в честь какой страны назван элемент галлий
Галлий – польза, особенности и опасность металла
Этот металл не относится к редким, но на мировых биржах за него расплачиваются миллионами. Галлий – материал номер один для нового тысячелетия.
Что представляет собой
Как был открыт
Существование вещества предсказал Дмитрий Менделеев (1869 год):
Через шесть лет все подтвердилось. Французский химик Эмиль де Буабодран выделил из цинковой руды, добытой в Пиренеях, простое вещество, описал его свойства.
О новизне просигнализировала фиолетовость линий в спектре элемента.
Ученый предложил именовать элемент галлием – по латинизированному названию Франции (Галлия). Так он и вошел в историю.
Нахождение в природе
Галлий как металл в природе отсутствует, микродозы его соединений содержат цинковые руды и бокситы. Рассеянный элемент, не формирующий мегаскоплений.
Галлием богаты два десятка минералов, среди которых – полудрагоценные самоцветы гранат, берилл, турмалин, сподумен.
Элемент не особо редок – тонна земной коры содержит 19 г галлия, литр морской воды – 3 мкг.
Физико-химические характеристики
Еще Менделеев установил сходство химических свойств галлия с алюминием. Но «галлиевые» реакции идут неспешно, спокойно.
Металл наделен небанальными характеристиками:
Расплавляемость при комнатной температуре – признак, по которому галлий легко отличить от остальных металлов.
Нагретый галлий разрушает материалы сильнее любого расплавленного металла.
| Свойства атома | |
|---|---|
| Название, символ, номер | Галлий / Gallium (Ga), 31 |
| Атомная масса (молярная масса) | 69,723(1) а. е. м. (г/моль) |
| Электронная конфигурация | [Ar] 3d10 4s2 4p1 |
| Радиус атома | 141 пм |
| Химические свойства | |
| Ковалентный радиус | 126 пм |
| Радиус иона | (+3e) 62 (+1e) 81 пм |
| Электроотрицательность | 1,81 (шкала Полинга) |
| Электродный потенциал | 0 |
| Степени окисления | (+1) +3 |
| Энергия ионизации (первый электрон) | 578,7 (6,00) кДж/моль (эВ) |
| Термодинамические свойства простого вещества | |
| Плотность (при н. у.) | 5,91 г/см³ |
| Температура плавления | 302,9146 К (29,7646°C) |
| Температура кипения | 2477 К (2203,85°C) |
| Уд. теплота плавления | 5,59 кДж/моль |
| Уд. теплота испарения | 270,3 кДж/моль |
| Молярная теплоёмкость | 26,07 Дж/(K·моль) |
| Молярный объём | 11,8 см³/моль |
| Кристаллическая решётка простого вещества | |
| Структура решётки | орторомбическая |
| Параметры решётки | a=4,519 b=7,658 c=4,526 Å |
| Температура Дебая | 240 K |
| Прочие характеристики | |
| Теплопроводность | (300 K) 28,1 Вт/(м·К) |
| Номер CAS | 7440-55-3 |
Особо опасен галлий для алюминия и меди. Он пропитывает их насквозь, внедряясь в кристаллическую структуру. Алюминий окисляется, затем рассыпается.
Галлий держат подальше от электроники, алюминиевых радиаторов, конденсаторов, ноутбуков с корпусом из алюминиевого сплава, других деталей.
Технология производства
Основой производства металлического галлия часто служит минерал галлит (формула CuGaS2), а также уголь, нефелины, бокситы.
Традиционный способ получения продукта – из глиноземов, выделенных переработкой бокситов:
Особо чистый материал (примесей не более 0,0001%) получают рафинированием либо восстановлением водородом.
Где используется
До цифровой эры галлий использовался как компонент легкоплавких сплавов. Сегодня главная сфера применения металла (96,7%) – микроэлектроника.
Промышленность
На практике эксплуатируются полезные свойства галлия:
Легкоплавкость – не всегда достоинство. Она затрудняет хранение, перемещение вещества и продукции из него. Для устранения этого недостатка кусочки галлия упаковывают в полиэтилен, на который галлий не воздействует.
Медицина
Элемент нашел применение в медицине:
Медицина оценила сходство воздействия соединений галлия и железа на биологическом уровне. Они используются как дублеры.
Воздействие на человека
О токсичности вещества единства нет, диапазон оценок – от малой до высокой степени.
Об интоксикации галлием сигнализируют следующие симптомы:
Результатом может стать паралич ног, кома, летальный исход.
Вдыхание аэрозоля с галлием в составе (49,9 мг на кубометр) либо инъекция солей вещества (0,011-0,026 г/кг массы тела человека) выводит из строя почки.
Глоссарий. Химия
Га́ллий — элемент главной подгруппы третьей группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 31. Обозначается символом Ga (лат. Gallium). Относится к группе лёгких металлов. Простое вещество галлий (CAS-номер: 7440-55-3) — мягкий пластичный металл серебристо-белого (по другим данным светло-серого) цвета с синеватым оттенком.
История
Происхождение названия
Поль Эмиль Лекок де Буабодран назвал элемент в честь своей родины Франции, по её латинскому названию — Галлия (Gallia). Существует недокументированная легенда, что в названии элемента его первооткрыватель неявно увековечил и свою фамилию (Lecoq). Латинское название элемента (Gallium) созвучно gallus — «петух» (лат.). Примечательно, что именно петух le coq) (франц.) является символом Франции.
Получение
Наиболее мощным потенциальным источником получения галлия служат растворы глинозёмного производства при переработке боксита и нефелина. Концентрация галлия в щелочном алюминатном растворе после разложения в процессе Байера: 100—150 мг/л, по способу спекания: 50—65 мг/л. По этим способам галлий отделяют от большей части алюминия карбонизацией, концентрируя в последней фракции осадка. Затем обогащённый осадок обрабатывают известью, галлий переходит в раствор, откуда черновой металл выделяется электролизом. Галлий можно получить с помощью переработки полиметаллических руд, угля. Загрязнённый галлий промывают водой, после этого фильтруют через пористые пластины и нагревают в вакууме для того, чтобы удалить летучие примеси. Для получения галлия высокой чистоты используют химический (реакции между солями), электрохимический (электролиз растворов) и физический (разложение) методы.
Галлий история (как был открыт элемент)
Галлий история открытия элемента
Об элементе с атомным номером 31 большинство читателей помнят только, что это один из трех элементов, предсказанных и наиболее подробно описанных Д.И. Менделеевым, и что галлий — весьма легкоплавкий металл: чтобы превратить его в жидкость, достаточно тепла ладони.
Впрочем, галлий — не самый легкоплавкий из металлов (даже если не считать ртуть). Его температура плавления 29,75° С, а цезий плавится при 28,5° С; только цезий, как и всякий щелочной металл, в руки не возьмешь, поэтому на ладони, естественно, галлий расплавить легче, чем цезий.
Свой рассказ об элементе № 31 мы умышленно начали с упоминания о том, что известно почти всем. Потому что это «известное» требует пояснений. Все знают, что галлий предсказан Менделеевым, а открыт Лекоком де Буабодраном, но далеко не всем известно, как произошло открытие. Почти все знают, что галлий легкоплавок, но почти никто не может ответить на вопрос, почему он легкоплавок.
Как был открыт галлий
Французский химик Поль Эмиль Лекок де Буабодран вошел в историю как открыватель трех новых элементов: галлия (1875), самария (1879) и диспрозия (1886). Первое из этих открытий принесло ему славу.
В то время за пределами Франции он был мало известен. Ему было 38 лет, занимался он преимущественно спектроскопическими исследованиями. Спектроскопистом Лекок де Буабодран был хорошим, и это в конечном счете привело к успеху: все три свои элемента он открыл методом спектрального анализа.
В 1875 г. Лекок де Буабодран исследовал спектр цинковой обманки, привезенной из Пьеррфита (Пиренеи). В этом спектре и была обнаружена новая фиолетовая линия (длина волны 4170А). Новая линия свидетельствовала о присутствии в минерале неизвестного элемента, и, вполне естественно, Лекок де Буабодран приложил максимум усилий, чтобы этот элемент выделить.
Сделать это оказалось непросто: содержание нового элемента в руде было меньше 0,1%, и во многом он был подобен цинку. После длительных опытов ученому удалось-таки получить новый элемент, но в очень небольшом количестве. Настолько небольшом (меньше 0,1 г),что изучить его физические и химические свойства Лекок де Буабодран смог далеко не полно.
Галлий и Менделеев
Сообщение об открытии галлия — так в честь Франции (Галлия — ее латинское название) был назван новый элемент — появилось в докладах Парижской академии наук.
Это сообщение прочел Д. И. Менделеев и узнал в галлии предсказанный им пятью годами раньше экаалюминий. Менделеев тут же написал в Париж. «Способ открытия и выделения, а также немногие описанные свойства заставляют предполагать, что новый металл не что иное, как экаалюминий»,—говорилось в его письме.
Затем он повторял предсказанные для этого элемента свойства. Более того, никогда не держа в руках крупинки галлия, не видя его в глаза, русский химик утверждал, что первооткрыватель элемента ошибся, что плотность нового металла не может быть равна 4,7, как писал Лекок де Буабодран, она должна быть больше, примерно 5,9—6,0 г/см3.
Как это ни странно, но о существовании периодического закона первый из его утвердителей, «укрепителей», узнал лишь из этого письма. Он еще раз выделил и тщательно очистил крупицы галлия, чтобы проверить результаты первых опытов.
Некоторые историки науки считают, что делалось это с целью посрамить самоуверенного русского «предсказателя». Но опыт показал обратное: ошибся первооткрыватель. Позже он писал: «Не нужно, я думаю, указывать на исключительное значение, которое имеет плотность нового элемента в отношении подтверждения теоретических взглядов Менделеева».
Почти точно совпали с данными опыта и другие предсказанные Менделеевым свойства элемента № 31. «Предсказания Менделеева оправдались с незначительными отклонениями: экаалюминий превратился в галлий». Так характеризует это событие Энгельс в «Диалектике природы».
Нужно ли говорить, что открытие первого из предсказанных Менделеевым элементов значительно укрепило позиции периодического закона.
Статья на тему галлий история
Похожие страницы:
Понравилась статья поделись ей
Галлий
| Галлий / Gallium (Ga) | |
|---|---|
| Атомный номер | 31 |
| Внешний вид | 150px |
| Свойства атома | |
| Атомная масса (молярная масса) | 69,723 а. е. м. (г/моль) |
| Радиус атома | 141 пм |
| Энергия ионизации (первый электрон) | 578,7 (6,00) кДж/моль (эВ) |
| Электронная конфигурация | [Ar] 3d 10 4s 2 4p 1 |
| Химические свойства | |
| Ковалентный радиус | 126 пм |
| Радиус иона | (+3e) 62 (+1e) 81 пм |
| Электроотрицательность (по Полингу) | 1,81 |
| Электродный потенциал | 0 |
| Степени окисления | 3 |
| Термодинамические свойства | |
| Плотность | 5,91 г/см³ |
| Удельная теплоёмкость | 0,372 Дж/(K·моль) |
| Теплопроводность | 28,1 Вт/(м·K) |
| Температура плавления | 302,93 K |
| Теплота плавления | 5,59 кДж/моль |
| Температура кипения | 2 676 K |
| Теплота испарения | 270,3 кДж/моль |
| Молярный объём | 11,8 см³/моль |
| Кристаллическая решётка | |
| Структура решётки | орторомбическая |
| Период решётки | 4,510 Å |
| Отношение c/a | n/a |
| Температура Дебая | 240,00 K |
Содержание
История
Впервые существование этого элемента предсказано Д. И. Менделеевым в 1871 на основании открытого им периодического закона. Он предсказал его плотность — 5,9 г/см³. В 1875 году французский химик Поль Эмиль Лекок де Буабодран (Р. Е. Lecoq de Boisbaudran) выделил этот элемент из цинковых руд. Де Буабодран определил плотность галлия — 4,7 г/см³, что не соответствовало значению, предсказанному Менделеевым. Уточненное значение плотности галлия (5,904 г/см³) совпало с предсказанием Менделеева.
Происхождение названия
Нахождение в природе
Получение
Основной источник галлия — алюминатные растворы, получаемые при переработке глинозёма. После удаления большей части алюминия и многократного концентрирования образуется щелочной раствор, содержащий галлий и алюминий. Галлий выделяют электролизом этого раствора.
Физические и химические свойства
Галлий — легкоплавкий светло серый металл с синеватым оттенком. Расплав галлия 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.
Стандартный электродный потенциал пары Ga 3+ /Ga равен −0,53 В, Ga находится в электрохимическом ряду до водорода.
Галлий образует полимерные гидриды :
При нагревании под давлением галлий реагирует с водой:
С минеральными кислотами Ga медленно реагирует с выделением водорода:
Галлий растворяется в щелочах с образованием гидроксогаллатов:
Оксид и гидроксид галлия проявляют амфотерные свойства, хотя основные свойства у них по сравнению с алюминием усилены:
При подщелачивании раствора какой-либо соли галлия выделяется гидроксид галлия переменного состава Ge2O3·xH2O:
Применение
Изотоп галлий-71 является важнейшим материалом для регистрации нейтрино, и в этой связи перед техникой стоит весьма актуальная задача выделения этого изотопа из природной смеси в целях повышения чувствительности детекторов нейтрино. Так как содержание 71 Ga составляет в природной смеси изотопов около 39,9 %, то выделение чистого изотопа и использование его в качестве детектора нейтрино способно повысить чувствительность регистрации в 2,5 раза.
Галлий дорог, в 2005 году на мировом рынке тонна галлия стоила 1,2 млн долларов США, и в связи с высокой ценой и в то же время с большой потребностью в этом металле очень важно наладить его полное извлечение при алюминиевом производстве и переработке каменных углей на жидкое топливо.
Галлий имеет ряд сплавов, жидких при комнатной температуре, и один из его сплавов имеет температуру плавления 3 °C, но с другой стороны галлий (сплавы в меньшей степени) весьма агрессивен к большинству конструкционных материалов (растрескивание и размывание сплавов при высокой температуре), и как теплоноситель он малоэффективен, а зачастую просто неприемлем.
Оксид галлия входит в состав ряда стратегически важных лазерных материалов группы гранатов — ГСГГ,ИАГ,ИСГГ и др.
Биологическая роль и особенности обращения
Не играет биологической роли.
Контакт кожи с галлием приводит к тому, что сверхмалые дисперсные частицы металла остаются на ней. Внешне это выглядит как серое пятно. Имелись сообщения о развитии дерматитов при контакте с галлием.
О токсичности галлия мало данных. Из-за низкой температуры плавления слитки галлий рекомендуется транспортировать в пакетах из полиэтилена, который плохо смачивается жидким галлием.
См. также
Ссылки
Литература
af:Gallium ar:جاليوم bg:Галий bs:Galijum ca:Gal·li co:Galliu cs:Gallium cy:Galiwm da:Gallium de:Gallium en:Gallium eo:Galiumo es:Galio et:Gallium fi:Gallium fr:Gallium gl:Galio (elemento) he:גליום hr:Galij hu:Gallium hy:Գալիում id:Galium io:Galio is:Gallín it:Gallio (elemento) ja:ガリウム jbo:fasyjinme ko:갈륨 ku:Galyûm la:Gallium lb:Gallium lt:Galis lv:Gallijs nl:Gallium nn:Gallium no:Gallium oc:Galli pl:Gal pt:Gálio sh:Galijum simple:Gallium sk:Gálium sl:Galij sr:Галијум sv:Gallium th:แกลเลียม tr:Galyum ug:Galliy uk:Галій uz:Galliy zh:镓
Куплю радиодетали
Почему Вы оказались на этом сайте? Попробуем ответить на этот вопрос. Наверное, хотите совершить быструю и выгодную сделку? Хотите продать все свои радиодетали сегодня и как можно дороже?
Уже сейчас Вы можете это сделать! Просто позвоните по телефону и Вы получите предложение от которого невозможно отказаться!
Здесь, на этом сайте, Вы сможете продать радиодетали дорого. Добавим также, что теперь это сделать — проще простого!
Звоните в любое время, не откладывайте. Сравнивайте цены. Уверяем, что сможем предложить самую высокую цену.
Нашей компанией производится спектральный анализ металлов. Этот метод позволяет точно вычислить в массе содержание золота и различных металлов, т.е. точно установить сплав, из которого сделано ювелирное изделие, принимаемое в скупку. Скупка золота с точной моментальной оценкой — теперь это реальность!
Не важно где Вы находитесь. Покупка радиодетали в любом городе России. Высылайте радиодетали почтой, привозите лично или отправляйте через транспортные компании. Поступайте так, как Вам будет удобнее. Помните, что на этом сайте предложат самую высокую цену.
Цель этого сайта заключается в налаживании долгосрочных и взаимовыгодных отношений с продавцами радиодеталей. Станьте постоянным клиентом и можете рассчитывать на максимальную выгоду, продавая радиодетали.
Возможна покупка радиодеталей в странах бывшего СССР. Пишите, звоните, узнавайте подробности.
Внимание! Производим скупку автомобильных катализаторов по самым высоким в стране ценам.