiziqtiradi. 1930 yilda birinchi marta tish plombalari uchun kompozitsiyalarda galyumni simob bilan almashtirish taklif qilingan. Bu erda ham, chet elda ham keyingi tadqiqotlar bunday almashtirishning istiqbollarini tasdiqladi. Stomatologiyada simobsiz metall plombalar (simob galliy bilan almashtirilgan) allaqachon qo'llaniladi.
Galiy kimyoviy elementi tabiatda erkin holda deyarli uchramaydi. U mineral aralashmalarda mavjud bo'lib, ulardan ajratish juda qiyin. Galliy noyob modda hisoblanadi, uning ba'zi xususiyatlari to'liq o'rganilmagan. Biroq, u tibbiyot va elektronikada qo'llaniladi. Bu element nima? U qanday xususiyatlarga ega?
Galliy metallmi yoki metall bo'lmaganmi?
Element to'rtinchi davrning o'n uchinchi guruhiga kiradi. U elementni kashf etgan vatani Frantsiya bir qismi bo'lgan tarixiy Galliya viloyati sharafiga nomlangan. Uni belgilash uchun Ga belgisi ishlatiladi.
Galiy alyuminiy, indiy, germaniy, qalay, surma va boshqa elementlar bilan birga engil metallar guruhiga kiradi. Oddiy modda sifatida u mo'rt va yumshoq bo'lib, engil mavimsi tusli kumush-oq rangga ega.
Kashfiyot tarixi
Mendeleev galliyni "bashorat qilgan" va uning uchun davriy jadvalning uchinchi guruhida (eskirgan tizimga ko'ra) o'z o'rnini qoldirgan. U taxminan uning atom massasini nomladi va hatto element spektroskopik usulda kashf etilishini bashorat qildi.
Bir necha yil o'tgach, metall fransuz Pol Emil Lekok tomonidan kashf etilgan. 1875 yil avgust oyida olim Pireneydagi kondan spektrni o'rganib, yangi binafsha chiziqlarni payqadi. Element galiy deb nomlangan. Uning mineral tarkibidagi miqdori juda kichik edi va Lecoq atigi 0,1 grammni ajratib olishga muvaffaq bo'ldi. Metallning topilishi Mendeleyev bashoratining to‘g‘riligini tasdiqlovchilaridan biri bo‘ldi.
Jismoniy xususiyatlar
Galliy metall juda egiluvchan va eriydi. Past haroratlarda u qattiq holatda qoladi. Uni suyuqlikka aylantirish uchun 29,76 daraja Selsiy yoki 302,93 Kalvin harorati etarli. Uni qo'lingizda ushlab yoki issiq suyuqlikka botirib, eritishingiz mumkin. Juda yuqori harorat uni juda agressiv qiladi: 500 daraja va undan yuqori haroratda u boshqa metallarni korroziyaga qodir.
Galiyning kristall panjarasi ikki atomli molekulalardan hosil bo'ladi. Ular juda barqaror, lekin bir-biriga zaif bog'langan. Ularning aloqasini uzish uchun juda oz miqdorda energiya kerak bo'ladi, shuning uchun galyum osongina suyuqlikka aylanadi. U indiyga qaraganda besh baravar ko'p eriydi.
Suyuq holatda metall qattiq holatga qaraganda zichroq va og'irroq bo'ladi. Bundan tashqari, u elektr tokini yaxshiroq o'tkazadi. Oddiy sharoitlarda uning zichligi 5,91 g/sm³ ni tashkil qiladi. Metall -2230 daraja Selsiyda qaynaydi. Qattiqlashganda u taxminan 3,2% kengayadi.
Kimyoviy xossalari
Ko'pgina kimyoviy xususiyatlarda galyum alyuminiyga o'xshaydi, lekin kamroq faol va u bilan reaktsiyalar sekinroq. U havo bilan reaksiyaga kirishmaydi, bir zumda uning oksidlanishiga to'sqinlik qiladigan oksidli plyonka hosil qiladi. Vodorod, bor, kremniy, azot va uglerod bilan reaksiyaga kirishmaydi.
Metall deyarli har qanday halogenlar bilan yaxshi o'zaro ta'sir qiladi. U faqat qizdirilganda yod bilan reaksiyaga kirishadi, xona haroratida ham xlor va brom bilan reaksiyaga kirishadi. Issiq suvda u vodorodni siqib chiqara boshlaydi, mineral kislotalar bilan tuzlar hosil qiladi va vodorodni ham chiqaradi.
Galiy boshqa metallar bilan amalgama hosil qilishi mumkin. Agar suyuq galliy alyuminiyning qattiq qismiga tushsa, u uning ichiga kira boshlaydi. Alyuminiyning kristall panjarasiga kirib, suyuq modda uni mo'rt qiladi. Bir necha kundan so'ng, qattiq metall blokni ko'p harakat qilmasdan qo'lda maydalash mumkin.
Ilova
Tibbiyotda galiy metalli o'smalar va giperkalsemiya bilan kurashish uchun ishlatiladi va suyak saratonining radioizotop diagnostikasi uchun ham javob beradi. Biroq, moddani o'z ichiga olgan dorilar ko'ngil aynishi va qayt qilish kabi yon ta'sirga olib kelishi mumkin.
Galliy metalli mikroto'lqinli elektronikada ham qo'llaniladi. Yarim o'tkazgichlar va LEDlarni ishlab chiqarish uchun piezomaterial sifatida ishlatiladi. Metall yopishtiruvchi moddalar skandiy yoki nikel bilan galliy qotishmasidan olinadi. Plutoniy bilan qotishganda, u stabilizator rolini o'ynaydi va yadroviy bombalarda ishlatiladi.
Ushbu metall bilan shisha yuqori sinishi indeksiga ega va uning oksidi Ga 2 O 3 shishaga infraqizil nurlarni o'tkazish imkonini beradi. Sof galyumdan oddiy nometall yasash mumkin, chunki u yorug‘likni yaxshi aks ettiradi.
Galiyning ko'pligi va konlari
Galiyni qayerdan olsam bo'ladi? Metallni Internetda osongina buyurtma qilish mumkin. Uning narxi bir kilogramm uchun 115 dan 360 dollargacha. Metall noyob hisoblanadi, u er qobig'ida juda tarqalgan va amalda o'z minerallarini hosil qilmaydi. 1956 yildan beri uchtasi ham topilgan.
Galliy ko'pincha rux va temirda uchraydi.Uning aralashmalari ko'mir, beril, granat, magnetit, turmalin, dala shpati, xloritlar va boshqa minerallarda uchraydi. O'rtacha tabiatda uning miqdori taxminan 19 g / t ni tashkil qiladi.
Ko'pchilik galiy tarkibida unga yaqin bo'lgan moddalarda uchraydi. Shu sababli, ulardan uni olish qiyin va qimmat. Metallning o'z minerali CuGaS 2 formulasi bilan gallit deb ataladi. Shuningdek, tarkibida mis va oltingugurt mavjud.
Odamlarga ta'siri
Metallning biologik roli va uning inson tanasiga ta'siri haqida juda kam narsa ma'lum. Davriy jadvalda u biz uchun muhim bo'lgan elementlar (alyuminiy, temir, sink, xrom) yonida joylashgan. Galliy ultramikroelement sifatida qonning bir qismi bo'lib, uning oqishini tezlashtiradi va qon pıhtılarının shakllanishiga to'sqinlik qiladi, degan fikr mavjud.
Qanday bo'lmasin, moddaning oz miqdori inson tanasida mavjud (10 -6 - 10 -5%). Galiy unga suv va qishloq xo'jaligi oziq-ovqat mahsulotlari bilan birga kiradi. U suyak to'qimasida va jigarda saqlanadi.
Galliy metall kam zaharli yoki shartli toksik hisoblanadi. Teri bilan aloqa qilganda, uning ustida kichik zarralar qoladi. Bu suv bilan osongina olib tashlanishi mumkin bo'lgan kulrang iflos dog'ga o'xshaydi. Modda kuyishlarni qoldirmaydi, lekin ba'zi hollarda dermatitga olib kelishi mumkin. Ma'lumki, tanadagi galiyning yuqori darajasi jigar, buyraklar va asab tizimida buzilishlarni keltirib chiqaradi, ammo bu juda katta miqdordagi metallni talab qiladi.
U o'zining davriy qonunini tuzdi va davriy jadvalni tuzdi; ko'pgina metallar hali fanga ma'lum emas edi.
Biroq, bu kimyogarning davriy tizimini yaratishga to'sqinlik qilmadi va hali kashf etilmagan elementlar uchun bo'sh hujayralarni qoldirdi. Tez orada bu "bo'sh joylar" to'ldi. Mendeleyev bashorat qilgan ushbu elementlardan biri bugun muhokama qilinadi.
Jadvaldagi 31-raqamli galyum bilan tanishing. Uchinchi guruh alyuminiy va kremniyga xos xususiyatlarga o'xshash past eriydigan metalldir. Mendeleev nafaqat bu metallning xossalarini yetarlicha batafsil tavsiflab berdi, balki uning atom og'irligini deyarli yuz foiz aniqlik bilan ko'rsatdi.
Ismning kashf etilishi va kelib chiqishi
Galliy oddiy modda sifatida fransuz kimyogari Pol Emil Lekok de Boisbodran tomonidan kashf etilgan va ajratib olingan. Bu 1875 yilda, olim Pireneydan olib kelingan sink aralashmasi namunalarini tekshirganda sodir bo'ldi. Tadqiqot spektroskopiya yordamida amalga oshirildi va olim ruda spektrida binafsha rangli chiziqni payqadi, bu mineralda noma'lum element mavjudligini ko'rsatadi.
Elementni sof shaklda ajratib olish juda ko'p mehnat talab qildi, chunki uning rudadagi miqdori 0,1% dan kam edi. Oxir-oqibat, Lecoq de Boisbaudran 0,1 grammdan kamroq sof moddani olishga va uni o'rganishga muvaffaq bo'ldi. Frantsuz tomonidan kashf etilgan element sinkga xos xususiyatlarga juda o'xshash bo'lib chiqdi.
Parij Fanlar akademiyasining 1875-yil 20-sentabrda boʻlib oʻtgan navbatdagi yigʻilishida Lekok de Boisbodranning yangi element kashf etilishi va uning xossalarini oʻrganish toʻgʻrisidagi maktubi oʻqildi. Shuningdek, kimyogar yangi topilgan elementni Fransiya sharafiga uning lotincha nomi - Galiya deb ataganini ham xabar qildi.
Mendeleev ushbu kashfiyot bo'yicha nashr etilgan hisobotni o'qib chiqqach, u yangi elementning xususiyatlarining tavsifi u ilgari bashorat qilgan eka-alyuminiy tavsifiga deyarli to'g'ri kelishini ta'kidladi. Mendeleyev bu haqda Lekok de Boisboranni ma'lum qilishda shoshilmadi va yangi metallning zichligi noto'g'ri aniqlanganligini va 4,7 g/sm3 emas, balki 5,9-6,0 bo'lishi kerakligini ko'rsatdi. To'liq tekshirish Mendeleevning haqligini ko'rsatdi.
Galiy qazib olish
Tabiatda galliy katta konlarni hosil qilmaydi. Ba'zi minerallar nisbatan ko'p miqdorda galiyni o'z ichiga oladi (bu metall uchun): granat, sfalerit, turmalin, beril, dala shpati, nefelin.
Galliyning eng boy manbai germanit mineralidir, mis sulfiddan tashkil topgan ruda tarkibida 0,5-0,7% galliy bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, galiy boksit va nefelinni qayta ishlashdan olinadi. Ushbu metallni polimetall rudalar va ko'mirni qayta ishlash orqali ham olish mumkin.
Kontaminatsiyalangan galliy suv bilan yuviladi, so'ngra g'ovakli plitalar orqali filtrlanadi va uchuvchi aralashmalarni olib tashlash uchun vakuumda isitiladi. Yuqori tozalikdagi galiyni olish uchun kimyoviy (tuzlar orasidagi reaksiyalar), elektrokimyoviy (eritmalarni elektroliz qilish) va fizik (parchalanish) usullari qo'llaniladi.
Galliy qazib olinadigan konlar asosan Janubiy-G'arbiy Afrikada, shuningdek, Rossiya va MDHning ba'zi mamlakatlarida joylashgan.
Galliyning xossalari
Galiy yumshoq, egiluvchan, kumush rangli metalldir. Past haroratlarda u qattiq holatda bo'ladi, lekin xona haroratidan biroz yuqoriroq haroratda (29,8 ° C) eriydi.
Umuman olganda, ushbu metallning suyuq holatining keng harorat diapazoni (30 dan 2230 ° C gacha) galliyning xususiyatlaridan biridir. Galliyning kimyoviy xossalari alyuminiynikiga yaqin. Eruvchanligi past bo'lganligi sababli, galyum plastik qoplarda tashiladi.
Yarimo'tkazgichlar paydo bo'lishidan oldin galyum past eriydigan qotishmalarni yaratish uchun ishlatilgan. Bugungi kunda galyum asosan mikroelektronikada yarimo'tkazgichlarning bir qismi sifatida ishlatiladi. Galliy nitridi ko'k va ultrabinafsha diapazonida yarimo'tkazgichli lazerlar va LEDlarni yaratishda ishlatiladi.
Galliy ajoyib moylash vositasidir. Galliy va nikel, galliy va skandiy asosida amaliy jihatdan juda muhim bo'lgan metall yopishtiruvchi moddalar yaratilgan. Galliy metall, shuningdek, simobni ushbu metall bilan almashtirib, yuqori haroratni o'lchash uchun kvarts termometrlarini to'ldirish uchun ishlatiladi. Buning sababi, galyum simobga nisbatan sezilarli darajada yuqori qaynash nuqtasiga ega.
Galliy eng qimmat metallardan biridir. Shunday qilib, 2005 yilda bir tonna galliy jahon bozorida 1,2 million AQSh dollariga tushdi. Uning qimmatligi va bu metallga bo'lgan ehtiyoj katta bo'lganligi sababli uni alyuminiy ishlab chiqarishda to'liq qazib olishni yo'lga qo'yish va ko'mirni suyuq yoqilg'iga qayta ishlash juda muhimdir.
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.
Galiy 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.
Atom raqami 31 bo'lgan element haqida ko'pchilik o'quvchilar faqat D.I. tomonidan bashorat qilingan va batafsil tavsiflangan uchta elementdan biri ekanligini eslashadi. Mendeleev va u juda eruvchan metall ekanligini: kaftning issiqligi uni suyuqlikka aylantirish uchun etarli.
31-sonli element haqidagi hikoyamizni ataylab deyarli hammaga ma'lum bo'lgan narsani eslatishdan boshladik. Chunki bu "ma'lum" tushuntirishni talab qiladi. Galliyni Mendeleyev bashorat qilgani va Lekok de Boisboran tomonidan kashf etilganini hamma biladi, ammo bu kashfiyot qanday sodir bo‘lganini hamma ham bilmaydi. Galliy eruvchanligini deyarli hamma biladi, lekin u nima uchun eritiladi degan savolga deyarli hech kim javob bera olmaydi.
Galliy qanday topilgan?
Fransuz kimyogari Pol Emil Lekok de Boisboran tarixga uchta yangi element: galiy (1875), samariy (1879) va disprosiy (1886) ning kashfiyotchisi sifatida kirdi. Bu kashfiyotlarning birinchisi unga shuhrat keltirdi.
O'sha paytda u Frantsiyadan tashqarida kam tanigan. U 38 yoshda edi va asosan spektroskopik tadqiqotlar bilan shug'ullangan. Lekok de Boisbodran yaxshi spektroskopist edi va bu oxir-oqibat muvaffaqiyatga olib keldi: u o'zining uchta elementini spektral tahlil orqali kashf etdi.
1875 yilda Lecoq de Boisbaudran Perrefitte (Pirenees) dan olib kelingan sink aralashmasi spektrini o'rganib chiqdi. Ushbu spektrda yangi binafsha chiziq (to'lqin uzunligi 4170A) topildi. Yangi chiziq mineralda noma'lum element mavjudligini ko'rsatdi va tabiiyki, Lekok de Boisbodran ushbu elementni ajratib olish uchun bor kuchini sarfladi. Buni qilish qiyin bo'lib chiqdi: rudadagi yangi elementning miqdori 0,1% dan kam bo'lib, ko'p jihatdan sinkga o'xshash edi. Uzoq tajribalardan so'ng olim yangi elementni olishga muvaffaq bo'ldi, ammo juda oz miqdorda. Shu qadar kichik (0,1 g dan kam) Lekok de Boisbodran uning fizik va kimyoviy xossalarini to'liq o'rgana olmadi.
Galliyning kashfiyoti - yangi element Frantsiya sharafiga shunday nomlangan (Gallia uning lotincha nomi) - Parij Fanlar Akademiyasi hisobotlarida paydo bo'ldi.
D.I.Mendeleyev bu xabarni o‘qib, besh yil avval bashorat qilgan galyumni eka-alyuminiy deb tanidi. Mendeleev darhol Parijga xat yozdi. "Kashfiyot va izolyatsiyalash usuli, shuningdek tasvirlangan bir nechta xususiyatlar bizni yangi metall eka-alyuminiydan boshqa narsa emas deb taxmin qilishga olib keladi", deyiladi uning maktubida. Keyin u ushbu element uchun bashorat qilingan xususiyatlarni takrorladi. Bundan tashqari, hech qachon qo'lida galliy donalarini ushlab turmasdan, uni shaxsan ko'rmasdan, rus kimyogari elementni kashf etgan odam xato qilganligini, yangi metallning zichligi Lekok de Boisbodran yozganidek, 4,7 ga teng bo'lishi mumkin emasligini ta'kidladi. kattaroq bo'lishi kerak, taxminan 5,9-6,0 g / sm3.
G'alati, lekin davriy mavjudligiUning birinchi tasdiqlovchilari, "mustahkamlovchilar" qonunni faqat shu maktubdan bilib oldilar. U yana bir bor diqqat bilan ta'kidladibirinchi tajribalar natijalarini tekshirish uchun galliyning tozalangan donalari. Ba'zi fan tarixchilari buni o'ziga ishongan rusni sharmanda qilish uchun qilingan deb hisoblashadi"bashoratchi". Ammo tajriba buning aksini ko'rsatdi: kashfiyotchi yanglishdi. Keyinchalik u shunday deb yozgan edi: "Mendeleevning nazariy qarashlarini tasdiqlash uchun yangi elementning zichligi alohida ahamiyatga ega ekanligini ta'kidlashning hojati yo'q, deb o'ylayman."
Mendeleyev bashorat qilgan 31-sonli elementning boshqa xossalari ham eksperimental ma’lumotlarga deyarli to‘g‘ri keldi.“Mendeleyevning bashoratlari kichik og‘ishlar bilan oqlandi: eka-alyuminiy galliyga aylandi”. Engels "Tabiat dialektikasi" asarida bu hodisani shunday tavsiflaydi.
Aytishga hojat yo'q, Mendeleev bashorat qilgan birinchi elementlarning kashfiyoti sezilarli darajada mustahkamlandidavriy qonunning pozitsiyalari.
Siz galyum tarixi mavzusidagi maqolani o'qiyapsiz
