protonové číslo 31
relativní atomová hmotnost 69.72
elektronegativita 1.8
elektronová konfigurace [Ar]3d104s24p1
hustota (g·cm-3) 5.90
teplota tání (°C) 29.78
teplota varu (°C) 2403.0

Gallium (31Ga)

historie

  • existenci gallia předpověděl v roce 1870 D.I.Mendělejev jako eka-aluminium
  • spektrálně - objeveno v roce 1875 P. E. Lecoq de Boisbaudranem
  • pojmenován na počest Francie (latinsky Gallia)

výskyt

  • neexistují rudy obsahující Ga jako převládající prvek
  • vyskytuje se v sulfidických minerálech, doprovází Zn, Ge nebo Al
  • nachází se v bauxitu, sfaleritu, uhlí
  • vzácný minerál germanit (složitý sulfid Zn, Cu, Ge a As)

průmyslová výroba

  • vedlejší produkt při výrobě hliníku
  • roztok obsahující gallitan sodný se zpracovává elektrolyticky
  • ultračisté Ga pro polovodiče se získává dalším chemickým zpracováním s kyselinou a kyslíkem za vysoké teploty, krystalizací a zonálním čištěním
  • dříve se vyrábělo z popílků při sulfidickém pražení nebo při hoření uhlí

fyzikální vlastnosti

  • stříbřitě modrý vzhled, měkký
    • kov
  • má nízkou teplotu tání (29,78 °C) a značnou tendenci k přechlazení - zůstává i při nižší teplotě tekuté
  • smáčí sklo a porcelán (ne křemen, teflon, grafit)

chemické vlastnosti

  • na vzduchu stálé, nerozkládá vodu
  • má amfoterní charakter, rozpouští se v kyselinách i v roztocích alkalických hydroxidů
  • prudce reaguje s halovými prvky
  • s některými kovy tvoří slitiny

užití

  • polovodičové technologie - GaAs - převádí elektrickou energii na koherentní světlo (laserové diody), ve slunečních bateriích převádí energii slunečního záření na energii elektrickou
  • světlo emitující diody (LED)
  • přísada do jiných polovodičů a tranzistorů
  • sloučenina MgGa2O4 - v ultrafialových aktivátorech jako zelený „fosfor“ (luminofor) - kopírovací zařízení
  • zlepšení citlivosti různých pásů užívaných při spektrální analýze uranu
  • vysokoteplotní kapalný uzávěr
  • náplň do křemenných teploměrů pro měření vysokých teplot
  • náplň manometrů a převodníků tepla
  • nízkotající pájky

sloučeniny

  • hydrid gallitý (GaH3)
    • viskózní kapalina
    • za normální teploty se rozkládá na Ga a H2
    • vytváří adiční produkty a komplexy, např. tetrahydridogallitan lithný Li[GaH4]
  • monohalogenidy (GaX)
    • vznikají reakcí halogenidů gallitých s galliem:
      GaX3 +2Ga → 3GaX
    • reagují s halogenidy hlinitými – vznikají podvojné halogenidy Ga[AlX4]
  • dihalogenidy (GaX2)
    • velmi nestálé
    • vznikají reakcí Ga s halogenidy rtuťnatými:
      Ga + HgX2 → GaX2 + Hg
    • tvoří komplexy s řadou ligandů s donorovými atomy N, As, O, S, Se
  • trihalogenidy (GaX3)
    • příprava - syntézou z prvků
    • tvoří komplexy [GaX4]-
  • oxid gallitý (Ga2O3)
    • příprava zahříváním hydroxidu gallitého:
      2Ga(OH)3 → Ga2O3 + 3H2O
    • bílý prášek
    • nerozpustný ve vodě
    • v proudu vodíku se redukuje na oxid gallný nebo až na kovové gallium:
      Ga2O3 + 2H2 → Ga2O + 2H2O
      2Ga2O3 + 6H2 → 4Ga + 6H2O
    • amfoterní
  • hydroxid gallitý (Ga(OH)3)
    • vzniká reakcí chloridu gallitého s alkalickým hydroxidem:
      GaCl3 + 3NaOH → Ga(OH)3 + 3NaCl
    • bílá látka
  • síran gallitý (Ga2(SO4)3)
    • krystaluje v bílých krystalcích jako 18-hydrát Ga2(SO4)3·18H2O
    • je izomerní se síranem hlinitým
    • tvoří kamence - KGa(SO4)2·12H2O – dodekahydrát síranu draselno-gallitého