ویکی‌پدیا

گالیم

عنصر شیمیایی

گالیوم (به انگلیسی: Gallium) یک عنصر شیمیایی با نماد Ga و عدد اتمی ۳۱ است. گالیوم خالص در دما و فشار استاندارد یک فلز نرم و نقره‌ای است، اما در حالت مایع سفید نقره‌ای می‌شود. اگر نیروی زیادی به آن وارد شود، ممکن است به صورت صدفی (conchoidal) شکسته شود. این عنصر در گروه ۱۳ جدول تناوبی قرار داشته و به همین دلیل با سایر فلزات این گروه یعنی آلومینیوم، ایندیوم و تالیوم شباهت دارد. گالیوم به صورت خالص در طبیعت وجود ندارد، بلکه به عنوان ترکیبات گالیوم (III) در مقادیر بسیار کم در سنگ معدن روی و بوکسیت یافت می‌شود.[۴] گالیوم خالص در دمای بالاتر از ۲۹٫۷۶ درجه سلسیوس (۸۵٫۵۷ درجه فارنهایت) به صورت مایع است و در دست فرد با دمای طبیعی بدن انسان یعنی ۳۷٫۰ درجه سلسیوس (۹۸٫۶ درجه فارنهایت) ذوب می‌شود.

گالیوم، 31Ga
گالیوم
تلفظ‎/ˈɡæliəm/‎ ​(GAL-ee-əm)
ظاهرنقره‌ای-سفید
جرم اتمی استاندارد (Ar، استاندارد)۶۹٫۷۲۳(۱)[۱]
گالیوم در جدول تناوبی
Element 1: هیدروژن (H), Other non-metal
Element 2: هلیوم (He), Noble gas
Element 3: لیتیم (Li), Alkali metal
Element 4: برلیم (Be), Alkaline earth metal
Element 5: بور (B), Metalloid
Element 6: کربن (C), Other non-metal
Element 7: نیتروژن (N), Halogen
Element 8: اکسیژن (O), Halogen
Element 9: فلوئور (F), Halogen
Element 10: نئون (Ne), Noble gas
Element 11: سدیم (Na), Alkali metal
Element 12: منیزیم (Mg), Alkaline earth metal
Element 13: آلومینیم (Al), Other metal
Element 14: سیلسیم (Si), Metalloid
Element 15: فسفر (P), Other non-metal
Element 16: گوگرد (S), Other non-metal
Element 17: کلر (Cl), Halogen
Element 18: آرگون (Ar), Noble gas
Element 19: پتاسیم (K), Alkali metal
Element 20: کلسیم (Ca), Alkaline earth metal
Element 21: اسکاندیم (Sc), Transition metal
Element 22: تیتانیم (Ti), Transition metal
Element 23: وانادیم (V), Transition metal
Element 24: کروم (Cr), Transition metal
Element 25: منگنز (Mn), Transition metal
Element 26: آهن (Fe), Transition metal
Element 27: کبالت (Co), Transition metal
Element 28: نیکل (Ni), Transition metal
Element 29: مس (Cu), Transition metal
Element 30: روی (Zn), Other metal
Element 31: گالیم (Ga), Other metal
Element 32: ژرمانیم (Ge), Metalloid
Element 33: آرسنیک (As), Metalloid
Element 34: سلنیم (Se), Other non-metal
Element 35: برم (Br), Halogen
Element 36: کریپتون (Kr), Noble gas
Element 37: روبیدیم (Rb), Alkali metal
Element 38: استرانسیم (Sr), Alkaline earth metal
Element 39: ایتریم (Y), Transition metal
Element 40: زیرکونیم (Zr), Transition metal
Element 41: نیوبیم (Nb), Transition metal
Element 42: مولیبدن (Mo), Transition metal
Element 43: تکنسیم (Tc), Transition metal
Element 44: روتنیم (Ru), Transition metal
Element 45: رودیم (Rh), Transition metal
Element 46: پالادیم (Pd), Transition metal
Element 47: نقره (Ag), Transition metal
Element 48: کادمیم (Cd), Other metal
Element 49: ایندیم (In), Other metal
Element 50: قلع (Sn), Other metal
Element 51: آنتیموان (Sb), Metalloid
Element 52: تلوریم (Te), Metalloid
Element 53: ید (I), Halogen
Element 54: زنون (Xe), Noble gas
Element 55: سزیم (Cs), Alkali metal
Element 56: باریم (Ba), Alkaline earth metal
Element 57: لانتان (La), Lanthanoid
Element 58: سریم (Ce), Lanthanoid
Element 59: پرازئودیمیم (Pr), Lanthanoid
Element 60: نئودیمیم (Nd), Lanthanoid
Element 61: پرومتیم (Pm), Lanthanoid
Element 62: ساماریم (Sm), Lanthanoid
Element 63: اروپیم (Eu), Lanthanoid
Element 64: گادولینیم (Gd), Lanthanoid
Element 65: تربیم (Tb), Lanthanoid
Element 66: دیسپروزیم (Dy), Lanthanoid
Element 67: هولمیم (Ho), Lanthanoid
Element 68: اربیم (Er), Lanthanoid
Element 69: تولیم (Tm), Lanthanoid
Element 70: ایتربیم (Yb), Lanthanoid
Element 71: لوتتیم (Lu), Lanthanoid
Element 72: هافنیم (Hf), Transition metal
Element 73: تانتال (Ta), Transition metal
Element 74: تنگستن (W), Transition metal
Element 75: رنیم (Re), Transition metal
Element 76: اوسمیم (Os), Transition metal
Element 77: ایریدیم (Ir), Transition metal
Element 78: پلاتین (Pt), Transition metal
Element 79: طلا (Au), Transition metal
Element 80: جیوه (Hg), Other metal
Element 81: تالیم (Tl), Other metal
Element 82: سرب (Pb), Other metal
Element 83: بیسموت (Bi), Other metal
Element 84: پولونیم (Po), Other metal
Element 85: آستاتین (At), Metalloid
Element 86: رادون (Rn), Noble gas
Element 87: فرانسیم (Fr), Alkali metal
Element 88: رادیم (Ra), Alkaline earth metal
Element 89: آکتینیم (Ac), Actinoid
Element 90: توریم (Th), Actinoid
Element 91: پروتاکتینیم (Pa), Actinoid
Element 92: اورانیم (U), Actinoid
Element 93: نپتونیم (Np), Actinoid
Element 94: پلوتونیم (Pu), Actinoid
Element 95: امریسیم (Am), Actinoid
Element 96: کوریم (Cm), Actinoid
Element 97: برکلیم (Bk), Actinoid
Element 98: کالیفرنیم (Cf), Actinoid
Element 99: اینشتینیم (Es), Actinoid
Element 100: فرمیم (Fm), Actinoid
Element 101: مندلیفیم (Md), Actinoid
Element 102: نوبلیم (No), Actinoid
Element 103: لارنسیم (Lr), Actinoid
Element 104: رادرفوردیم (Rf), Transition metal
Element 105: دوبنیم (Db), Transition metal
Element 106: سیبورگیم (Sg), Transition metal
Element 107: بوهریم (Bh), Transition metal
Element 108: هاسیم (Hs), Transition metal
Element 109: مایتنریم (Mt)
Element 110: دارمشتادیم (Ds)
Element 111: رونتگنیم (Rg)
Element 112: کوپرنیسیم (Cn), Other metal
Element 113: نیهونیم (Nh)
Element 114: فلروویم (Fl)
Element 115: مسکوویم (Mc)
Element 116: لیورموریم (Lv)
Element 117: تنسین (Ts)
Element 118: اوگانسون (Og)
 Al
↑
Ga
↓
In
روی ← گالیوم → ژرمانیم
عدد اتمی (Z)31
گروهگروه ۱۳ (گروه بور)
دورهدوره 4
بلوکبلوک-p
دسته Post-transition metal
آرایش الکترونی[Ar] 3d10 4s2 4p1
2, 8, 18, 3
ویژگی‌های فیزیکی
فاز در STPجامد
نقطه ذوب302.9146 K ​(29.7646 °C, ​85.5763 °F)
نقطه جوش2477 K ​(2204 °C, ​3999 °F)
چگالی (near r.t.)5.91 g/cm3
در حالت مایع (at m.p.)6.095 g/cm3
حرارت همجوشی5.59 kJ/mol
آنتالپی تبخیر 254 kJ/mol
ظرفیت حرارتی مولی25.86 J/(mol·K)
فشار بخار
فشار (Pa) ۱ ۱۰ ۱۰۰ ۱ K ۱۰ K ۱۰۰ K
در دمای (K) 1310 1448 1620 1838 2125 2518
ویژگی‌های اتمی
عدد اکسایش−5, −4, −3,[۲] −2, −1, +1, +2, +3[۳] (an amphoteric اکسید)
الکترونگاتیویمقیاس پائولینگ: 1.81
انرژی یونش
  • 1st: 578.8 kJ/mol
  • 2nd: 1979.3 kJ/mol
  • 3rd: 2963 kJ/mol
  • (بیشتر)
شعاع اتمیempirical: 135 pm
شعاع کووالانسی pm 122±3
شعاع واندروالسی187 pm
Color lines in a spectral range
خط طیف نوری گالیوم
دیگر ویژگی ها
ساختار بلوری ​دستگاه بلوری راست‌لوزی
Orthorhombic crystal structure for گالیوم
سرعت صوت thin rod2740 m/s (at 20 °C)
انبساط حرارتی1.2 µm/(m·K) (at 25 °C)
رسانندگی گرمایی40.6 W/(m·K)
رسانش الکتریکی270 n Ω·m (at 20 °C)
رسانش مغناطیسیdiamagnetic
مدول یانگ9.8 GPa
نسبت پواسون0.47
سختی موس1.5
سختی برینل60 MPa
شماره ثبت سی‌ای‌اس7440-55-3
ایزوتوپ‌های گالیوم
ایزوتوپ فراوانی نیمه‌عمر (t۱/۲) حالت فروپاشی محصول
69Ga 60.11% 69Ga ایزوتوپ پایدار است که 38 نوترون دارد
71Ga 39.89% 71Ga ایزوتوپ پایدار است که 40 نوترون دارد
| منابع

از نقطه ذوب گالیوم به عنوان نقطه مرجع دما استفاده می‌شود. آلیاژهای گالیوم در دماسنج‌ها به عنوان یک جایگزین غیر سمی و سازگار با محیط زیست برای جیوه استفاده می‌شود و می‌تواند دماهای بالاتر از جیوه را تحمل کند.

مشخصات

ویرایش
 
گالیم آمورف

نوع بسیار خالص آن در دمای اتاق و در شرایط استاندارد دما و فشار جامد با رنگ نقره‌ایِ آبی، نقطه ذوب ۲۹٫۷ رنگ نقره‌ای سفید، نقطه جوش ۲۴۰۳، و درجهٔ جرم حجمی ۵٫۹، تا حدود صفر درجه بدون جامد شدن خنک می‌شود. با اسید باز واکنش می‌دهد، در جیوه اندکی حل می‌شود. گالیم جامد سبکتر از مایع آن است. در دستگاه راست لوزی متبلور می‌شود. ترکیب‌های آن بسیار کمیاب هستند تا ۹۹٫۹۹۹۹ درصد خلوص نیز تهیه شده‌است. اگر آن را در دست فشار دهیم ذوب می‌شود؛ زیرا دمای دست ۴۰درجه اما دمای ذوب گالیم ۲۹٫۷ درجه سانتی گراد است و چون دمای گرمای دست بیشتر از دمای ذوب گالیم است، گالیم ذوب می‌شود همچنین وقتی آن را در اسید سولفوریک و محلول دی کرومات غوطه‌ور کنید، گالیم همانند یک قلب زنده می‌تپد و ضربان دارد چرا که کشش سطحی آن افزایش پیدا می‌کند.

محل کشف

ویرایش

از کانی‌های روی و بوکسیت استخراج می‌شود.

طرز تهیه و استخراج

ویرایش

گالیم از کلرید گالیم و به وسیله تجزیه با برق استخراج می‌شود. فلزی است بسیار ارزشمند و روندهای تناوبی در جدول را معمولاً رعایت نمی‌کند.

گالیوم ذیل عنوان فلزات پراکنده طبقه بندی می‌شود که در غلظت‌های کم در پوسته زمین رخ می‌دهند و استخراج آن را بسیار غیراقتصادی می‌کند. گالیوم به عنوان یک عنصر ثانویه در سنگ معدن بوکسیت وجود دارد و تولید آن در درجه اول یک محصول جانبی از پالایش آلومینیوم است.[۱]

احتیاط

ویرایش

درجه سمی آن بسیار کم است. تنها یک قطره گالیم مایع کافی است تا ساختار آلومینیوم را دستخوش تغییر کرده و اتصالات مولکولی آن را چنان سست کند که تنها با فشاری اندک سوراخ شود. گالیم به ساختار و شبکه آلومینیوم نفوذ می‌کند، یکپارچگی و اتحاد مولکولی آن را چنان تحت تأثیر قرار می‌دهد که بیشتر به یک ورقه فلزی نازک شباهت دارد تا یک فلز مستحکم و مقاوم و اگر این فلز را در دست بگیریم با حرارت دستمان ذوب می‌شود.

کاربردها

ویرایش

از گالیم در دماسنج‌های با اختلاف دمای زیاد استفاده می‌شود، این عنصر همچنین در آماده‌سازی آلیاژهایی با مقاومت‌های خاص و ذوب آسان نیز کاربرد دارد. اما در اصل امروزه گالیم بیشتر در صنایع نیمه رسانا به کار رفته و می‌توان آن را در بسیاری از گجت‌ها و ابزارهایی که هر روزه مورد استفاده قرار دارد یافت. همچنین این عنصر می‌تواند تا فرکانس ۲۵۰ گیگاهرتز بدون هیچ مشکلی فعالیت کند که این البته مربوط به گالیم آرسنید است.

منابع

ویرایش
  1. ↑ Meija, J.; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". شیمی محض و کاربردی(نشریه). 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
  2. ↑ Ga(−3) has been observed in LaGa, see Dürr, Ines; Bauer, Britta; Röhr, Caroline (2011). "Lanthan-Triel/Tetrel-ide La(Al,Ga)x(Si,Ge)1-x. Experimentelle und theoretische Studien zur Stabilität intermetallischer 1:1-Phasen" (PDF). Z. Naturforsch. (به آلمانی). 66b: 1107–1121.
  3. ↑ Hofmann, Patrick (1997). Colture. Ein Programm zur interaktiven Visualisierung von Festkörperstrukturen sowie Synthese, Struktur und Eigenschaften von binären und ternären Alkali- und Erdalkalimetallgalliden (PDF) (به آلمانی). PhD Thesis, ETH Zurich. p. 72. doi:10.3929/ethz-a-001859893. ISBN 978-3-7281-2597-2.
  4. ↑ Frenzel, Max; Ketris, Marina P.; Seifert, Thomas; Gutzmer, Jens (March 2016). "On the current and future availability of gallium". Resources Policy. 47: 38–50. doi:10.1016/j.resourpol.2015.11.005.

2. بازی بزرگ چین با کارت گالیوم و ژرمانیوم| برتری پکن بر واشنگتن در مواد معدنی کمیاب. خبرگزاری بازار

 
در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ گالیم موجود است.
برگرفته از «https://fa.wiki.x.io/w/index.php?title=گالیم&oldid=39034798»