बच्चों के लिए कविता

गैलियम के लिए विश्व बाजार। गैलियम - धातु या अधातु? गैलियम के रासायनिक गुण

गैलियम की औसत सामग्री भूपर्पटी 19 ग्राम / टी। गैलियम दोहरी भू-रासायनिक प्रकृति वाला एक विशिष्ट ट्रेस तत्व है। मुख्य चट्टान बनाने वाले तत्वों (Al, Fe, आदि) के साथ इसके क्रिस्टल रासायनिक गुणों की निकटता और उनके साथ समरूपता की व्यापक संभावना के कारण, गैलियम महत्वपूर्ण क्लार्क मूल्य के बावजूद बड़े संचय नहीं करता है। गैलियम की उच्च सामग्री वाले निम्नलिखित खनिजों को प्रतिष्ठित किया जाता है: स्फालराइट (0 - 0.1%), मैग्नेटाइट (0 - 0.003%), कैसिटराइट (0 - 0.005%), गार्नेट (0 - 0.003%), बेरिल (0 - 0.003%) ), टूमलाइन (0 - 0.01%), स्पोड्यूमिन (0.001 - 0.07%), फ़्लोगोपाइट (0.001 - 0.005%), बायोटाइट (0 - 0.1%), मस्कोवाइट (0 - 0.01%), सेरीसाइट ( 0 - 0.005%), लेपिडोलाइट (0.001 - 0.03%), क्लोराइट (0 - 0.001%), फेल्डस्पार (0 - 0.01%), नेफलाइन (0 - 0.1%), हेक्मेनाइट (0.01 - 0.07%), नैट्रोलाइट (0 - 0.1%)। समुद्र के पानी में गैलियम की सांद्रता 3·10-5 mg/L है।

जन्म स्थान

गैलियम जमा दक्षिण पश्चिम अफ्रीका, सीआईएस देशों में जाना जाता है

गैलियम प्राप्त करना

गैलियम के लिए, एक दुर्लभ खनिज गैलाइट CuGaS2 (मिश्रित तांबा और गैलियम सल्फाइड) जाना जाता है। इसके निशान लगातार स्पैलेराइट, चेल्कोपीराइट और जर्मेनाइट के साथ पाए जाते हैं। कुछ बिटुमिनस कोयले की राख में उल्लेखनीय रूप से बड़ी मात्रा (1.5% तक) पाई गई। हालांकि, गैलियम प्राप्त करने का मुख्य स्रोत बॉक्साइट के प्रसंस्करण के दौरान एल्यूमिना उत्पादन के समाधान हैं (आमतौर पर मामूली अशुद्धियां (0.1% तक)) और नेफलाइन। गैलियम को पॉलीमेटेलिक अयस्कों, कोयले को संसाधित करके भी प्राप्त किया जा सकता है। यह क्षारीय तरल पदार्थों के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा निकाला जाता है, जो प्राकृतिक बॉक्साइट के वाणिज्यिक एल्यूमिना में प्रसंस्करण का एक मध्यवर्ती उत्पाद है। बायर प्रक्रिया में अपघटन के बाद क्षारीय एल्युमिनेट घोल में गैलियम की सांद्रता: 100-150 मिलीग्राम/ली, सिंटरिंग विधि के अनुसार: 50-65 मिलीग्राम/ली। इन विधियों के अनुसार, गैलियम को कार्बनीकरण द्वारा अधिकांश एल्यूमीनियम से अलग किया जाता है, जो अंतिम अवक्षेप अंश में केंद्रित होता है। फिर समृद्ध अवक्षेप को चूने से उपचारित किया जाता है, गैलियम घोल में चला जाता है, जहाँ से कच्चे धातु को इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा छोड़ा जाता है। दूषित गैलियम को पानी से धोया जाता है, फिर झरझरा प्लेटों के माध्यम से फ़िल्टर किया जाता है और वाष्पशील अशुद्धियों को दूर करने के लिए वैक्यूम के तहत गरम किया जाता है। उच्च शुद्धता का गैलियम प्राप्त करने के लिए रासायनिक (लवण के बीच प्रतिक्रिया), विद्युत रासायनिक (समाधानों का इलेक्ट्रोलिसिस) और भौतिक (अपघटन) विधियों का उपयोग किया जाता है। एक बहुत ही शुद्ध रूप में (99.999%), यह इलेक्ट्रोलाइटिक शोधन द्वारा प्राप्त किया गया था, साथ ही ध्यान से शुद्ध किए गए GaCl3 के हाइड्रोजन में कमी।

भौतिक गुण

क्रिस्टलीय गैलियम में कई बहुरूपी संशोधन होते हैं, हालांकि, केवल एक (I) थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर होता है, जिसमें मापदंडों के साथ एक ऑर्थोरोम्बिक (स्यूडोटेट्रैगोनल) जाली होती है a = 4.5186 , b = 7.6570 , c = 4.5256 । गैलियम के अन्य संशोधन (β, γ, δ, ε) सुपरकूल्ड छितरी हुई धातु से क्रिस्टलीकृत होते हैं और अस्थिर होते हैं। ऊंचे दबाव पर, गैलियम II और III की दो और बहुरूपी संरचनाएं देखी गईं, जिनमें क्रमशः घन और चतुष्कोणीय जाली हैं।

20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर ठोस अवस्था में गैलियम का घनत्व 5.904 ग्राम / सेमी³ है, तरल गैलियम (टीमेल्ट = 29.8 डिग्री सेल्सियस) का घनत्व 6.095 ग्राम / सेमी³ है, अर्थात जमने के दौरान गैलियम की मात्रा बढ़ जाती है . गैलियम 2230 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है। गैलियम की विशेषताओं में से एक तरल अवस्था (30 से 2230 डिग्री सेल्सियस) के अस्तित्व के लिए एक विस्तृत तापमान सीमा है, जबकि इसमें 1100-1200 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर वाष्प का दबाव कम होता है। तापमान रेंज T=0–24°C में ठोस गैलियम की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता 376.7 J/kg K (0.09 cal/g deg.) है, तरल अवस्था में T=29–100°C पर यह 410 J/ किलो कश्मीर (0.098 कैल/जी डिग्री)।

ठोस और तरल अवस्थाओं में विद्युत प्रतिरोधकता क्रमशः 53.4·10−6 ओम·सेमी (T=0°C पर) और 27.2·10−6 ओम·सेमी (T=30°C पर) होती है। विभिन्न तापमानों पर तरल गैलियम की श्यानता T=98°C पर 1.612 पॉज़ और T=1100°C पर 0.578 पॉइज़ है। हाइड्रोजन वातावरण में 30 डिग्री सेल्सियस पर मापा गया सतह तनाव 0.735 एन/एम है। 4360 और 5890 की तरंग दैर्ध्य के लिए प्रतिबिंब गुणांक क्रमशः 75.6% और 71.3% हैं।

प्राकृतिक गैलियम में दो समस्थानिक 69Ga (61.2%) और 71Ga (38.8%) होते हैं। थर्मल न्यूट्रॉन कैप्चर क्रॉस सेक्शन क्रमशः 2.1·10−28 m2 और 5.1·10−28 m2 है।

गैलियम का उपयोग

गैलियम आर्सेनाइड GaAs सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए एक आशाजनक सामग्री है।
गैलियम नाइट्राइड का उपयोग सेमीकंडक्टर लेजर और एलईडी के निर्माण में नीले और पराबैंगनी रेंज में किया जाता है। गैलियम नाइट्राइड में उत्कृष्ट रासायनिक और यांत्रिक गुण होते हैं जो सभी नाइट्राइड यौगिकों के विशिष्ट होते हैं।
न्यूट्रिनो का पता लगाने के लिए गैलियम -71 आइसोटोप सबसे महत्वपूर्ण सामग्री है, और इसके संबंध में, न्यूट्रिनो डिटेक्टरों की संवेदनशीलता को बढ़ाने के लिए इस आइसोटोप को प्राकृतिक मिश्रण से अलग करने के लिए तकनीक का एक बहुत ही जरूरी कार्य है। चूंकि आइसोटोप के प्राकृतिक मिश्रण में 71Ga की सामग्री लगभग 39.9% है, एक शुद्ध आइसोटोप का अलगाव और न्यूट्रिनो डिटेक्टर के रूप में इसके उपयोग से पता लगाने की संवेदनशीलता 2.5 गुना बढ़ सकती है।

गैलियम महंगा है, 2005 में विश्व बाजार में एक टन गैलियम की कीमत 1.2 मिलियन अमेरिकी डॉलर थी, और उच्च कीमत और साथ ही, इस धातु की बड़ी आवश्यकता के कारण, इसका पूर्ण निष्कर्षण स्थापित करना बहुत महत्वपूर्ण है। तरल ईंधन पर एल्यूमीनियम उत्पादन और कोयला प्रसंस्करण।

गैलियम में कई मिश्र धातुएँ होती हैं जो कमरे के तापमान पर तरल होती हैं, और इसके मिश्र धातुओं में से एक का गलनांक 3 °C (In-Ga-Sn eutectic) होता है, लेकिन दूसरी ओर, गैलियम (कुछ हद तक मिश्र धातु) होता है। अधिकांश संरचनात्मक सामग्रियों के लिए बहुत आक्रामक (उच्च तापमान पर मिश्र धातुओं का टूटना और क्षरण)। उदाहरण के लिए, एल्यूमीनियम और उसके मिश्र धातुओं के संबंध में, गैलियम एक शक्तिशाली शक्ति कम करने वाला है (देखें सोखना शक्ति में कमी, रेहबिंदर प्रभाव)। गैलियम की इस संपत्ति को सबसे स्पष्ट रूप से प्रदर्शित किया गया था और इसका अध्ययन पी.ए. रेबिंदर और ई.डी. शुकुकिन द्वारा गैलियम या इसके यूटेक्टिक मिश्र धातुओं (तरल-धातु embrittlement) के साथ एल्यूमीनियम के संपर्क के दौरान किया गया था। इसके अलावा, तरल गैलियम की एक फिल्म के साथ एल्यूमीनियम को गीला करने से इसका तेजी से ऑक्सीकरण होता है, जैसा कि पारा के साथ एल्यूमीनियम के साथ होता है। गैलियम लगभग 1% एल्यूमीनियम के गलनांक पर घुल जाता है, जो फिल्म की बाहरी सतह तक पहुंच जाता है, जहां यह हवा से तुरंत ऑक्सीकृत हो जाता है। तरल सतह पर ऑक्साइड फिल्म अस्थिर है और आगे ऑक्सीकरण से रक्षा नहीं करती है। नतीजतन, तरल गैलियम मिश्र धातु का उपयोग गर्मी पैदा करने वाले घटक (उदाहरण के लिए, एक कंप्यूटर की केंद्रीय प्रसंस्करण इकाई) और एक एल्यूमीनियम हीटसिंक के बीच थर्मल इंटरफेस के रूप में नहीं किया जाता है।

शीतलक के रूप में, गैलियम अप्रभावी है, और अक्सर अस्वीकार्य है।
गैलियम एक उत्कृष्ट स्नेहक है। गैलियम और निकल, गैलियम और स्कैंडियम के आधार पर, धातु के चिपकने वाले जो व्यावहारिक रूप से बहुत महत्वपूर्ण हैं, बनाए गए हैं।
उच्च तापमान को मापने के लिए गैलियम धातु को क्वार्ट्ज थर्मामीटर (पारा के बजाय) में भी भरा जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि गैलियम में पारा की तुलना में बहुत अधिक क्वथनांक होता है।
गैलियम ऑक्साइड गार्नेट समूह की कई रणनीतिक रूप से महत्वपूर्ण लेजर सामग्री का एक घटक है - जीएसएचजी, वाईएजी, आईएसजीजी, आदि।

गैलियम के संचलन की जैविक भूमिका और विशेषताएं

जैविक भूमिका नहीं निभाता है।

गैलियम के साथ त्वचा का संपर्क इस तथ्य की ओर जाता है कि धातु के अति सूक्ष्म बिखरे हुए कण उस पर बने रहते हैं। बाह्य रूप से, यह एक ग्रे स्पॉट जैसा दिखता है।
तीव्र विषाक्तता की नैदानिक तस्वीर: अल्पकालिक उत्तेजना, फिर सुस्ती, आंदोलनों का बिगड़ा हुआ समन्वय, एडिनेमिया, अरेफ्लेक्सिया, श्वास की धीमी गति, इसकी लय में गड़बड़ी। इस पृष्ठभूमि के खिलाफ, निचले छोरों का पक्षाघात मनाया जाता है, फिर कोमा, मृत्यु। 50 मिलीग्राम / वर्ग मीटर की एकाग्रता में गैलियम युक्त एरोसोल के साँस लेना से मनुष्यों में गुर्दे की क्षति होती है, साथ ही 10-25 मिलीग्राम / किग्रा गैलियम लवण का अंतःशिरा प्रशासन होता है। प्रोटीनुरिया, एज़ोटेमिया, बिगड़ा हुआ यूरिया क्लीयरेंस नोट किया जाता है।
कम गलनांक के कारण, गैलियम सिल्लियों को पॉलीथीन की थैलियों में ले जाने की सिफारिश की जाती है, जो तरल गैलियम द्वारा खराब रूप से गीली होती हैं।

गैलियम

गैलियम-मैं; एम।[अक्षांश से। गैलिया - फ़्रांस] रासायनिक तत्व (गा), नरम गलनशील चांदी-सफेद धातु (अर्धचालक के उत्पादन में प्रयुक्त)।

गैलियम

(अव्य। गैलियम), आवधिक प्रणाली के समूह III का एक रासायनिक तत्व। यह नाम फ्रांस के लैटिन नाम गैलिया से लिया गया है। सिल्वर व्हाइट फ्यूसिबल ( टीएमपी 29.77ºC) धातु; ठोस धातु का घनत्व (जी / सेमी 3) 5.904, तरल 6.095; टीकिप 2205ºC. हवा के लिए रासायनिक रूप से प्रतिरोधी। प्रकृति में बिखरे हुए, अल के साथ मिलकर पाए गए। वे मुख्य रूप से अर्धचालक सामग्री (GaAs, GaSb, GaP, GaN) के उत्पादन में (97%) उपयोग किए जाते हैं।

गैलियम

गैलियम (अव्य। गैलियम, गैलिया से - फ्रांस के लिए लैटिन नाम), गा ("गैलियम" पढ़ें), परमाणु संख्या 31 के साथ एक रासायनिक तत्व, परमाणु द्रव्यमान 69.723।
प्राकृतिक गैलियम में दो समस्थानिक 69 Ga (वजन के अनुसार 61.2%) और 71 Ga (38.8%) होते हैं। बाहरी इलेक्ट्रॉन परत विन्यास 4 एस 2 पीएक । ऑक्सीकरण अवस्था +3, +1 (वैलेंस I, III) है।
तत्वों की आवर्त प्रणाली के समूह IIIA में स्थित, चतुर्थ आवर्त में।
परमाणु की त्रिज्या 0.1245 एनएम है, गा 3+ आयन की त्रिज्या 0.062 एनएम है। अनुक्रमिक आयनीकरण ऊर्जा 5.998, 20.514, 30.71, 64.2 और 89.8 ईवी। पॉलिंग के अनुसार वैद्युतीयऋणात्मकता (से। मी।पॉलिंग लिनुस) 1,6.
डिस्कवरी इतिहास
पहली बार इस तत्व के अस्तित्व की भविष्यवाणी डी. आई. मेंडेलीफ ने की थी (से। मी।मेंडेलीव दिमित्री इवानोविच) 1871 में उनके द्वारा खोजे गए आवधिक कानून के आधार पर। उन्होंने इसका नाम एकालुमिनियम रखा। 1875 में P. E. Lecoq de Boisbaudran (से। मी।लेकोक डी बोइसबौड्रन पॉल एमिल)जिंक अयस्कों से पृथक गैलियम।
डी बोइसबौड्रन ने गैलियम का घनत्व निर्धारित किया - 4.7 ग्राम / सेमी 3, जो 5.9 ग्राम / सेमी 3 के डी। आई। मेंडेलीव द्वारा अनुमानित मूल्य के अनुरूप नहीं था। गैलियम के घनत्व का परिष्कृत मूल्य (5.904 ग्राम/सेमी3) मेंडेलीफ की भविष्यवाणी के साथ मेल खाता है।
प्रकृति में होना
पृथ्वी की पपड़ी में सामग्री वजन के हिसाब से 1.8 10 -3% है। गैलियम एक ट्रेस तत्व है। यह प्रकृति में बहुत दुर्लभ खनिजों के रूप में होता है: ज़ेंगाइट गा (ओएच) 3, गैलाइट CuGaS 2 और अन्य। एल्युमिनियम का साथी है (से। मी।एल्युमिनियम), जस्ता (से। मी।जिंक (रासायनिक तत्व)), जर्मनी (से। मी।जर्मेनियम), ग्रंथि (से। मी।लोहा); स्फालराइट में पाया जाता है (से। मी।स्पैलेराइट), नेफलाइन (से। मी।नेफेलिन), ट्रोलाइट, बॉक्साइट, (से। मी।बॉक्साइट्स)कुछ जमाओं के कोयले और लौह अयस्कों में जर्मेनाइट।
रसीद
गैलियम का मुख्य स्रोत एल्यूमिना के प्रसंस्करण के दौरान प्राप्त एल्युमिनेट समाधान है। अधिकांश अल को हटाने और बार-बार एकाग्रता के बाद, गा और अल युक्त एक क्षारीय समाधान बनता है। इस घोल के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा गैलियम को अलग किया जाता है।
भौतिक और रासायनिक गुण
गैलियम एक कम पिघलने वाली हल्की ग्रे धातु है जिसमें नीले रंग का रंग होता है। गा पिघल एक तरल अवस्था में पिघलने बिंदु (29.75 डिग्री सेल्सियस) से नीचे के तापमान पर हो सकता है। क्वथनांक 2200 डिग्री सेल्सियस है, यह इस तथ्य के कारण है कि तरल गैलियम में 12 की समन्वय संख्या के साथ परमाणुओं की घनी पैकिंग होती है। इसे नष्ट करने में बहुत अधिक ऊर्जा लगती है।
स्थिर ए-संशोधन की क्रिस्टल जाली वैन डेर वाल्स बलों द्वारा एक साथ बंधे डायटोमिक Ga 2 अणुओं द्वारा बनाई गई है (से। मी।इंटरमॉलिक्युलर इंटरेक्शन), बंधन लंबाई 0.244 एनएम।
Ga 3+ / Ga जोड़ी की मानक इलेक्ट्रोड क्षमता -0.53V है, Ga हाइड्रोजन तक विद्युत रासायनिक श्रृंखला में है (से। मी।हाइड्रोजन).
रासायनिक गुणों के संदर्भ में, गैलियम एल्यूमीनियम के समान है।
हवा में, गा एक ऑक्साइड फिल्म से ढका होता है, जो आगे ऑक्सीकरण को रोकता है। आर्सेनिक के साथ (से। मी।आर्सेनिक), फास्फोरस (से। मी।फास्फोरस), सुरमा (से। मी।सुरमा)सल्फर के साथ गैलियम आर्सेनाइड, फॉस्फाइड और एंटीमोनाइड बनाता है (से। मी।सल्फर)सेलेनियम (से। मी।सेलेनियम), टेल्यूरियम (से। मी।टेल्यूरियम)- चालकोडेनिज। गर्म होने पर, गा ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है (से। मी।ऑक्सीजन). क्लोरीन के साथ (से। मी।क्लोरीन)और ब्रोमीन (से। मी।ब्रोमीन)गैलियम कमरे के तापमान पर आयोडीन के साथ प्रतिक्रिया करता है (से। मी।आईओडी)- गर्म होने पर। गैलियम हैलाइड Ge 2 X 6 डिमर बनाते हैं।
गैलियम बहुलक हाइड्राइड बनाता है:
4LiH + GaCl 3 = Li + 3LiCl।
BH 4 - - AlH 4 - - GaH 4 - श्रृंखला में आयन स्थिरता घट जाती है। आयन BH 4 - जलीय घोल में स्थिर, AlH 4 - और GaH 4 - जल्दी से हाइड्रोलाइज:
GaH 4 - + 4H 2 O \u003d गा (OH) 3 + OH - + 4H 2
दाब में गर्म करने पर Ga जल के साथ अभिक्रिया करता है:
2Ga + 4H 2 O = 2GaOOH + 3H 2
खनिज एसिड के साथ, गा धीरे-धीरे हाइड्रोजन की रिहाई के साथ प्रतिक्रिया करता है:
2Ga + 6HCl = 2GaCl 3 + 3H 2
गैलियम हाइड्रॉक्सोगैलेट्स के निर्माण के साथ क्षार में घुल जाता है:
2Ga + 6H 2 O + 2NaOH = 2Na + 3H 2
गैलियम ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड एम्फोटेरिक गुण प्रदर्शित करते हैं, हालांकि उनके मुख्य गुणों को अल की तुलना में बढ़ाया जाता है:
गा 2 ओ 3 + 6एचसीएल \u003d 2GaCl 2,
गा 2 ओ 3 + 2NaOH + 3H 2 ओ \u003d 2Na
गा 2 ओ 3 + ना 2 सीओ 3 \u003d 2नागाओ 2 + सीओ 2
जब किसी गैलियम नमक के घोल को क्षारीय किया जाता है, तो परिवर्तनशील संरचना जीई 2 ओ 3 का गैलियम हाइड्रॉक्साइड निकलता है एक्सएच2ओ:
गा (नं 3) 2 + 3NaOH \u003d गा (ओएच) 3 + 3नानो 3
जब गा (ओएच) 3 और गा 2 ओ 3 एसिड में घुल जाते हैं, तो एक्वा कॉम्प्लेक्स 3+ बनते हैं, इसलिए गैलियम लवण क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स के रूप में जलीय घोल से अलग होते हैं, उदाहरण के लिए, गैलियम क्लोराइड GaCl 3 6H 2 O, पोटेशियम गैलियम फिटकरी KGa (SO 4) 2 12H 2 O. घोल में गैलियम एक्वा कॉम्प्लेक्स रंगहीन होते हैं।
आवेदन पत्र
उद्योग द्वारा उत्पादित गैलियम का लगभग 97% अर्धचालक गुणों वाले यौगिकों को प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, गैलियम आर्सेनाइड GaAs। गैलियम धातु का उपयोग रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स में सिरेमिक और धातु भागों के "कोल्ड सोल्डरिंग" के लिए, डोपिंग जीई और सी के लिए और ऑप्टिकल दर्पण प्राप्त करने के लिए किया जाता है। Ga विद्युत धारा दिष्टकारी में Hg को प्रतिस्थापित कर सकता है। इंडियम के साथ गैलियम के गलनक्रांतिक मिश्र धातु का उपयोग रिएक्टरों के विकिरण परिपथों में किया जाता है।
परिसंचरण की विशेषताएं
गैलियम एक कम विषैला तत्व है। कम गलनांक के कारण, गाए सिल्लियों को पॉलीथीन की थैलियों में ले जाने की सिफारिश की जाती है, जो तरल गैलियम द्वारा खराब रूप से गीली होती हैं।

विश्वकोश शब्दकोश. 2009 .

समानार्थक शब्द:

देखें कि "गैलियम" अन्य शब्दकोशों में क्या है:

धातु, एक साधारण शरीर, जिसके अस्तित्व का अनुमान मेंडेलीव ने लगाया था और जिसकी खोज लेकोक डी बौउबौद्रन ने की थी। रूसी भाषा में शामिल विदेशी शब्दों का शब्दकोश। चुडिनोव ए.एन., 1910। गैलियम एक अपूरणीय खनिज है, जिसका रंग नीला-सफेद है; ठोस,… … रूसी भाषा के विदेशी शब्दों का शब्दकोश

- (गैलियम), गा, आवधिक प्रणाली के समूह III का रासायनिक तत्व, परमाणु संख्या 31, परमाणु द्रव्यमान 69.72; धातु। गैलियम की खोज फ्रांसीसी रसायनज्ञ पी. लेकोक डी बोइसबौद्रन ने 1875 में की थी... आधुनिक विश्वकोश

गा (अव्य। गैलियम * ए। गैलियम; एन। गैलियम; एफ। गैलियम; और। गैलियो), रसायन। समूह III तत्व आवधिक। मेंडेलीव सिस्टम, पर। एन। 31, पर। एम. 69.73. दो स्थिर समस्थानिकों 69Ga (61.2%) और 71Ga (38.8%) से मिलकर बनता है। 1870 में D. I. द्वारा भविष्यवाणी की गई ... ... भूवैज्ञानिक विश्वकोश

गैलियम- मैं, एम। गैलियम एम। अक्षांश से। फ्रांस का नाम, जहां इसे 1875 में केमिस्ट लेकोक डी बोइसबौड्रन ने खोजा था। ई.एस. रासायनिक तत्व, नरम फ्यूसिबल चांदी-सफेद धातु; दबाव गेज और उच्च तापमान के निर्माण के लिए पारा के बजाय प्रयोग किया जाता है ... ... रूसी भाषा के गैलिसिज़्म का ऐतिहासिक शब्दकोश

गैलियम- (गैलियम), गा, आवधिक प्रणाली के समूह III का रासायनिक तत्व, परमाणु संख्या 31, परमाणु द्रव्यमान 69.72; धातु। गैलियम की खोज फ्रांसीसी रसायनज्ञ पी. लेकोक डी बोइसबौद्रन ने 1875 में की थी। ... सचित्र विश्वकोश शब्दकोश

गैलियम- रसायन। तत्व, प्रतीक गा (अव्य। गैलियम), और। एन। 31, पर। एम. 69.72; चांदी की सफेद धातु; घनत्व 5904 kg/m3, tm = 29.8°C, tboil = 2230°C। एक तरल के रूप में गैलियम बहुत बड़ी तापमान सीमा में मौजूद होता है, इसलिए इसका उपयोग ... ... बड़ा पॉलिटेक्निकल इनसाइक्लोपीडिया समानार्थी का शब्दकोश

- (रसायन।)। इस प्राथमिक निकाय के गुण, Ga=69.86, की भविष्यवाणी की गई थी (D. I. Mendeleev) आवधिक प्रणालीईको-एल्यूमीनियम जैसे तत्व, 1871 में। 1875 में, Lecoq de Boisbaudran ने ..... की मदद से पियरेफिट (पाइरेनीज़ में) से जस्ता मिश्रण में जी की खोज की। ब्रोकहॉस और एफ्रॉन का विश्वकोश

गैलियम- गा समूह III तत्व सिस्टम, पर। एन। 31, पर। एम. 69.72; चांदी सफेद प्रकाश धातु। द्रव्यमान संख्या 69 (60.5%) और 71 (39.5%) के साथ दो स्थिर समस्थानिकों से मिलकर बनता है। गा का अस्तित्व ("एकालुमिनियम") और मुख्य। उसका स्वा…… तकनीकी अनुवादक की हैंडबुक

प्रकृति में, बड़ी जमाओं को खोजना संभव नहीं होगा, क्योंकि यह बस उन्हें नहीं बनाता है। ज्यादातर मामलों में, यह अयस्क खनिजों या जर्मेनाइट में पाया जा सकता है, जहां इस धातु के 0.5 से 0.7% तक मिलने की संभावना है। यह भी उल्लेखनीय है कि नेफलाइन, बॉक्साइट, पॉलीमेटेलिक अयस्कों या कोयले के प्रसंस्करण के दौरान भी गैलियम प्राप्त किया जा सकता है। सबसे पहले, एक धातु प्राप्त की जाती है, जो प्रसंस्करण से गुजरती है: पानी से धोना, छानना और गर्म करना। और उच्च कोटि की इस धातु को प्राप्त करने के लिए विशेष रासायनिक अभिक्रियाओं का प्रयोग किया जाता है। गैलियम खनन का एक बड़ा स्तर अफ्रीकी देशों, अर्थात् दक्षिण-पूर्व, रूस और अन्य क्षेत्रों में देखा जा सकता है।

इस धातु के गुणों के लिए, इसका रंग चांदी है, और कम तापमान की स्थिति में यह ठोस अवस्था में रह सकता है, लेकिन अगर तापमान कमरे के तापमान से थोड़ा अधिक हो तो इसे पिघलाना मुश्किल नहीं होगा। चूंकि यह धातु अपने गुणों में एल्यूमीनियम के करीब है, इसलिए इसे विशेष पैकेजों में ले जाया जाता है।

गैलियम का उपयोग

अपेक्षाकृत हाल ही में, कम पिघलने वाली मिश्र धातुओं के उत्पादन में गैलियम का उपयोग किया गया था। लेकिन आज यह माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक में पाया जा सकता है, जहां इसका उपयोग अर्धचालकों के साथ किया जाता है। साथ ही यह सामग्री स्नेहक के रूप में अच्छी है। यदि गैलियम का एक साथ या स्कैंडियम का उपयोग किया जाता है, तो उत्कृष्ट गुणवत्ता वाले धातु के चिपकने वाले प्राप्त किए जा सकते हैं। इसके अलावा, धातु गैलियम का उपयोग क्वार्ट्ज थर्मामीटर में भराव के रूप में किया जा सकता है, क्योंकि इसमें पारा की तुलना में अधिक क्वथनांक होता है।

इसके अलावा, यह ज्ञात है कि गैलियम का उपयोग विद्युत लैंप के उत्पादन, सिग्नलिंग सिस्टम के निर्माण और फ़्यूज़ में किया जाता है। इसके अलावा, यह धातु ऑप्टिकल उपकरणों में पाया जा सकता है, विशेष रूप से, उनके परावर्तक गुणों में सुधार करने के लिए। गैलियम का उपयोग फार्मास्यूटिकल्स या रेडियोफार्मास्युटिकल्स में भी किया जाता है।

लेकिन साथ ही, यह धातु सबसे महंगी में से एक है, और इसकी उच्च गुणवत्ता वाले निष्कर्षण को स्थापित करने के लिए एल्यूमीनियम के उत्पादन और ईंधन के लिए कोयले के प्रसंस्करण में बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि आज अद्वितीय प्राकृतिक गैलियम का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है अपने अद्वितीय गुणों के लिए।

तत्व को संश्लेषित करना अभी तक संभव नहीं हो पाया है, हालांकि नैनो तकनीक गैलियम के साथ काम करने वाले वैज्ञानिकों को उम्मीद देती है।

गैलियम आवर्त प्रणाली की चौथी अवधि के तीसरे समूह के मुख्य उपसमूह का एक तत्व है रासायनिक तत्वडी। आई। मेंडेलीव, परमाणु संख्या 31 के साथ। इसे प्रतीक गा (lat। गैलियम) प्रकाश धातुओं के समूह के अंतर्गत आता है। साधारण पदार्थ गैलियम एक नरम, नमनीय चांदी-सफेद धातु है जिसमें नीले रंग का रंग होता है।

परमाणु क्रमांक - 31

परमाणु द्रव्यमान - 69.723

घनत्व, किग्रा/एम³ - 5910

गलनांक, ° - 29.8

ताप क्षमता, केजे / (किलो ° ) - 0.331

इलेक्ट्रोनगेटिविटी - 1.8

सहसंयोजक त्रिज्या, - 1.26

पहला आयनीकरण संभावित, ईवी - 6.00

गैलियम की खोज का इतिहास

फ्रांसीसी रसायनज्ञ पॉल एमिल लेकोक डी बोइसबौड्रन इतिहास में तीन नए तत्वों के खोजकर्ता के रूप में नीचे चला गया: गैलियम (1875), समैरियम (1879) और डिस्प्रोसियम (1886)। इन खोजों में से पहली ने उन्हें प्रसिद्धि दिलाई।

उस समय, फ्रांस के बाहर, वह बहुत कम जाना जाता था। वह 38 वर्ष के थे, वे मुख्य रूप से स्पेक्ट्रोस्कोपिक अनुसंधान में लगे हुए थे। Lecoq de Boisbaudran एक अच्छे स्पेक्ट्रोस्कोपिस्ट थे, और इसने अंततः सफलता हासिल की: उन्होंने वर्णक्रमीय विश्लेषण द्वारा अपने सभी तीन तत्वों की खोज की।

1875 में, Lecoq de Boisbaudran ने Pierrefitte (Pyrenees) से लाए गए जस्ता मिश्रण के स्पेक्ट्रम की जांच की। यह इस स्पेक्ट्रम में था कि एक नई वायलेट लाइन की खोज की गई थी। नई रेखा ने खनिज में एक अज्ञात तत्व की उपस्थिति का संकेत दिया, और, स्वाभाविक रूप से, लेकोक डी बोइसबौड्रन ने इस तत्व को अलग करने के लिए हर संभव प्रयास किया। यह करना आसान नहीं था: अयस्क में नए तत्व की सामग्री 0.1% से कम थी, और कई मायनों में यह जस्ता के समान थी। लंबे प्रयोग के बाद वैज्ञानिक एक नया तत्व प्राप्त करने में सफल रहे, लेकिन बहुत कम मात्रा में। इतना छोटा (0.1 ग्राम से कम) कि Lecoq de Boisbaudran इसके भौतिक और रासायनिक गुणों का पूरी तरह से अध्ययन नहीं कर सका।

गैलियम की खोज की घोषणा - इसलिए फ्रांस (गैलिया - इसका लैटिन नाम) के सम्मान में एक नए तत्व का नाम दिया गया - पेरिस एकेडमी ऑफ साइंसेज की रिपोर्ट में दिखाई दिया।

यह संदेश डीआई द्वारा पढ़ा गया था। मेंडेलीव ने गैलियम में एकालुमिनियम को मान्यता दी, जिसकी भविष्यवाणी उन्होंने पांच साल पहले की थी। मेंडेलीव ने तुरंत पेरिस को लिखा। "खोज और अलगाव की विधि, साथ ही वर्णित कुछ गुणों से पता चलता है कि नई धातु एकालुमिनियम से ज्यादा कुछ नहीं है," उनके पत्र में कहा गया है। इसके बाद उसने उस तत्व के लिए अनुमानित गुणों को दोहराया। इसके अलावा, अपने हाथों में गैलियम का एक दाना कभी नहीं पकड़े हुए, रूसी रसायनज्ञ ने दावा किया कि तत्व के खोजकर्ता से गलती हुई थी, कि नई धातु का घनत्व 4.7 के बराबर नहीं हो सकता है, जैसा कि लेकोक डी बोइसबौड्रन ने लिखा है - यह लगभग 5.9...6.0 g/cm3 अधिक होना चाहिए! लेकिन अनुभव ने इसके विपरीत दिखाया है: खोजकर्ता से गलती हुई थी। मेंडेलीफ द्वारा भविष्यवाणी किए गए तत्वों में से पहले की खोज ने आवधिक कानून की स्थिति को काफी मजबूत किया।

खोज फ्रांसीसीप्रकृति में

पृथ्वी की पपड़ी में गैलियम की औसत सामग्री 19 g/t है। गैलियम दोहरी भू-रासायनिक प्रकृति वाला एक विशिष्ट ट्रेस तत्व है। एकमात्र गैलियम खनिज, CuGaS 2 गैलाइट, बहुत दुर्लभ है। गैलियम की भू-रसायन एल्युमिनियम की भू-रसायन से निकटता से संबंधित है, जो उनके भौतिक-रासायनिक गुणों की समानता के कारण है। लिथोस्फीयर में गैलियम का मुख्य भाग एल्यूमीनियम खनिजों में संलग्न है। मुख्य चट्टान बनाने वाले तत्वों (Al, Fe, आदि) के साथ इसके क्रिस्टल रासायनिक गुणों की निकटता और उनके साथ समरूपता की व्यापक संभावना के कारण, गैलियम महत्वपूर्ण क्लार्क मूल्य के बावजूद बड़े संचय नहीं करता है। गैलियम की उच्च सामग्री वाले निम्नलिखित खनिजों को प्रतिष्ठित किया जाता है: स्फालराइट (0 - 0.1%), मैग्नेटाइट (0 - 0.003%), कैसिटराइट (0 - 0.005%), गार्नेट (0 - 0.003%), बेरिल (0 - 0.003%) ), टूमलाइन (0 - 0.01%), स्पोड्यूमिन (0.001 - 0.07%), फ़्लोगोपाइट (0.001 - 0.005%), बायोटाइट (0 - 0.1%), मस्कोवाइट (0 - 0.01%), सेरीसाइट ( 0 - 0.005%), लेपिडोलाइट (0.001 - 0.03%), क्लोराइट (0 - 0.001%), फेल्डस्पार (0 - 0.01%), नेफलाइन (0 - 0.1%), हेक्मेनाइट (0.01 - 0.07%), नैट्रोलाइट (0 - 0.1%)।

भौतिक गुण फ्रांसीसी

गैलियम की शायद सबसे प्रसिद्ध संपत्ति इसका गलनांक है, जो 29.76 डिग्री सेल्सियस है। यह आवर्त सारणी (पारा के बाद) में दूसरी सबसे अधिक गलने वाली धातु है। यह आपको धातु को अपने हाथ में पकड़कर पिघलाने की अनुमति देता है। गैलियम उन कुछ धातुओं में से एक है जो पिघल के जमने पर फैलती हैं (अन्य बीआई, जीई हैं)।

T=20°C पर ठोस अवस्था में गैलियम का घनत्व 5.904 g/cm³ है।

गैलियम की विशेषताओं में से एक तरल अवस्था (30 से 2230 डिग्री सेल्सियस) के अस्तित्व के लिए एक विस्तृत तापमान सीमा है, जबकि इसमें 1100÷1200 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर वाष्प का दबाव कम होता है। तापमान रेंज T=0÷24 °C में ठोस गैलियम की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता 376.7 J/kg K (0.09 cal/g deg.), तरल अवस्था में T=29÷100 °C - 410 J/kg है के (0.098 कैल/जी डिग्री)।

ठोस और तरल अवस्था में विद्युत प्रतिरोधकता क्रमशः 53.4 10 −6 ओम सेमी (टी = 0 डिग्री सेल्सियस पर) और 27.2 10 −6 ओम सेमी (टी = 30 डिग्री सेल्सियस पर) है। विभिन्न तापमानों पर तरल गैलियम की श्यानता T=98°C पर 1.612 पॉज़ और T=1100°C पर 0.578 पॉइज़ है। हाइड्रोजन वातावरण में 30 डिग्री सेल्सियस पर मापा गया सतह तनाव 0.735 एन/एम है। 4360 और 5890 की तरंग दैर्ध्य के लिए प्रतिबिंब गुणांक क्रमशः 75.6% और 71.3% हैं।

प्राकृतिक गैलियम में दो समस्थानिक 69 Ga (61.2%) और 71 Ga (38.8%) होते हैं। थर्मल न्यूट्रॉन कैप्चर क्रॉस सेक्शन क्रमशः 2.1·10 −28 m² और 5.1·10 −28 m² है।

गैलियम एक कम विषैला तत्व है। कम गलनांक के कारण, गैलियम सिल्लियों को पॉलीथीन की थैलियों में ले जाने की सिफारिश की जाती है, जो गैलियम पिघल से खराब रूप से गीली होती हैं। एक समय में, धातु का उपयोग भरने के लिए भी किया जाता था (अमलगम भरने के बजाय)। यह आवेदन इस तथ्य पर आधारित है कि जब तांबे के पाउडर को पिघला हुआ गैलियम के साथ मिलाया जाता है, तो एक पेस्ट प्राप्त होता है, जो कुछ घंटों के बाद (एक इंटरमेटेलिक यौगिक के गठन के कारण) कठोर हो जाता है और फिर बिना पिघले 600 डिग्री तक गर्म हो सकता है।

उच्च तापमान पर, गैलियम एक बहुत ही आक्रामक पदार्थ है। 500 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर, यह टंगस्टन, साथ ही साथ कई अन्य सामग्रियों को छोड़कर लगभग सभी धातुओं को खराब कर देता है। क्वार्ट्ज 1100 डिग्री सेल्सियस तक पिघला हुआ गैलियम के लिए प्रतिरोधी है, लेकिन एक समस्या उत्पन्न हो सकती है क्योंकि क्वार्ट्ज (साथ ही अधिकांश अन्य ग्लास) इस धातु द्वारा अत्यधिक गीला है। यानी गैलियम बस क्वार्ट्ज की दीवारों से चिपक जाएगा।

रासायनिक गुण फ्रांसीसी

गैलियम के रासायनिक गुण एल्यूमीनियम के करीब हैं। हवा में धातु की सतह पर बनने वाली ऑक्साइड फिल्म गैलियम को और ऑक्सीकरण से बचाती है। जब दबाव में गर्म किया जाता है, तो गैलियम पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है, प्रतिक्रिया द्वारा यौगिक GaOOH बनाता है:

2Ga + 4H 2 O = 2GaOOH + 3H 2।

गैलियम खनिज एसिड के साथ हाइड्रोजन की रिहाई और लवण के निर्माण के साथ संपर्क करता है, और प्रतिक्रिया कमरे के तापमान से भी नीचे होती है:

2Ga + 6HCl = 2GaCl 3 + 3H 2

क्षार और पोटेशियम और सोडियम कार्बोनेट के साथ प्रतिक्रिया उत्पाद हाइड्रॉक्सोगैलेट होते हैं जिनमें Ga (OH) 4 - और, संभवतः, Ga (OH) 6 3 - और Ga (OH) 2 - आयन होते हैं:

2Ga + 6H 2 O + 2NaOH = 2Na + 3H 2

गैलियम हलोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है: क्लोरीन और फ्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया कमरे के तापमान पर होती है, ब्रोमीन के साथ - पहले से ही -35 डिग्री सेल्सियस (लगभग 20 डिग्री सेल्सियस - प्रज्वलन के साथ), आयोडीन के साथ बातचीत गर्म होने पर शुरू होती है।

गैलियम हाइड्रोजन, कार्बन, नाइट्रोजन, सिलिकॉन और बोरॉन के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है।

उच्च तापमान पर, गैलियम विभिन्न सामग्रियों को नष्ट करने में सक्षम है और इसकी क्रिया किसी भी अन्य धातु के पिघलने से अधिक मजबूत होती है। तो, ग्रेफाइट और टंगस्टन 800 ° C तक पिघले हुए गैलियम की क्रिया के लिए प्रतिरोधी हैं, एलंडम और बेरिलियम ऑक्साइड BeO - 1000 ° C तक, टैंटलम, मोलिब्डेनम और नाइओबियम 400 450 ° C तक प्रतिरोधी हैं।

अधिकांश धातुओं के साथ, गैलियम बिस्मथ के अपवाद के साथ-साथ जस्ता, स्कैंडियम और टाइटेनियम उपसमूहों की धातुओं के साथ गैलाइड बनाता है। गैलाइड्स V 3 Ga में से एक में 16.8 K का उच्च अतिचालक संक्रमण तापमान है।

गैलियम बहुलक हाइड्राइड बनाता है:

4LiH + GaCl 3 = Li + 3LiCl।

श्रृंखला BH 4 - → AlH 4 - → GaH 4 - में आयन स्थिरता घट जाती है। आयन BH 4 - जलीय घोल में स्थिर, AlH 4 - और GaH 4 - जल्दी से हाइड्रोलाइज:

गाह 4 - + 4एच 2 ओ \u003d गा (ओएच) 3 + ओएच - + 4एच 2 -

जब गा (ओएच) 3 और गा 2 ओ 3 एसिड में घुल जाते हैं, तो एक्वा कॉम्प्लेक्स 3+ बनते हैं, इसलिए, गैलियम लवण क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स के रूप में जलीय घोल से अलग होते हैं, उदाहरण के लिए, गैलियम क्लोराइड GaCl 3 * 6H 2 O , पोटेशियम गैलियम फिटकरी KGa (SO 4) 2 * 12H2O।

सल्फ्यूरिक एसिड के साथ गैलियम की बातचीत दिलचस्प है। यह मौलिक सल्फर की रिहाई के साथ है। इस मामले में, सल्फर धातु की सतह को ढँक देता है और इसके आगे विघटन को रोकता है। यदि, हालांकि, धातु को गर्म पानी से धोया जाता है, तो प्रतिक्रिया फिर से शुरू हो जाएगी, और तब तक जारी रहेगी जब तक कि गैलियम पर सल्फर की एक नई "त्वचा" न उग जाए।

बुनियादी कनेक्शन फ्रांसीसी

Ga2H6- वाष्पशील तरल, टी पीएल −21.4 डिग्री सेल्सियस, टी बीपी 139 डिग्री सेल्सियस। लिथियम या थैलियम हाइड्रेट के साथ ईथर निलंबन में, यह LiGaH 4 और TlGaH 4 यौगिक बनाता है। यह ट्राइथाइलैमाइन के साथ टेट्रामेथिलडिगैलेन के उपचार के परिणामस्वरूप बनता है। केले के बंधन होते हैं, जैसे डिबोराने में

Ga2O3- सफेद या पीला पाउडर, टी पीएल 1795 डिग्री सेल्सियस। यह दो संशोधनों के रूप में मौजूद है। α- गा 2 ओ 3 - 6.48 ग्राम / सेमी³ के घनत्व वाले रंगहीन त्रिकोणीय क्रिस्टल, पानी में थोड़ा घुलनशील, एसिड में घुलनशील। β- गा 2 ओ 3 - 5.88 ग्राम / सेमी³ के घनत्व वाले रंगहीन मोनोक्लिनिक क्रिस्टल, पानी, एसिड और क्षार में थोड़ा घुलनशील। धातु गैलियम को 260 डिग्री सेल्सियस या ऑक्सीजन वातावरण में हवा में गर्म करके या गैलियम नाइट्रेट या सल्फेट को शांत करके प्राप्त किया जाता है। ΔH° 298(गिरफ्तारी) -1089.10 kJ/mol; ΔG° 298(गिरफ्तारी) -998.24 kJ/mol; S° 298 84.98 J/mol*K. वे एम्फ़ोटेरिक गुण दिखाते हैं, हालांकि एल्यूमीनियम की तुलना में मुख्य गुणों को बढ़ाया जाता है:

गा 2 ओ 3 + 6एचसीएल \u003d 2गाक्ल 2 गा 2 ओ 3 + 2नाओह + 3एच 2 ओ \u003d 2ना गा 2 ओ 3 + ना 2 सीओ 3 \u003d 2नागाओ 2 + सीओ 2

गा (ओएच) 3- क्षार धातुओं के हाइड्रोक्साइड और कार्बोनेट (पीएच 9.7) के साथ त्रिसंयोजक गैलियम के लवण के समाधान के उपचार के दौरान जेली जैसे अवक्षेप के रूप में अवक्षेपित होता है। यह सांद्र अमोनिया और सांद्र अमोनियम कार्बोनेट घोल में घुल जाता है, उबालने पर अवक्षेपित हो जाता है। गर्म करके, गैलियम हाइड्रॉक्साइड को GaOOH में, फिर Ga 2 O 3 *H 2 O में और अंत में Ga 2 O 3 में परिवर्तित किया जा सकता है। त्रिसंयोजक गैलियम के लवणों के जल-अपघटन द्वारा प्राप्त किया जा सकता है।

GaF3- सफेद पाउडर। टी पीएल> 1000 डिग्री सेल्सियस, टी किप 950 डिग्री सेल्सियस, घनत्व - 4.47 ग्राम / सेमी³। पानी में थोड़ा घुलनशील। ज्ञात क्रिस्टलीय GaF 3 ·3H 2 O. फ्लोरीन वातावरण में गैलियम ऑक्साइड को गर्म करके प्राप्त किया जाता है।

GaCl3- रंगहीन हीड्रोस्कोपिक क्रिस्टल। टी पीएल 78 डिग्री सेल्सियस, टी किप 215 डिग्री सेल्सियस, घनत्व - 2.47 ग्राम / सेमी³। चलो पानी में अच्छी तरह घुल जाते हैं। जलीय घोल में हाइड्रोलाइज। तत्वों से सीधे प्राप्त किया। इसका उपयोग कार्बनिक संश्लेषण में उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है।

GaBr3- रंगहीन हीड्रोस्कोपिक क्रिस्टल। टी पीएल 122 डिग्री सेल्सियस, टी किप 279 डिग्री सेल्सियस घनत्व - 3.69 ग्राम / सेमी³। पानी में घुल जाता है। जलीय घोल में हाइड्रोलाइज। अमोनिया में थोड़ा घुलनशील। तत्वों से सीधे प्राप्त किया।

गाई 3- हीड्रोस्कोपिक हल्की पीली सुइयां। टी पीएल 212 डिग्री सेल्सियस, टी किप 346 डिग्री सेल्सियस, घनत्व - 4.15 ग्राम / सेमी³। गर्म पानी से हाइड्रोलाइज करता है। तत्वों से सीधे प्राप्त किया।

गैस 3- t pl 1250 °C और घनत्व 3.65 g/cm³ के साथ पीले क्रिस्टल या सफेद अनाकार पाउडर। यह पूरी तरह से हाइड्रोलाइजिंग करते हुए पानी के साथ इंटरैक्ट करता है। सल्फर या हाइड्रोजन सल्फाइड के साथ गैलियम की बातचीत से प्राप्त होता है।

गा 2 (एसओ 4) 3 18 एच 2 ओ- पानी में एक रंगहीन, अत्यधिक घुलनशील पदार्थ। यह सल्फ्यूरिक एसिड के साथ गैलियम, इसके ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड की बातचीत से प्राप्त होता है। क्षार धातुओं और अमोनियम के सल्फेट्स के साथ, यह आसानी से फिटकरी बनाता है, उदाहरण के लिए, KGa (SO 4) 2 12H 2 O।

गा(नं 3) 3 8एच 2 ओ- रंगहीन क्रिस्टल, पानी और इथेनॉल में घुलनशील। गर्म करने पर, यह गैलियम (III) ऑक्साइड बनाने के लिए विघटित हो जाता है। गैलियम हाइड्रॉक्साइड पर नाइट्रिक अम्ल की क्रिया से प्राप्त होता है।

गैलियम प्राप्त करना

गैलियम का मुख्य स्रोत एल्युमीनियम का उत्पादन है। बायर विधि द्वारा बॉक्साइट के प्रसंस्करण के दौरान गैलियम अल (ओएच) 3 के आवंटन के बाद परिसंचारी मातृ शराब में केंद्रित है। एक पारा कैथोड पर इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा गैलियम को ऐसे समाधानों से अलग किया जाता है। पानी के साथ अमलगम के उपचार के बाद प्राप्त क्षारीय घोल से, Ga(OH) 3 अवक्षेपित होता है, जो क्षार में घुल जाता है और गैलियम इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा पृथक किया जाता है।

बॉक्साइट या नेफलाइन अयस्क के प्रसंस्करण की सोडा-लाइम विधि के साथ, गैलियम कार्बोनाइजेशन के दौरान जारी तलछट के अंतिम अंशों में केंद्रित है। अतिरिक्त संवर्धन के लिए, हाइड्रॉक्साइड के अवक्षेप को चूने के दूध से उपचारित किया जाता है। इस मामले में, अधिकांश अल अवक्षेप में रहता है, और गैलियम समाधान में गुजरता है, जिसमें से गैलियम ध्यान केंद्रित (6-8% Ga 2 O 3) CO 2 को पारित करके अलग किया जाता है; उत्तरार्द्ध क्षार में घुल जाता है और गैलियम इलेक्ट्रोलाइटिक रूप से अलग हो जाता है।

तीन-परत इलेक्ट्रोलिसिस विधि द्वारा अल शोधन प्रक्रिया का अवशिष्ट एनोडिक मिश्र धातु भी गैलियम के स्रोत के रूप में काम कर सकता है। जिंक के उत्पादन में, गैलियम के स्रोत जिंक सिंडर्स के लीचिंग टेलिंग के प्रसंस्करण के दौरान बनने वाले सब्लिमेट्स (वेल्ट्ज ऑक्साइड) होते हैं।

पानी और एसिड (HCl, HNO 3) से धोए गए क्षारीय घोल के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त तरल गैलियम में 99.9-99.95% Ga होता है। एक शुद्ध धातु वैक्यूम मेल्टिंग, ज़ोन मेल्टिंग या मेल्ट से एक क्रिस्टल को खींचकर प्राप्त की जाती है।

गैलियम का उपयोग

गैलियम आर्सेनाइड GaAs सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए एक आशाजनक सामग्री है।

गैलियम नाइट्राइड का उपयोग सेमीकंडक्टर लेजर और एलईडी के निर्माण में नीले और पराबैंगनी रेंज में किया जाता है। गैलियम नाइट्राइड में उत्कृष्ट रासायनिक और यांत्रिक गुण होते हैं जो सभी नाइट्राइड यौगिकों के विशिष्ट होते हैं।

समूह III के एक तत्व के रूप में, जो अर्धचालक में "छेद" चालकता को बढ़ाने में योगदान देता है, गैलियम (कम से कम 99.999% की शुद्धता के साथ) का उपयोग जर्मेनियम और सिलिकॉन के लिए एक योजक के रूप में किया जाता है। वी समूह के तत्वों के साथ गैलियम के इंटरमेटेलिक यौगिकों - सुरमा और आर्सेनिक - में स्वयं अर्धचालक गुण होते हैं।

गैलियम -71 आइसोटोप न्यूट्रिनो का पता लगाने के लिए सबसे महत्वपूर्ण सामग्री है, और इस संबंध में, न्यूट्रिनो डिटेक्टरों की संवेदनशीलता को बढ़ाने के लिए प्रौद्योगिकी को प्राकृतिक मिश्रण से आइसोटोप को अलग करने का एक बहुत ही जरूरी कार्य है। चूंकि आइसोटोप के प्राकृतिक मिश्रण में 71 Ga की सामग्री लगभग 39.9% है, एक शुद्ध आइसोटोप का अलगाव और न्यूट्रिनो डिटेक्टर के रूप में इसके उपयोग से पता लगाने की संवेदनशीलता 2.5 गुना बढ़ सकती है।

कांच के द्रव्यमान में गैलियम को जोड़ने से प्रकाश किरणों के उच्च अपवर्तक सूचकांक के साथ चश्मा प्राप्त करना संभव हो जाता है, और गा 2 ओ 3 पर आधारित चश्मा अवरक्त किरणों को अच्छी तरह से प्रसारित करते हैं।

तरल गैलियम उस पर पड़ने वाले 88% प्रकाश को परावर्तित करता है, ठोस - थोड़ा कम। इसलिए, गैलियम दर्पण का निर्माण करना बहुत आसान है - एक गैलियम कोटिंग को ब्रश के साथ भी लगाया जा सकता है।

गैलियम में कई मिश्र धातुएं होती हैं जो कमरे के तापमान पर तरल होती हैं, और इसके मिश्र धातुओं में से एक का गलनांक 3 डिग्री सेल्सियस होता है, लेकिन दूसरी ओर, गैलियम (कुछ हद तक मिश्र धातु) अधिकांश संरचनात्मक सामग्री (क्रैकिंग) के लिए काफी आक्रामक होता है। और उच्च तापमान पर मिश्र धातुओं का क्षरण), और शीतलक के रूप में, यह अप्रभावी है, और अक्सर अस्वीकार्य है।

परमाणु रिएक्टरों में गैलियम का उपयोग करने का प्रयास किया गया है, लेकिन इन प्रयासों के परिणामों को शायद ही सफल माना जा सकता है। गैलियम न केवल न्यूट्रॉन (2.71 बार्न के क्रॉस सेक्शन पर कब्जा) को सक्रिय रूप से पकड़ता है, यह अधिकांश धातुओं के साथ ऊंचे तापमान पर भी प्रतिक्रिया करता है।

गैलियम परमाणु पदार्थ नहीं बना। सच है, इसके कृत्रिम रेडियोधर्मी आइसोटोप 72 Ga (14.2 घंटे के आधे जीवन के साथ) का उपयोग हड्डी के कैंसर के निदान के लिए किया जाता है। गैलियम -72 क्लोराइड और नाइट्रेट ट्यूमर द्वारा सोख लिए जाते हैं, और इस आइसोटोप की विकिरण विशेषता को ठीक करके, चिकित्सक विदेशी संरचनाओं के आकार को लगभग सटीक रूप से निर्धारित करते हैं।

गैलियम एक उत्कृष्ट स्नेहक है। गैलियम और निकल, गैलियम और स्कैंडियम के आधार पर, व्यावहारिक रूप से बहुत महत्वपूर्ण धातु चिपकने वाले बनाए गए हैं।

उच्च तापमान को मापने के लिए गैलियम धातु को क्वार्ट्ज थर्मामीटर (पारा के बजाय) में भी भरा जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि गैलियम में पारा की तुलना में बहुत अधिक क्वथनांक होता है।

गैलियम ऑक्साइड कई रणनीतिक रूप से महत्वपूर्ण लेजर सामग्री का एक घटक है।

दुनिया में गैलियम उत्पादन

इसका विश्व उत्पादन प्रति वर्ष दो सौ टन से अधिक नहीं है। हाल ही में खोजे गए दो जमाओं के अपवाद के साथ - 2001 में गोल्ड कैनियन, नेवादा, यूएसए और 2005 में इनर मंगोलिया, चीन में - गैलियम दुनिया में कहीं भी औद्योगिक सांद्रता में नहीं पाया जाता है। (बाद के जमा में, कोयले में 958 हजार टन गैलियम की उपस्थिति स्थापित की गई थी - यह दुनिया के गैलियम संसाधनों का दोगुना है)।

अकेले बॉक्साइट में गैलियम के विश्व संसाधनों का अनुमान 1 मिलियन टन से अधिक है, और चीन में उल्लिखित जमा में 958 हजार टन गैलियम कोयले में - गैलियम के विश्व संसाधनों को दोगुना करना)।

कई गैलियम उत्पादक नहीं हैं। GEO गैलियम गैलियम बाजार के नेताओं में से एक है। 2006 तक इसकी मुख्य सुविधाओं में स्टेड (जर्मनी) में एक संयंत्र शामिल था, जो प्रति वर्ष लगभग 33 टन का उत्पादन करता है, सालिंड्रेस में एक संयंत्र, 20 टन / वर्ष (फ्रांस) और पिंजारा (पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया) में प्रसंस्करण - क्षमता (लेकिन चालू नहीं) प्रणाली) क्षमता 50 टन / वर्ष तक।

2006 में, नंबर 1 निर्माता की स्थिति कमजोर हो गई - स्टेड उद्यम को ब्रिटिश एमसीपी और अमेरिकन रिकैप्चर मेटल्स द्वारा खरीदा गया था।

जापानी कंपनी डोवा माइनिंग जिंक उत्पादन के उप-उत्पाद के रूप में जिंक से प्राथमिक गैलियम का दुनिया का एकमात्र उत्पादक है। डोवा माइनिंग की कुल कच्चे माल की क्षमता 20 टन / वर्ष तक अनुमानित है। कजाकिस्तान में, पावलोडर में कजाकिस्तान संयंत्र के एल्युमीनियम की कुल क्षमता 20 टन / वर्ष तक है।

चीन गैलियम का बहुत गंभीर आपूर्तिकर्ता बन गया है। चीन में प्राथमिक गैलियम के 3 प्रमुख उत्पादक हैं - गेटवॉल एल्युमिनियम कंपनी। (15 टन/वर्ष तक), शेडोंग एल्युमिनियम प्लांट (लगभग 6 टन/वर्ष) और गुइझोउ एल्युमीनियम प्लांट (6 टन/वर्ष तक)। कई सह-निर्माण भी हैं। सुमितोमो केमिकल ने चीन में 40 टन / वर्ष तक की क्षमता के साथ एक संयुक्त उद्यम स्थापित किया है। अमेरिकी फर्म AXT ने सबसे बड़े चीनी एल्यूमीनियम उद्यम शांक्सी एल्युमिनियम फैक्ट्री बीजिंग जिया सेमीकंडक्टर मटेरियल कंपनी लिमिटेड के साथ एक संयुक्त उद्यम स्थापित किया है। 20 टन / वर्ष तक की क्षमता के साथ।

रूस में गैलियम उत्पादन

रूस में, गैलियम उत्पादन की संरचना एल्यूमीनियम उद्योग के गठन से निर्धारित होती है। विलय की घोषणा करने वाले दो प्रमुख समूह - रूसी एल्यूमीनियम और एसयूएएल - एल्यूमिना रिफाइनरियों में बनाई गई गैलियम साइटों के मालिक हैं।

रूसी एल्युमिनियम: यूक्रेन में निकोलेव एलुमिना रिफाइनरी (उष्णकटिबंधीय बॉक्साइट के प्रसंस्करण के लिए शास्त्रीय बायर हाइड्रोकेमिकल विधि, साइट क्षमता - गैलियम / वर्ष के 12 टन तक) और रूस में अचिंस्क एल्यूमिना रिफाइनरी (नेफलाइन कच्चे माल की सिंटरिंग द्वारा प्रसंस्करण - किआ से यूरेट्स- क्रास्नोयार्स्क क्षेत्र का शाल्टिर्स्की जमा, खंड क्षमता 1.5 टन गैलियम / वर्ष है)।

SUAL: बोक्सिटोगोर्स्क एल्यूमिना प्लांट में कमेंस्क-उरल्स्की (उत्तरी यूराल बॉक्साइट अयस्क क्षेत्र से बॉक्साइट के लिए बायर-सिन्टरिंग तकनीक, साइट क्षमता - 2 टन गैलियम / वर्ष तक) में क्षमता (सिन्टरिंग द्वारा लेनिनग्राद क्षेत्र से बॉक्साइट को संसाधित करता है, क्षमता - 5 टन गैलियम / वर्ष, वर्तमान में मोथबॉल्ड) और पिकालेव्स्की एल्यूमिना (प्रक्रियाओं नेपलाइन मरमंस्क क्षेत्र के एपेटाइट-नेफलाइन अयस्कों से सिंटरिंग द्वारा केंद्रित है, साइट की क्षमता 9 टन गैलियम / वर्ष है)। कुल मिलाकर, रुसल और एसयूएएल के सभी उद्यम 20 टन / वर्ष से अधिक का उत्पादन कर सकते हैं।

वास्तविक उत्पादन कम है - उदाहरण के लिए, 2005 में, रूस से 8.3 टन गैलियम और यूक्रेन से निकोलेव एलुमिना रिफाइनरी से 13.9 टन गैलियम का निर्यात किया गया था।

सामग्री तैयार करने में, क्वार कंपनी की जानकारी का इस्तेमाल किया गया था।

गैलियम ("एकालुमिनियम") और इसके मुख्य गुणों के अस्तित्व की भविष्यवाणी 1870 में डी। आई। मेंडेलीव ने की थी। तत्व की खोज पाइरेनियन जिंक ब्लेंड में वर्णक्रमीय विश्लेषण द्वारा की गई थी और 1875 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ पी.ई. लेकोक डी बोइसबौड्रन द्वारा पृथक किया गया था; फ्रांस के नाम पर (अव्य। गैलिया)। भविष्यवाणी करने वालों के साथ गैलियम के गुणों का सटीक संयोग आवर्त प्रणाली की पहली विजय थी।

प्रकृति में होना, प्राप्त करना:

द्रव्यमान संख्या 69 (60.5%) और 71 (39.5%) के साथ दो स्थिर समस्थानिकों से मिलकर बनता है। पृथ्वी की पपड़ी में गैलियम की औसत सामग्री वजन के हिसाब से अपेक्षाकृत अधिक 1.5·10 -3% है, जो सीसा और मोलिब्डेनम की सामग्री के बराबर है। गैलियम एक विशिष्ट ट्रेस तत्व है। एकमात्र गैलियम खनिज, CuGaS 2 गैलाइट, बहुत दुर्लभ है। गैलियम का भू-रसायन एल्युमिनियम के भू-रसायन से निकटता से संबंधित है, जो उनके भौतिक-रासायनिक गुणों की समानता के कारण है। लिथोस्फीयर में गैलियम का मुख्य भाग एल्यूमीनियम खनिजों में संलग्न है। बॉक्साइट और नेफलाइन में गैलियम की मात्रा 0.002 से 0.01% तक होती है। गैलियम की उच्च सांद्रता स्पैलेराइट्स (0.01-0.02%), कठोर कोयले (जर्मेनियम के साथ), और कुछ लौह अयस्कों में भी देखी जाती है। चीन, अमेरिका, रूस, यूक्रेन और कजाकिस्तान में गैलियम के महत्वपूर्ण भंडार हैं।
गैलियम उत्पादन का मुख्य स्रोत एल्युमीनियम उत्पादन है। बॉक्साइट के प्रसंस्करण के दौरान, अल (ओएच) 3 के अलगाव के बाद गैलियम मातृ शराब में केंद्रित है। एक पारा कैथोड पर इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा गैलियम को ऐसे समाधानों से अलग किया जाता है। पानी के साथ अमलगम के उपचार के बाद प्राप्त क्षारीय घोल से, Ga(OH) 3 अवक्षेपित होता है, जो क्षार में घुल जाता है और गैलियम इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा पृथक किया जाता है।
पानी और एसिड (एचसीएल, एचएनओ 3) से धोए गए क्षारीय घोल के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त तरल गैलियम में 99.9-99.95% Ga होता है। एक शुद्ध धातु वैक्यूम मेल्टिंग, ज़ोन मेल्टिंग या मेल्ट से एक क्रिस्टल को खींचकर प्राप्त की जाती है।

भौतिक गुण:

चांदी-सफेद धातु, मुलायम, भारी। गैलियम की एक विशिष्ट विशेषता तरल अवस्था का एक बड़ा अंतराल (29.8 डिग्री सेल्सियस, टीबीपी 2230 डिग्री सेल्सियस) और 1100-1200 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर कम वाष्प दबाव है। एक ठोस धातु का घनत्व 5.904 ग्राम/सेमी 3 (20 डिग्री सेल्सियस) होता है, जो एक तरल की तुलना में कम होता है, इसलिए गैलियम को बर्फ की तरह क्रिस्टलीकृत करने से कांच की शीशी टूट सकती है। ठोस गैलियम की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता 376.7 J/(kg K) है।

रासायनिक गुण:

गैलियम सामान्य तापमान पर हवा में स्थिर होता है। शुष्क ऑक्सीजन में 260 डिग्री सेल्सियस से ऊपर, धीमी ऑक्सीकरण देखा जाता है (ऑक्साइड फिल्म धातु की रक्षा करती है)। ठंड में क्लोरीन और ब्रोमीन गैलियम के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, आयोडीन - गर्म होने पर। 300 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर पिघला हुआ गैलियम सभी संरचनात्मक धातुओं और मिश्र धातुओं (डब्ल्यू को छोड़कर) के साथ इंटरमेटेलिक यौगिकों का निर्माण करता है।
दबाव में गर्म करने पर, गैलियम पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है: 2Ga + 4H 2 O = 2GaOOH + 3H 2
Ga धीरे-धीरे खनिज अम्लों के साथ हाइड्रोजन मुक्त करने के लिए प्रतिक्रिया करता है: 2Ga + 6HCl = 2GaCl 3 + 3H 2
इसी समय, गैलियम सल्फ्यूरिक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड में धीरे-धीरे घुल जाता है, जल्दी से हाइड्रोफ्लोरिक एसिड में, और गैलियम ठंड में नाइट्रिक एसिड में स्थिर होता है।
गैलियम गर्म क्षार के घोल में धीरे-धीरे घुल जाता है। 2Ga + 6H 2 O + 2NaOH = 2Na + 3H 2

सबसे महत्वपूर्ण कनेक्शन:

गैलियम ऑक्साइड, गा 2 ओ 3 - सफेद या पीला पाउडर, एमपी 1795 डिग्री सेल्सियस। धातु गैलियम को 260 डिग्री सेल्सियस या ऑक्सीजन वातावरण में हवा में गर्म करके या गैलियम नाइट्रेट या सल्फेट को शांत करके प्राप्त किया जाता है। यह दो संशोधनों के रूप में मौजूद है। समाधान में अम्ल और क्षार के साथ धीरे-धीरे प्रतिक्रिया करता है, एम्फ़ोटेरिक गुण प्रदर्शित करता है:
गैलियम हाइड्रॉक्साइड, गा (ओएच) 3 - क्षार धातु हाइड्रॉक्साइड्स और कार्बोनेट्स (पीएच 9.7) के साथ त्रिसंयोजक गैलियम लवण के घोल का उपचार करते समय जेली जैसे अवक्षेप के रूप में अवक्षेपित होता है। त्रिसंयोजक गैलियम के लवणों के जल-अपघटन द्वारा प्राप्त किया जा सकता है।
अम्ल गुणों की एक निश्चित प्रबलता के साथ उभयचर दिखाता है, जब क्षार रूपों में घुल जाता है गैलेट्स(उदाहरण के लिए, ना)। यह सांद्र अमोनिया और सांद्र अमोनियम कार्बोनेट घोल में घुल जाता है, उबालने पर अवक्षेपित हो जाता है। गर्म करके, गैलियम हाइड्रॉक्साइड को GaOOH में, फिर Ga 2 O 3 *H 2 O में और अंत में Ga 2 O 3 में परिवर्तित किया जा सकता है।
गैलियम लवण. GaCl 3 - रंगहीन हीड्रोस्कोपिक क्रिस्टल। mp 78 °C, tbp 215 °C Ga 2 (SO 4) 3 *18H 2 O एक रंगहीन, पानी में घुलनशील पदार्थ है जो फिटकरी के प्रकार का दोहरा लवण बनाता है। Ga(NO 3) 3 * 8H 2 O - पानी और इथेनॉल में घुलनशील रंगहीन क्रिस्टल
गैलियम सल्फाइड, गा 2 एस 3 - एमपी 1250 डिग्री सेल्सियस के साथ पीले क्रिस्टल या सफेद अनाकार पाउडर, पानी से विघटित।
गैलियम हाइड्राइड्सऑर्गेनो-गैलियम यौगिकों से प्राप्त। बोरॉन और एल्युमिनियम हाइड्राइड्स के समान: गा 2 एच 6 - डिगैलन, वाष्पशील तरल, टीमेल्ट - 21.4 डिग्री सेल्सियस, टीबीपी 139 डिग्री सेल्सियस। एक्स - पॉलीगैलन, सफेद ठोस। हाइड्राइड अस्थिर होते हैं, हाइड्रोजन की रिहाई के साथ विघटित होते हैं।
लिथियम गैलानेट 4LiH + GaCl 3 = Li + 3LiCl . अभिक्रिया द्वारा ईथर के विलयन में Li प्राप्त होता है
बेरंग क्रिस्टल, अस्थिर, हाइड्रोजन छोड़ने के लिए पानी के साथ हाइड्रोलाइज।

आवेदन पत्र:

गैलियम का उपयोग ऑप्टिकल दर्पण बनाने के लिए किया जा सकता है जो अत्यधिक परावर्तक होते हैं।
गैलियम एक उत्कृष्ट स्नेहक है। गैलियम और निकल, गैलियम और स्कैंडियम के आधार पर, व्यावहारिक रूप से बहुत महत्वपूर्ण धातु चिपकने वाले बनाए गए हैं।
गैलियम आर्सेनाइड GaAs, साथ ही GaP, GaSb, जिनमें अर्धचालक गुण हैं, अर्धचालक इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए आशाजनक सामग्री हैं। उनका उपयोग उच्च तापमान वाले रेक्टिफायर और ट्रांजिस्टर, सौर पैनल और इन्फ्रारेड रिसीवर में किया जा सकता है।
गैलियम ऑक्साइड गार्नेट समूह की महत्वपूर्ण लेजर सामग्री का एक घटक है - जीएसएचजी, वाईएजी, आईएसजीजी, आदि।
गैलियम महंगा है, 2005 में विश्व बाजार में एक टन गैलियम की कीमत 1.2 मिलियन अमेरिकी डॉलर थी, और उच्च कीमत और साथ ही, इस धातु की बड़ी आवश्यकता के कारण, इसका पूर्ण निष्कर्षण स्थापित करना बहुत महत्वपूर्ण है। तरल ईंधन पर एल्यूमीनियम उत्पादन और कोयला प्रसंस्करण।

इवानोव एलेक्सी
केएफ टूमेन स्टेट यूनिवर्सिटी, 561 समूह।