Галлий основноеСтатьи по теме Соли , минералы

ГАЛЛИЙ. [Gallium; от лат. Gallia — Галлия (назв. Франции)], Ga — хим. элемент III группы периодической    системы    элементов; ат. н. 31, ат. м, 69,72. Серебристо-белый металл с синеватым оттенком. В соединениях  проявляет степени окисления +1, +2 и +3. Состоит из стабильных изотопов 69Ga (61,2%) и  71 Ga  (38,8%).   Известно девять искусственных радиоактивных изотопов с периодом полураспада от нескольких минут до 83 ч (67Ga). Существование и св-ва галлия предсказал в 1870 рус. ученый Д. И. Менделеев. Открыл галлий в  1875 франц.  химик П. Э. Лекок де Буабодран. Содержание галлия в земной коре 1,5 · 10-3 %. Встречается в виде изоморфной примеси в минералах алюминия, железа и цинка. Известен единственный минерал — галлит CuGaS2, встречающийся с германитом в очень малых количествах.  Уникальная орторомбическая   структура   с   периодами а = 4,5258,    b = 4,5186    и     с = 7,6570 А при т-ре 297 К характеризуется   образованием   атомных пар Ga2 и относительно слабой связью с остальными шестью атомами в ячейке. Это обусловливает увеличение плотности (с 5,9037 до 6,0947 г/см3) и уменьшение удельного электрического сопротивления (с 44,9 до 25,7 мком · см) при плавлении, а также большое переохлаждение перед кристаллизацией и аномально низкую т-ру  плавления (29,76 ± 0,02° С).
 
Монокристалл галлий анизотропен . Электр, сопротивление по осям а, b и с (т-ра 20° С) равно 17,4; 8,1 и 54,3 мком · см и существенно зависит от давления. Теплопроводность по     осям    0,0956; 0,2390 и0,0478 кал/см · сек · град. У поликристаллического образца температурный коэффициент линейного расширения   2,0 · 10   ,   объемного 5,95 х 10-5 град . Теплоемкость (кал/г-атом · град) 5,97 (т-ра 22,8 °С), 6,13   (температура   26 °С)   и 8,00 (т-ра 29° С). По твердости галлий (2,5 кгс/мм2) близок к золоту. Прочность на растяжение 2—3,8 кгс/мм2. Поддается обработке давлением, в результате к-рого получают фольгу толщиной < 20 мк. Диамагнетик. Работа выхода электронов 4,12 эв.
Отражательная способность от 60 до 73%. Для галлия характерна широкая   область жидкого   состояния ( t кип 2237 °С). Потенциалы ионизации      Ga° Ga Ga² Ga³ соответственно 6,00; 20,43 и 30,60. Сечение захвата тепловых нейтронов 2,71 барн. Жидкий галлий — агрессивный металл, легко взаимодействующий при повышенной т-ре со всеми металлами (до т-ры 600 С не взаимодействует только с вольфрамом, рением, бериллием и танталом). Наличие у иона галлия псевдоинертной структуры обусловливает большую поляризуемость остова атома, чем у ионов, имеющих структуру инертного газа. Это приводит к образованию различных весьма стойких соединений, а также к меньшей основности его гидроокиси по сравнению со скандием.
 
Известны два окисла галлия Ga203 — вещество белого цвета и Ga20 — вещество темно-коричневого цвета.  Стойкая   при т-ре до 400° С   альфа-форма   Ga203   (плотность 6,4 г/см3) — аналог а-А1203. Известны модификации: β-Ga203 (моноклинная,   плотность   5,9   в/см3), γ-Ga203 (шпинель), δ-Ga203 (кубическая) и ε-Ga203 (орторомбическая). Выше т-ры 800° С единственной стойкой формой является |3-Ga203 (плавится при т-ре 1795° С без разложения) . Модификация β-Ga203 получается при прокаливании гидроокиси, нитрата и органических соединений   галлия.   Она   плохо  растворима в к-тах и основаниях. Нагреванием до т-ры 500° С в вакууме или инертной среде смеси Ga203 и галлия получают Ga20, сублимирующийся выше т-ры 650° С.  Особенностью взаимодействия Г. с халькогенами является образование соединений различной стехиометрии (Ga2S, GаХал, Оа2Хал3, Ga4S6, GaTe3 и др.) при участии в связи всех или только части валентных электронов Г. Установлено большое число двойных халъкогенидов, напр. HgGa2Te4. Халькогениды Г. стойки на воздухе, отличаются ценными физ. св-вами (фоточувствительностью, люминесценцией, полупроводниковыми св-вами).
 
Соединения галлий типа А3В6 ценны полупроводниковыми св-вами: GaN   (tпл  1500° С), GaP (tпл1522° С), GaAs ( tпл1237° С) и GaSb (tпл 712° С). Ширина запрещенной зоны для них соответственно 3,25; 2,4; 1,53 и 0,80 эв. Эвтектические сплавы Г. имеют низкую  т-ру плавления , в том числе бинарные (%): 2% Аl (26,5° С), 5% Zn (25,4° С), 8% Sn (20,4° С), 22% In (15,8° С) и тройные, напр. 29%  In +4%  Zn(13° С), 25% In + 13% Sn (10,5° С), Наиболее   мощным   потенциальным источником  получения галлия  служат растворы глиноземного произ-ва при переработке боксита и нефелина. Концентрация Г. в алюминатно-щелочном растворе после разложения в процессе   Байера — 100—150 мг/л9 по способу спекания — 50—65 мг/л, По этим способам галлий отделяют от большей части алюминия карбонизацией, концентрируя в последней фракции осадка. Затем обогащенный осадок обрабатывают известью, Г. переходит в раствор, откуда черновой металл выделяют, напр., электролизом.
 
Галлий можно получать переработкой   полиметаллических   руд  и углей. Черновой Г. промывают водой и к-тами, затем фильтруют через пористые пластины и нагревают в вакууме, чтобы удалить летучие примеси .  Для  получения Г.  высокой чистоты используют хим., электро-хим. и физ. методы. Г. мало токсичный металл. Выпускают его в виде слитков цилиндрической формы массой ~250 и ~500 г в полиэтиленовой упаковке.   Полупроводниковые соединения галлия, особенно арсенид GaAs и антимонид GaSb, нашли применение в электронике (туннельные диоды, транзисторы, варакторы — диоды с переменной емкостью, модуляторы в схемах СВЧ, усилители, преобразователи, диоды Ганна, солнечные элементы, электролюминесцентные диоды, лазеры). Созданы сверхпроводящие соленоиды из галлида ванадия. Добавки Г. улучшают мех. свойства некоторых сплавов. Получили применение твердеющие пасты на основе Г. и его легкоплавких сплавов, смешанных с порошками разных металлов и наполнителей. Сплавы Gain используют в радиационных контурах. Известны катализаторы содержащие галлий .
Лит.: Ш е к а И. А., Чаус И. С, Митюрева Т. Т. Галлий. К.
В основном с этим также ищут .
 
Соли, минералы.
Вы читаете, статья на тему галлий