Галлий

(хим.)

Свойства этого элементарного тела, Ga = 69,86, были предсказаны (Д. И. Менделеевым) периодической (см. это слово) системой элементов, как экоалюминия, в 1871 г. В 1875 г. Лекок де Буабодран открыл Г. в цинковой обманке из Пиеррефита (в Пиринеях) с помощью спектроскопа (характерна яркая фиолетовая линия спектра); более богатая обманка содержит 1 часть Г. на 60000 ч. минерала. Г. — синевато-белый металл, твердый, но ковкий; уд. вес 5,9; он плавится при 30,1° в серебристо-белую жидкость, медленно застывающую при более низкой температуре; если бросить твердый Г. в эту жидкость, то он кристаллизуется в виде октаэдров. Г. не улетучивается при накаливании, окисляясь с поверхности; на воздухе мало изменчив, но в воде тускнеет. Хлор действует на порошкообразный металл на холоду; бром и иод действуют менее энергично. Г. растворяется в соляной кислоте и в растворах едких щелочей при выделении водорода; образует белую окись Ga₂O₃и хлористое соединение GCl₃; вообще он повторяет свойства алюминия, что сказывается также в способности образовать аммиачные квасцы Ga₂(NH₄)₂(SO₄)₄24H₂O.

С. С. Колотов. Δ.

(лат. Gallium)

Ga, химический элемент III группы периодической системы Д. И. Менделеева, порядковый номер 31, атомная масса 69,72; серебристо-белый мягкий металл. Состоит из двух стабильных изотопов с массовыми числами 69 (60,5% ) и 71 (39,5%).

Существование Г. («экаалюминия») и основные его свойства были предсказаны в 1870 Д. И. Менделеевым. Элемент был открыт спектральным анализом в пиренейской цинковой обманке и выделен в 1875 французским химиком П. Э. Лекоком де Буабодраном; назван в честь Франции (лат. Gallia). Точное совпадение свойств Г. с предсказанными было первым триумфом периодической системы.

Среднее содержание Г. в земной коре относительно высокое, 1,5-10^-30% по массе, что равно содержанию свинца и молибдена. Г. — типичный рассеянный элемент. Единственный минерал Г. — галдит CuGaS₂ очень редок. Геохимия Г. тесно связана с геохимией алюминия (См. Алюминий), что обусловлено сходством их физико-химических свойств. Основная часть Г. в литосфере заключена в минералах алюминия. Содержание Г. в бокситах и нефелинах колеблется от 0,002 до 0,01%. Повышенные концентрации Г. наблюдаются также в сфалеритах (0,01—0,02% ), в каменных углях (вместе с германием), а также в некоторых железных рудах.

Физические и химические свойства. Г. имеет ромбическую (псевдотетрагональную) решётку с параметрами а = 4,5197А, b = 7,6601A, с = 4.5257А. Плотность. (г/см³) твёрдого металла 5,904 (20°С), жидкого 6,095 (29,8°С), т. е при затвердевании объём Г. увеличивается; t_пл 29,8°С, t_kип 2230°С. Отличительная особенность Г. — большой интервал жидкого состояния (2200° С) и низкое давление пара при температурах до 1100—1200°С. Удельная теплоёмкость твёрдого Г. 376,7 дж/(кг·К), т. е. 0,09 кал/(г •град) в интервале 0—24°С, жидкого соответственно 410дж /(кг•К.), то есть 0,098 кал/(г·град) в интервале 29—100°С. Удельное электрическое сопротивление (ом·см) твёрдого Г. 53,4-10^-6 (0°С), жидкого 27,2·10^-6 (30°С). Вязкость (пуаз = 0,1 н· сек/м²): 1,612(98°С), 0,578 (1100°С), поверхностное натяжение 0,735 н/м (735 дин/см) (30 °С в атмосфере H₂). Коэффициенты отражения для длин волн 4360А и 5890А соответственно равны 75,6% и 71,3%. Сечение захвата тепловых нейтронов 2,71 барна (2,7·10^-28м²).

На воздухе при обычной температуре Г. стоек. Выше 260° С в сухом кислороде наблюдается медленное окисление (плёнка окиси защищает металл). В серной и соляной кислотах Г. растворяется медленно, в плавиковой — быстро, в азотной кислоте на холоду Г. устойчив. В горячих растворах щелочей Г. медленно растворяется. Хлор и бром реагируют с Г. на холоду, и́од — при нагревании. Расплавленный Г. при температурах выше 300° С взаимодействует со всеми конструкционными металлами и сплавами.

Наиболее устойчивы трёхвалентные соединения Г., которые во многом близки по свойствам химическим соединениям алюминия. Кроме того, известны одно- и двухвалентные соединения. Высший окисел Ga₂O₃ —вещество белого цвета, нерастворимое в воде. Соответствующая ему гидроокись осаждается из растворов солей Г. в виде белого студенистого осадка. Она имеет ярко выраженный амфотерный характер. При растворении в щелочах образуются галлаты (например, Na[Ga(OH)₄]), при растворении в кислотах — соли Г.: Ga₂(S0₄)₃, GaCl₃ и др. Кислотные свойства у гидроокиси Г. выражены сильнее, чем у гидроокиси алюминия [интервал выделения А1(ОН)₃ лежит в пределах pH = 10,6—4,1, а Ca(OH)₃ в пределах pH = 9,7—3,4].

В отличие от A1(OH)₃, гидроокись Г. растворяется не только в сильных щелочах, но и в растворах аммиака. При кипячении из аммиачного раствора вновь выпадает гидроокись Г.

Из солей Г. наибольшее значение имеют хлорид GaC1₃ (t _пл 78°С, t _кип 200°С) и сульфат Ga₂(SO₄)₃. Последний с сульфатами щелочных металлов и аммония образует двойные соли типа квасцов, например (NH₄) Ga(SO₄)₂-12H₂O.Г. образует малорастворимый в воде и разбавленных кислотах ферроцианид Ga₄[Fe(CN)₆]₃, что может быть использовано для его отделения от Al и ряда др. элементов.

Получение и применение. Основной источник получения Г. — алюминиевое производство. Г. при переработке бокситов по способу Байера концентрируется в оборотных маточных растворах после выделения А1(ОН)з. Из таких растворов Г. выделяют электролизом на ртутном катоде. Из щелочного раствора, полученного после обработки амальгамы водой, осаждают Ga(OH)₃, которую растворяют в щёлочи и выделяют Г. электролизом.

При содово-известковом способе переработки бокситовой или нефелиновой руды Г. концентрируется в последних фракциях осадков, выделяемых в процессе карбонизации. Для дополнительного обогащения осадок гидроокисей обрабатывают известковым молоком. При этом большая часть A1 остаётся в осадке, а Г. переходит в раствор, из которого пропусканием CO₂ выделяют галлиевый концентрат (6—8% Ga₂O₃); последний растворяют в щёлочи и выделяют Г. электролитически.

Источником Г. может служить также остаточный анодный сплав процесса рафинирования A1 по методу трёхслойного электролиза. В производстве цинка источниками Г. являются возгоны(вельц-окислы), образующиеся при переработке хвостов выщелачивания цинковых огарков.

Полученный электролизом щелочного раствора жидкий Г., промытый водой и кислотами (HC1, HNOз), содержит 99,9—99,95% Ga. Более чистый металл получают плавкой в вакууме, зонной плавкой или вытягиванием монокристалла из расплава.

Широкого промышленного применения Г. пока не имеет. Потенциально возможные масштабы попутного получения Г. в производстве алюминия до сих пор значительно превосходят спрос на металл. Наиболее перспективно применение Г. в виде химических соединений типа GaAs, GaP, GaSb, обладающих полупроводниковыми свойствами. Они могут применяться в высокотемпературных выпрямителях и транзисторах, солнечных батареях и др. приборах, где может быть использован фотоэффект в запирающем слое, а также в приёмниках инфракрасного излучения. Г. можно использовать для изготовления оптических зеркал, отличающихся высокой отражательной способностью. Сплав алюминия с Г. предложен вместо ртути в качестве катода ламп ультрафиолетового излучения, применяемых в медицине. Жидкий Г. и его сплавы предложено использовать для изготовления высокотемпературных термометров (600—1300° С) и манометров. Представляет интерес применение Г. и его сплавов в качестве жидкого теплоносителя в энергетических ядерных реакторах (этому мешает активное взаимодействие Г. при рабочих температурах с конструкционными материалами; эвтектический сплав Ga—Zn—Sn оказывает меньшее коррозионное действие, чем чистый Г. ).

Лит.: Шека И. А., Чаус И. С., Митюрева Т. Т., Галлий, К., 1963; Еремин Н. И., Галлий, М., 1964; 3еликман А. Н., К рейн О. Е., Самсонов Г. В., Металлургия редких металлов, 2 изд., М., 1964; Einecke Е., Das Gallium, Lpz., [1937].

А. Н. Зеликман.

1. га́ллий;
2. га́ллии;
3. га́ллия;
4. га́ллиев;
5. га́ллию;
6. га́ллиям;
7. га́ллий;
8. га́ллии;
9. га́ллием;
10. га́ллиями;
11. га́ллии;
12. га́ллиях.

-я, м.

Химический элемент, редкий металл серебристо-белого цвета.

[От лат. Gallia — Франция]

м.

Химический элемент, мягкий легкоплавкий металл серебристо-белого цвета.

ГАЛЛИЙ (лат. Gallium) - Ga, химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 31, атомная масса 69,723. Назван от Gallia - латинского названия Франции. Серебристо-белый легкоплавкий (tпл 29,77 .С) металл; плотность (г/см³

ГАЛЛИЙ (Gallium), Ga, химическая элемент III группы периодической системы, атомный номер 31, атомная масса 69,72; металл. Галлий открыт французским химиком П. Лекоком де Буабодраном в 1875.

муж.;
хим. galliumм. хим. gallium.

gallium

м. хим.

galio m

ГАЛЛИЙ (символ Ga), серый металлический элемент III группы периодической системы. Открытие его было предсказано Дмитрием МЕНДЕЛЕЕВЫМ. Был обнаружен благодаря использованию СПЕКТРОСКОПА в 1875 г. Основные источники - бокситы и некоторые цинковые руды. Металл, который плавится при низкой температуре, используется в ЛАЗЕРНЫХ установках, ТРАНЗИСТОРНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКАХ и термометрах для высоких температур. Свойства: порядковый номер 31, атомная масса 69,72; плотность 5,9; температура плавления 29,78 °С, температура кипения 2407 °С, наиболее распространенный изотоп ⁶⁹Gа (60,4%).

(от Gallia-Галлия, лат. назв. Франции; лат. Gallium) Ga, хим. элемент III гр. периодич. системы, ат. н. 31, ат. м. 69,72. Прир. Г. состоит из изотопов ⁶⁹Ga (61,2%) и ⁷¹Ga (38,8%), поперечное сечение захвата тепловых нейтронов соотв. 2,1*10^-28 и 5,1*10^-28 м ². Конфигурация внеш. электронной оболочки 4s²4p¹; степень окисления + 1 и +3; энергия ионизации Ga

ГА́ЛЛИЙ -я; м. [от лат. Gallia - Франция] Химический элемент (Ga), мягкий легкоплавкий металл серебристо-белого цвета (применяется в производстве полупроводников).

* * *

(лат. Gallium), химический элемент III группы периодической системы. Название от Gallia — латинское название Франции. Серебристо-белый легкоплавкий (t_пл 29,77ºC) металл; плотность (г/см³) твердого металла 5,904, жидкого 6,095; t_кип 2205ºC. На воздухе химически стоек. В природе рассеян, встречается вместе с Al. Применяют в основном (на 97%) в производстве полупроводниковых материалов (GaAs, GaSb, GaP, GaN).

* * *

ГА́ЛЛИЙ (лат. Gallium, от Gallia — латинского названия Франции), Ga (читается «галлий»), химический элемент с атомным номером 31, атомная масса 69,723.

Природный галлий состоит из двух изотопов ⁶⁹Ga (61,2% по массе) и ⁷¹Ga (38,8%). Конфигурация внешнего электронного слоя 4s²p¹. Степень окисления +3, +1 (валентности I, III).

Расположен в группе IIIА периодической системы элементов, в 4-м периоде.

Радиус атома 0,1245 нм, радиус иона Ga³⁺0,062 нм. Энергии последовательной ионизации 5,998, 20,514, 30,71, 64,2 и 89,8 эВ. Электроотрицательность по Полингу(см. ПОЛИНГ Лайнус) 1,6.

История открытия

Впервые существование этого элемента предсказано Д. И. Менделеевым(см. МЕНДЕЛЕЕВ Дмитрий Иванович) в 1871 на основании открытого им периодического закона. Он назвал его экаалюминий. В 1875 П. Э. Лекок де Буабодран(см. ЛЕКОК ДЕ БУАБОДРАН Поль Эмиль) выделил галлий из цинковых руд.

Де Буабодран определил плотность галлия — 4,7 г/см³, что не соответствовало предсказанному Д. И. Менделеевым значению 5,9 г/см³. Уточненное значение плотности галлия (5,904 г/см³) совпало с предсказанием Менделеева.

Нахождение в природе

Содержание в земной коре 1,8·10^–3% по массе. Галлий относится к рассеянным элементам. В природе встречается в виде очень редких минералов: зенгеита Ga(OH)₃, галлита CuGaS₂и других. Является спутником алюминия(см. АЛЮМИНИЙ), цинка(см. ЦИНК (химический элемент)), германия(см. ГЕРМАНИЙ), железа(см. ЖЕЛЕЗО); содержится в сфалеритах(см. СФАЛЕРИТ), нефелине(см. НЕФЕЛИН), натролите, бокситах,(см. БОКСИТЫ) германите, в углях и железных рудах некоторых месторождений.

Получение

Основной источник галлия — алюминатные растворы, получаемые при переработке глинозема. После удаления большей части Al и многократного концентрирования образуется щелочной раствор, содержащий Ga и Al. Галлий выделяют электролизом этого раствора.

Физические и химические свойства

Галлий — легкоплавкий светло-серый металл с синеватым оттенком. Расплав Ga может находиться в жидком состоянии при температуре ниже температуры плавления (29,75 °C). Температура кипения 2200 °C, это объясняется тем, что в жидком галлии плотная упаковка атомов с координационным числом 12. Для ее разрушения надо затратить много энергии.

Кристаллическая решетка устойчивой a-модификации образована двухатомными молекулами Ga₂, связанными между собой ван-дер-ваальсовыми силами(см. МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ), длина связи 0,244 нм.

Стандартный электродный потенциал пары Ga³⁺/Ga равен –0,53В, Ga находится в электрохимическом ряду до водорода(см. ВОДОРОД).

По химическим свойствам галлий сходен с алюминием.

На воздухе Ga покрывается оксидной пленкой, предохраняющей от дальнейшего окисления. С мышьяком(см. МЫШЬЯК), фосфором(см. ФОСФОР), сурьмой(см. СУРЬМА) образует арсенид, фосфид и антимонид галлия, с серой(см. СЕРА), селеном(см. СЕЛЕН), теллуром(см. ТЕЛЛУР) — халькогениды. При нагревании Ga реагирует с кислородом(см. КИСЛОРОД). С хлором(см. ХЛОР) и бромом(см. БРОМ) галлий взаимодействует при комнатной температуре, с иодом(см. ИОД) — при нагревании. Галогениды галлия, образуют димеры Ge₂X₆.

Галлий образует полимерные гидриды:

4LiH + GaCl₃ = Li[GaH₄] + 3LiCl.

Устойчивость ионов падает в ряду BH₄^– — AlH₄^– — GaH₄^–. Ион BH₄^– устойчив в водном растворе, AlH₄^– и GaH₄^– быстро гидролизуются:

GaH₄^– + 4H₂O = Ga(OH)₃ + OH^– + 4H₂

При нагревании под давлением Ga реагирует с водой:

2Ga + 4H₂O = 2GaOOH + 3H₂

С минеральными кислотами Ga медленно реагирует с выделением водорода:

2Ga + 6HCl = 2GaCl₃ + 3H₂

Галлий растворяется в щелочах с образованием гидроксогаллатов:

2Ga + 6H₂O + 2NaOH = 2Na[Ga(OH)₄] + 3H₂

Оксид и гидроксид галлия проявляют амфотерные свойства, хотя основные свойства у них по сравнению с Al усилены:

Ga₂O₃ + 6HCl = 2GaCl₂,

Ga₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O = 2Na[Ge(OH)₄]

Ga₂O₃ + Na₂CO₃ = 2NaGaO₂ + CO₂

При подщелачивании раствора какой-либо соли галлия выделяется гидроксид галлия переменного состава Ge₂O₃·xH₂O:

Ga(NO₃)₂ + 3NaOH = Ga(OH)₃Ї + 3NaNO₃

При растворении Ga(OH)₃ и Ga₂O₃ в кислотах образуются аквакомплексы [Ga(H₂O)₆]³⁺, поэтому из водных растворов соли галлия выделяются в виде кристаллогидратов, например, хлорид галлия GaCl₃·6H₂O, галлийкалиевые квасцы KGa(SO₄)₂·12H₂O. Аквакомплексы галлия в растворах бесцветны.

Применение

Около 97% получаемого промышленностью галлия используется для получения соединений с полупроводниковыми свойствами, например, арсенида галлия GaAs. Металлический галлий применяют в радиоэлектронике для «холодной пайки» керамических и металлических деталей, для легирования Ge и Si, получения оптических зеркал. Ga может заменять Hg в выпрямителях электрического тока. Эвтектический сплав галлия с индием используют в радиационных контурах реакторов.

Особенности обращения

Галлий — малотоксичный элемент. Из-за низкой температуры плавления слитки Ga рекомендуется транспортировать в пакетах из полиэтилена, который плохо смачивается жидким галлием.

Ga (лат. Gallium * a.gallium; н.Gallium; ф.gallium; и.galio), - хим. элемент III группы периодич. системы Mенделеева, ат. н. 31, ат. м. 69,73. Cостоит из двух стабильных изотопов ⁶⁹Ga (61,2%) и ⁷¹Ga (38,8%). Предсказан в 1870 Д. И. Mенделеевым. Oткрыт в 1875 франц. химиком Лекоком де Буабодраном.

Г. - серебристо-белый мягкий металл. Имеет ромбич. (псевдотетрагональную) решётку переходного типа (от металлического к молекулярному), образованную двухатомными молекулами. Плотность (кг/м³) твёрдого Г. 5904 (при 20°C), жидкого 6095 (при 29,80C); tпл 29,75°C, tкип 2403°C; уд. теплоёмкость твёрдого Г. 344 Дж/(кг·K) в интервале 0-24°C, жидкого 480 Дж/(кг·K); температурный коэфф. линейного расширения твёрдого Г. 1,8·* 10^-5 град^-1, жидкого 1,2·* 10^-5 град^-1 (при 100°C); уд. электрич. сопротивление (Oм·см) твёрдого Г. 53,4·* 10^-6, жидкого 27,2·* 10^-6; электродный потенциал Ga³+ 0,52 B. Cтепени окисления +1, +2, +3; наиболее устойчивы соединения Ga³+. При нагревании растворяется в большинстве минеральных к-т c образованием легко гидрализующихся солей, a также в растворах щелочей и аммиака.

Cреднее содержание Г. в земной коре 1,8·* 10^-3%. Cобственно минералы Г. - галлит CuGaS2, майгрюн Cu_2,46Fe_0,05Zn_0,23Ga_1,16V_0,24S_3,86, корневалит Cu_2,19Fe_0,47Zn_0,25Ga_1,16S_3,93, зёнгеит Ga(OH)₃, шауртеит Ga₃Ge(SO₄)₂(OH)₆·3H₂O - обнаружены лишь на уникальных галлийсодержащих полиметаллич. м-ниях Цумеб (Hамибия) и "Кипуши" (Заир). Геохимически Г. близок к Al, Zn и Fe. Oсн. его масса рассеяна в минералах Al и накапливается в нефелиновых сиенитах (cp. содержание 0,004%), редкометалльных и щелочных пегматитах (до 0,05%), щелочных метасоматитах (до 0,02%), бокситах (cp. содержание 0,0052%), сфалеритах (до 0,018%). Cв. 90% Г. получают в качестве побочного продукта из отходов алюминиевого (реже цинкового) произ-ва. Источником Г. являются также продукты переработки кам. угля. Чистый металлич. Г. получают методом зонной плавки или испарением в вакууме. Г., его сплавы и соединения используются в радиоэлектронике, стекольной и керамич. пром-сти, электровакуумной и лазерной технике, медицине. Oсн. производители - США, Швеция, Kанада, Япония. Cм. также Рассеянных элементов руды.Литература: Борисенок Л. A., Геохимия галлия, M., 1971; Kоган Б. И., Bершковская O. B., Cлавиковская И. M., Галлий, M., 1973.Л. A. Борисенок.

(от Gallia - Галлия, лат. назв. Франции) - хим. элемент, символ Ga (лат. Gallium), ат. н. 31, ат. м. 69,723. Г. - серебристо-белый металл; плотн. 5904 кг/м³: t_пл 29,8 °С. В природе Г. рассеян, встречается гл. обр. в минералах алюминия и цинка, откуда его и добывают. Осн. обл. применения Г. и его соединений - произ-во светоэмиссионных диодов, солнечных батарей и магн. запоминающих устройств. Кроме того, Г. используется в лазерной технике, входит в состав флуоресцентных материалов, спец. припоев. Применяется также как компонент интегральных схем и теплоноситель (его Лога 2230 °С). Арсенид Г. - важнейший ПП.

ГАЛЛИЙ — хим. элемент, символ Ga (лат. Gallium), ат. н. 31, ат. м. 69,72; серебристо-белый металл; плотность 5904 кг/м³, t_пл = 29,8 °С, t_кип = 2230°С. Галлий как жидкость существует в очень большом температурном интервале, поэтому его применяют в высокотемпературных термометрах. Некоторые соединения галлия используют в производстве полупроводников, а также в ювелирном деле.