Galio ( ˈgæliəm ) es un elemento químico que tiene el GA del símbolo y número atómico 31. Un metal pobre, galio metálico plateado suave es un sólido frágil en las bajas temperaturas pero licueface levemente sobre la temperatura ambiente y derretirá en la mano. Ocurre en cantidades de rastro en la bauxita y los minerales del cinc . Un uso importante está en el nitruro del galio de los compuestos y el arseniuro de galio, usado como semiconductor, especialmente en los diodos electroluminosos (LED).

Características notables

El galio elemental no se encuentra en naturaleza, sino que es obtenido fácilmente por la fundición . El metal muy puro del galio tiene un color plateado brillante y su conchoidally de las fracturas del metal del sólido como el vidrio . El metal del galio se amplía por el 3.1 por ciento cuando solidifica, y por lo tanto el almacenaje en envases del vidrio o del metal se evita, debido a la posibilidad de la ruptura del envase con la congelación. El galio comparte el estado líquido de la alto-densidad con solamente algunos materiales como el germanio, el bismuto, el antimonio y el agua .

El del galio también ataca la mayoría de los otros metales por el que difunde en su enrejado del metal. El galio por ejemplo difunde en los límites de grano del Al /de las aleaciones ref> del Zn o del acero., haciéndolos muy frágiles. También, el metal del galio alea fácilmente con muchos metales, y fue utilizado en pequeñas cantidades en la base de la primera bomba atómica para ayudar a estabilizar la estructura cristalina del plutonio.

La temperatura del punto de fusión de 30°C permite que el metal sea derretido en su mano. Este metal tiene una tendencia fuerte al supercool debajo de su punto de fusión /del punto de congelación, así haciendo necesario el seeding para solidificar. El galio es uno de los metales (con el cesio, el rubidio, el francio y el mercurio ) en que líquida o es la temperatura ambiente casi normal, y se puede por lo tanto utilizar en los termómetros des alta temperatura del metal-en-vidrio que es también persona notable para tener una de las gamas líquidas más grandes para un metal, y (desemejante del mercurio) para tener una presión de vapor baja en las temperaturas altas. Desemejante del mercurio, el líquido del metal del galio moja el vidrio y la piel de, haciéndolo mecánicamente más difícil dirigir (aunque es substancialmente menos tóxico y requiere lejos pocas precauciones). Por esta razón así como los problemas del problema y de la congelar-extensión de contaminación de metal conocidos arriba, las muestras de metal del galio se suministran generalmente en paquetes del polietileno dentro de otros envases.

El galio no cristaliza en las estructuras cristalinas simple un de los que la fase estable bajo condiciones normales es el ortorrómbico con 8 átomos en la célula de unidad convencional . Cada átomo tiene solamente un vecino más cercano (en una distancia 244 P. ) y seis otros vecinos dentro de 39 adicionales P. Mucho las fases metaestables del establo y se encuentran como función de la temperatura y de la presión.

La vinculación entre los vecinos más cercanos se encuentra para estar de carácter covalente, por lo tanto los dimeros de Ga2 se ven como los bloques huecos fundamentales del cristal. El compuesto con el arsénico, arseniuro de galio es un semiconductor de uso general en los diodos electroluminosos

El galio de gran pureza es atacado lentamente por los ácidos minerales

Historia

Galio (el latino Gallia significa el " Gaul, " esencialmente moderno Francia ; y el " latino de los medios del gallus del ; rooster") estaba el descubierto espectroscópico al lado de Lecoq de Boisbaudran en el 1875 por su espectro característico (dos líneas violetas ) en una examinación de una blenda de cinc Pyrenees . Antes de su descubrimiento, la mayor parte de sus características habían sido predichas y descritas por el Dmitri Mendeleev (quién habían llamado el " hipotético del elemento; " del eka-aluminio ;) en base de su posición en su tabla periódica . Más adelante, en 1875, Boisbaudran obtuvo el metal libre por la electrólisis de su hidróxido en la solución del hidróxido de potasio . Él nombró el " del elemento; gallia" después de su tierra nativa Francia . Fue demandado más adelante que, en uno de esos el multilingüe hace juegos de palabras tan querido de hombres de ciencia en el siglo XIX temprano, él también había nombrado el galio después de se, como su nombre, " Lecoq, " es el francés para el " el gallo, " y el latino para el " rooster" es el " " del gallus del ; ; sin embargo, en 1877 un artículo Lecoq negó esta suposición.

Ocurrencia

El galio no existe en forma libre en naturaleza, ni cualquier mineral del alto-galio existe para servir como fuente primaria de extracción del elemento o de sus compuestos. El galio se encuentra y se extrae como componente del rastro en la bauxita, el carbón, la diáspora, el Germanite, y la esfalerita . El estudio geológico ( USGC ) de Estados Unidos estima las reservas del galio basadas en la concentración de 50 PPM por peso en reservas sabidas de los minerales de la bauxita y del cinc. Un cierto del tubo saca el polvo de del carbón ardiente se ha demostrado para contener pequeñas cantidades del galio, típicamente menos el de 1% por peso.

La mayoría del galio se extrae de la solución cruda del hidróxido de aluminio Bayer de proceso para producir el alúmina y el aluminio. Una electrólisis de la célula del mercurio y la hidrólisis de la amalgama con el hidróxido de sodio lleva al galato del sodio. La electrólisis entonces da el metal del galio. Para el uso del semiconductor, la purificación adicional se realiza usar la fusión de zona, o bien la extracción del solo cristal de un derretimiento ( Czochralski de proceso).9999% se alcanzan rutinario y comercialmente extensamente - disponible.

El pago corriente para el galio de 1 gramo de la pureza 99.9999% parece ser aproximadamente los E.

Usos

Semiconductor e industria electrónica. Los usos del semiconductor son la razón principal de la disponibilidad comercial barata (de los 99.9999+%) metales extremadamente de gran pureza:
Como componente del arseniuro de galio del semiconductor, el uso más común para el galio es los circuitos integrados análogos con el segundo mayor uso que es dispositivos optoelectrónicos (sobre todo diodos láseres y los diodos electroluminosos .)
El galio se utiliza extensamente como un dopante a los semiconductores de la droga y produce los dispositivos de estado sólido como los transistores
El galio es el componente más raro de los compuestos fotovoltaicos del nuevo (tales como sulfuro o Cu de cobre (en, GA) (SE, S) del selenio del galio del indio 2, anunciado recientemente por los investigadores surafricanos) para el uso en los paneles solares como alternativa al silicio cristalino, que está actual en fuente corta.

Como una adherencia de soldadura, y agente de la mejora de la aleación:
Porque el del galio moja el vidrio o la porcelana de, el galio se puede utilizar para crear los espejos brillantes
El del galio alea fácilmente con la mayoría de los metales, y se ha utilizado como componente en las aleaciones de temperatura de fusión baja . El plutonio usado en los hoyos del arma nuclear es trabajado a máquina aleando con galio para estabilizar los alótropos del plutonio.
El galio alcanzó en cantidades el 2% en soldaduras comunes que puede ayudar a características de la adherencia de soldadura y de flujo.

Como parte de un mecanismo del almacenaje de energía:
El aluminio es bastante reactivo reducir el agua al hidrógeno, siendo oxidado al óxido de aluminio . Sin embargo, el óxido de aluminio forma una capa protectora que prevenga la reacción adicional. Cuando el galio se alea con aluminio, la capa no forma, así la aleación puede potencialmente proporcionar una fuente sólida del hidrógeno para los propósitos del transporte, que serían más convenientes que un tanque de hidrógeno a presión. Resmelting la mezcla resultante del óxido y del galio de aluminio al aluminio y al galio y a reformar metálicos éstos en los electrodos constituiría la mayor parte de la entrada de energía en el sistema, mientras que la electricidad producida por una pila de combustible del hidrógeno podría constituir una salida de la energía. La eficacia termodinámica del proceso de aluminio de la fundición reputa el aproximadamente 50 por ciento. Por lo tanto, a lo más no más que mitad de la energía que entra el aluminio de la fundición se podrían recuperar por una pila de combustible.

Para las aleaciones líquidas:
Se ha sugerido que una aleación líquida de la lata del galio se podría utilizar para refrescar los chips de ordenador en lugar del agua. Como conduce calor aproximadamente 65 veces mejor que lo puede hacer un líquido refrigerador comparable . el *Gallium se utiliza en algunos termómetros des alta temperatura.

Usos biomédicos:
Una aleación eutéctica líquido de la baja temperatura del galio, del indio, y de la lata, está extensamente - disponible en los termómetros médicos (termómetros de la fiebre), substituyendo el mercurio problemático. Esta aleación, con el Galinstan nombre comercial (con el " - stan" refiriendo a la lata), tiene un punto de congelación del − 20°C.
Las sales del galio tal como citrato del galio y nitrato del galio se utilizan como agentes radiofarmacéuticos en proyección de imagen nuclear de la medicina . (La forma o la sal no es importante, puesto que es el ion disuelto libre Ga3+ del galio que es activo). Para estos usos, un isótopo radiactivo tal como 67Ga se utiliza. El cuerpo dirige Ga3+ en gran medida como si era hierro, y está limitado así (y los concentrados) en áreas de la inflamación, tales como infección, y también áreas de la división de célula rápida. Esto permite que tales sitios sean reflejados por técnicas nucleares de la exploración. Ver el galio explorar . Este uso ha sido substituido en gran parte por el Fluorodeoxyglucose (FDG) para la tomografía de emisión de positrón, " PET" exploración.
El nitrato del galio, oral y tópico, está encontrando uso en tratar artritis.
Mucha investigación se está dedicando a las aleaciones del galio como substitutos para las amalgamas dentales del mercurio pero estos compuestos tienen todavía ver la aceptación amplia.
La investigación se está conduciendo para determinar si el galio se puede utilizar para luchar infecciones bacterianas en gente con la fibrosis enquistada . El galio es similar de tamaño al hierro, un alimento esencial para la respiración. Cuando el galio es cogido equivocadamente por las bacterias tales como pseudomonas, la capacidad de las bacterias de respirar se interfiere con y las bacterias mueren. El mecanismo detrás de esto es que el hierro es el active redox, que permite la transferencia de electrones durante la respiración, pero el galio es redox inactivo.

Misceláneo:
El galato del magnesio que contiene impurezas (tales como Mn2+), está comenzando a ser utilizado en el ultravioleta - polvo activado del fósforo .
Detección del neutrino . La cantidad más grande de galio puro recogió posiblemente nunca en un solo punto era el detector del neutrino GALLEX funcionado en los años 90 tempranos en un túnel italiano de la montaña. El detector contuvo 12.2 toneladas de gallium-71 regado. Los neutrinos solares hicieron algunos átomos de Ga-71 convertirse en las GE radiactivas -71, que fueron detectadas. El flujo solar del neutrino deducido fue encontrado para tener un déficit de el 40% de teoría. Esto no fue explicada hasta mejores detectores solares del neutrino y las teorías fueron construidas (véase el SNO ). los *As una fuente de ion líquida del metal para un enfocaron la viga de ion .

Precauciones

Mientras que no está considerado el tóxico, los datos sobre el galio es poco concluyente. Algunas fuentes sugieren que pueda causar el dermatitis de la exposición prolongada; otras pruebas no han causado una reacción positiva. Como la mayoría de los metales, el galio finalmente dividido pierde su lustre. El galio pulverizado aparece gris. Cuando el galio se maneja con las manos limpias, la dispersión extremadamente fina de las gotitas líquidas del galio que los resultados de la piel de mojado con el metal pueden aparecer como mancha gris de la piel.

Ver también

El galio compone

.

  • Zenithic
  • Ruth Morris
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