Галлий

ГАЛЛИЙ, Ga (лат. Gallium * а. gallium; н. Gallium; ф. gallium; и. galio), — химический элемент III группы периодической системы Менделеева, атомный номер 31, атомная масса 69,73. Состоит из двух стабильных изотопов ⁶⁹Ga (61,2%) и ⁷¹Ga (38,8%). Предсказан в 1870 Д. И. Менделеевым. Открыт в 1875 французским химиком Лекоком де Буабодраном.

Свойства галлия

Галлий — серебристо-белый мягкий металл. Имеет ромбическую (псевдотетрагональную) решётку переходного типа (от металлической к молекулярной), образованную двухатомными молекулами. Плотность (кг/м³) твёрдого галлия 5904 (при 20°С), жидкого 6095 (при 29,80С); t плавления 29,75°С, t кипения 2403°С; удельная теплоёмкость твёрдого галлия 344 Дж/(кг•К) в интервале 0-24°С, жидкого 480 Дж/(кг•К); температурный коэффициент линейного расширения твёрдого галлия 1,8•10^-5 град^-1, жидкого 1,2•10^-5 град^-1 (при 100°С); удельное электрическое сопротивление (Ом•см) твёрдого галлия 53,4•10^-6, жидкого 27,2•10^-6; электродный потенциал Ga₃ + 0,52 В. Степень окисления +1, +2, +3; наиболее устойчивы соединения Ga³⁺. При нагревании растворяется в большинстве минеральных кислот с образованием легко гидрализующихся солей, а также в растворах щелочей и аммиака.

Содержание галлия в природе

Среднее содержание галлия в земной коре 1,8•10^-3%. Собственно минералы галлия — 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 SO₄₂(OH)₆•3Н₂О — обнаружены лишь на уникальных галлийсодержащих полиметаллических месторождениях Цумеб (Намибия) и "Кипуши" (Заир). Геохимически галлий близок к Al, Zn и Fe. Основная его масса рассеяна в минералах Al и накапливается в нефелиновых сиенитах (среднее содержание 0,004%), редкометалльных и щелочных пегматитах (до 0,05%), щелочных метасоматитах (до 0,02%), бокситах (среднее содержание 0,0052%), сфалеритах (до 0,018%).

Получение и применение галлия

Свыше 90% галлия получают в качестве побочного продукта из отходов алюминиевого (реже цинкового) производства. Источником галлия являются также продукты переработки каменного угля. Чистый металлический галлий получают методом зонной плавки или испарением в вакууме. Галлий, его сплавы и соединения используются в радиоэлектронике, стекольной и керамической промышленности, электровакуумной и лазерной технике, медицине. Основные производители — США, Швеция, Канада, Япония. См. также рассеянных элементов руды.