Балаларға арналған өлеңдер

Галийдің әлемдік нарығы. Галий - металл немесе бейметалл? Галлийдің химиялық қасиеттері

Галийдің орташа мөлшері жер қыртысы 19 г/т. Галлий – қос геохимиялық табиғаты бар типтік микроэлемент. Кристаллдық химиялық қасиеттерінің негізгі таужыныс түзуші элементтермен (Al, Fe және т.б.) жақындығына және олармен изоморфизмнің кең мүмкіндігіне байланысты галлий кларктың маңызды мәніне қарамастан үлкен жинақтарды түзбейді. Құрамында галий мөлшері жоғары келесі минералдар бөлінеді: сфалерит (0 – 0,1%), магнетит (0 – 0,003%), касситерит (0 – 0,005%), гранат (0 – 0,003%), берилл (0 – 0,003%). ), турмалин (0 - 0,01%), сподумен (0,001 - 0,07%), флогопит (0,001 - 0,005%), биотит (0 - 0,1%), мусковит (0 - 0,01%), серицит (0 - 0,005%), лепидолит (0,001 - 0,03%), хлорит (0 - 0,001%), дала шпаттары (0 - 0,01%), нефелин (0 - 0,1%), гекманит (0,01 - 0,07%), натролит (0 - 0,1%). Теңіз суындағы галлийдің концентрациясы 3·10−5 мг/л.

Туған жері

Галлий кен орындары Оңтүстік-Батыс Африкада, ТМД елдерінде белгілі

Галий алу

Галлий үшін сирек кездесетін минералды галлит CuGaS2 (мыс пен галлий сульфиді аралас) белгілі. Оның іздері үнемі сфалеритпен, халькопиритпен және германитпен кездеседі. Кейбір битумды көмірлердің күлінде айтарлықтай көп мөлшерде (1,5%-ға дейін) табылған. Дегенмен, галлийді алудың негізгі көзі бокситтерді (әдетте құрамында шамалы қоспалары бар (0,1% дейін)) және нефелинді өңдеу кезіндегі глинозем өндірісінің ерітінділері болып табылады. Галлийді полиметалл кендерін, көмірді өңдеу арқылы да алуға болады. Табиғи бокситті тауарлық алюминий тотығына өңдеудің аралық өнімі болып табылатын сілтілі сұйықтықтарды электролиздеу арқылы алынады. Байер процесінде ыдырағаннан кейін сілтілі алюминат ерітіндісіндегі галлий концентрациясы: 100–150 мг/л, агломерация әдісі бойынша: 50–65 мг/л. Осы әдістерге сәйкес галлий алюминийдің көп бөлігінен соңғы тұнба фракциясында шоғырлана отырып, карбонизация арқылы бөлінеді. Содан кейін байытылған тұнба әкпен өңделеді, галлий ерітіндіге түседі, одан шикі металл электролиз арқылы бөлінеді. Ластанған галий сумен жуылады, содан кейін кеуекті пластиналар арқылы сүзіледі және ұшқыш қоспаларды жою үшін вакуумда қыздырылады. Тазалығы жоғары галий алу үшін химиялық (тұздар арасындағы реакциялар), электрохимиялық (ерітінділердің электролизі) және физикалық (ыдырау) әдістер қолданылады. Өте таза түрде (99,999%) электролиттік тазарту, сонымен қатар мұқият тазартылған GaCl3 сутегін қалпына келтіру арқылы алынды.

Физикалық қасиеттері

Кристалдық галлийдің бірнеше полиморфты модификациялары бар, дегенмен тек біреуі (I) термодинамикалық тұрақты, а = 4,5186 Å, b = 7,6570 Å, c = 4,5256 параметрлері бар орторомбты (псевдотетрагональды) торға ие. Галлийдің басқа модификациялары (β, γ, δ, ε) өте салқындатылған дисперсті металдан кристалданады және тұрақсыз. Жоғары қысымда галлийдің сәйкесінше текше және тетрагональды торлары бар тағы екі полиморфты II және III құрылымы байқалды.

20 ° C температурада қатты күйдегі галлийдің тығыздығы 5,904 г / см³, сұйық галийдің (тбалқыма = 29,8 ° C) тығыздығы 6,095 г / см³, яғни қату кезінде галийдің көлемі артады. . Галий 2230 °C температурада қайнайды. Галлийдің ерекшеліктерінің бірі - сұйық күйде болу үшін кең температура диапазоны (30-дан 2230 ° C-қа дейін), ал 1100-1200 ° C-қа дейінгі температурада бу қысымы төмен. Қатты галлийдің меншікті жылу сыйымдылығы Т=0–24°С температура диапазонында 376,7 Дж/кг К (0,09 кал/г град.), сұйық күйде T=29–100°С кезінде – 410 Дж/. кг К (0,098 кал/г градус).

Қатты және сұйық күйдегі электр кедергісі сәйкесінше, 53,4·10−6 Ом·см (T=0°C кезінде) және 27,2·10−6 Ом·см (T=30°C кезінде). Сұйық галлийдің әртүрлі температурадағы тұтқырлығы Т=98°С кезінде 1,612 поза, Т=1100°С кезінде 0,578 поза болады. Сутегі атмосферасында 30 °C температурада өлшенген беттік керілу 0,735 Н/м құрайды. 4360 Å және 5890 Å толқын ұзындығы үшін шағылу коэффициенттері сәйкесінше 75,6% және 71,3% құрайды.

Табиғи галлий екі изотоптан тұрады 69Ga (61,2%) және 71Ga (38,8%). Жылулық нейтронды ұстау қимасы сәйкесінше 2,1·10−28 м2 және 5,1·10−28 м2.

Галлийді қолдану

Галлий арсениді GaAs жартылай өткізгіш электроника үшін перспективалы материал болып табылады.
Галлий нитриді көк және ультракүлгін диапазондағы жартылай өткізгіш лазерлер мен жарықдиодты шамдарды жасауда қолданылады. Галлий нитриді барлық нитридті қосылыстарға тән тамаша химиялық және механикалық қасиеттерге ие.
Галлий-71 изотопы нейтриноларды анықтаудың ең маңызды материалы болып табылады және осыған байланысты техниканың алдында нейтрино детекторларының сезімталдығын арттыру үшін бұл изотопты табиғи қоспадан бөлу өте өзекті міндет тұр. Изотоптардың табиғи қоспасындағы 71Ga мөлшері шамамен 39,9% болғандықтан, таза изотопты бөліп алу және оны нейтринодетектор ретінде пайдалану анықтау сезімталдығын 2,5 есе арттыруға мүмкіндік береді.

Галлий қымбат, 2005 жылы бір тонна галий әлемдік нарықта 1,2 млн АҚШ долларын құрады, ал жоғары бағаға байланысты және сонымен бірге бұл металдың үлкен қажеттілігіне байланысты оны Қазақстанда толық өндіруді жолға қою өте маңызды. алюминий өндіру және көмірді сұйық отынмен өңдеу.

Галлийде бөлме температурасында сұйық күйде болатын бірнеше қорытпалар бар және оның бір қорытпасының балқу температурасы 3 °C (In-Ga-Sn эвтектикалық), бірақ екінші жағынан, галий (аз дәрежеде қорытпалар) құрылымдық материалдардың көпшілігіне өте агрессивті (жоғары температурада қорытпалардың жарылуы және эрозиясы). Мысалы, алюминийге және оның қорытпаларына қатысты галлий күшті беріктік төмендеткіш болып табылады («Адсорбциялық беріктіктің төмендеуі», «Қайта байланыстырушы әсері» бөлімін қараңыз). Галлийдің бұл қасиетін алюминийдің галлиймен немесе оның эвтектикалық қорытпаларымен жанасуы (сұйық-металл морттылығы) кезінде П.А.Ребиндер және Е.Д.Щукин барынша анық көрсетіп, жан-жақты зерттеген. Сонымен қатар, алюминийді сұйық галлий қабықшасымен сулау оның сынаппен біріктірілген алюминийдегідей жылдам тотығуын тудырады. Галлий балқу нүктесінде алюминийдің шамамен 1% ериді, ол пленканың сыртқы бетіне жетеді, ол жерде ауамен бірден тотығады. Сұйық бетіндегі оксидті қабық тұрақсыз және одан әрі тотығудан қорғамайды. Нәтижесінде сұйық галлий қорытпасы жылу шығаратын компонент (мысалы, компьютердің орталық өңдеу блогы) мен алюминий радиаторы арасындағы жылу интерфейсі ретінде пайдаланылмайды.

Салқындатқыш ретінде галлий тиімсіз және жиі қабылданбайды.
Галлий - тамаша майлаушы. Галлий мен никель, галлий мен скандий негізінде практикалық тұрғыдан өте маңызды металл желімдері жасалды.
Галлий металы жоғары температураны өлшеу үшін кварцтық термометрлерге (сынаптың орнына) толтырылады. Себебі галлийдің қайнау температурасы сынапқа қарағанда әлдеқайда жоғары.
Галлий оксиді гранат тобының бірқатар стратегиялық маңызды лазерлік материалдарының құрамдас бөлігі болып табылады — GSHG, YAG, ISGG және т.б.

Галлийдің биологиялық рөлі мен айналымының ерекшеліктері

Биологиялық рөл атқармайды.

Терінің галлиймен жанасуы металдың өте жұқа дисперсті бөлшектерінің оның үстінде қалуына әкеледі. Сырттай қарағанда сұр даққа ұқсайды.
Жедел уланудың клиникалық көрінісі: қысқа мерзімді қозу, кейін енжарлық, қозғалыс координациясының бұзылуы, адинамия, арефлексия, тыныс алудың баяулауы, оның ырғағының бұзылуы. Осының аясында төменгі аяғындағы паралич байқалады, содан кейін кома, өлім. 50 мг/м³ концентрацияда құрамында галлий бар аэрозольмен ингаляциялық әсер ету адамда бүйректің зақымдалуына, сондай-ақ 10-25 мг/кг галлий тұздарын көктамыр ішіне енгізуге әкеледі. Протеинурия, азотемия, мочевина клиренсінің бұзылуы байқалады.
Балқу температурасы төмен болғандықтан, галлий құймаларын сұйық галлиймен нашар суланатын полиэтилен пакеттерде тасымалдау ұсынылады.

Галий

ГАЛЛИУМ-Мен; м.[лат. Gallia - France] Химиялық элемент (Ga), жұмсақ балқитын күміс-ақ металл (жартылай өткізгіштер өндірісінде қолданылады).

Галий

(лат. Gallium), периодтық жүйенің III тобындағы химиялық элемент. Бұл атау Францияның латынша атауы Галлиядан шыққан. Күміс ақ балқитын ( т mp 29,77ºC) металл; тығыздығы (г/см 3) қатты металл 5,904, сұйық 6,095; т 2205ºC. Химиялық тұрғыдан ауаға төзімді. Табиғатта шашыраңқы, Al-мен бірге кездеседі. Олар негізінен (97%) жартылай өткізгіш материалдар (GaAs, GaSb, GaP, GaN) өндірісінде қолданылады.

ГАЛЛИУМ

ГАЛЛИУМ (лат. Gallium, Gallia – Францияның латынша атауы), Ga («галий» деп оқыңыз), атомдық нөмірі 31, атомдық массасы 69,723 химиялық элемент.
Табиғи галлий екі изотоптан тұрады 69 Ga (салмағы бойынша 61,2%) және 71 Ga (38,8%). Сыртқы электрондық қабат конфигурациясы 4 с 2 ббір . Тотығу дәрежесі +3, +1 (валенттілік I, III).
Элементтердің периодтық жүйесінің IIIА тобында, 4 периодта орналасқан.
Атомның радиусы 0,1245 нм, Ga 3+ ионының радиусы 0,062 нм. Кезекті иондану энергиялары 5,998, 20,514, 30,71, 64,2 және 89,8 эВ. Полинг бойынша электртерістігі (см.ПАУЛИНГ Линус) 1,6.
Ашылу тарихы
Бұл элементтің болуын алғаш рет Д.И.Менделеев болжаған (см.МЕНДЕЛЕЕВ Дмитрий Иванович)өзі ашқан периодтық заң негізінде 1871 ж. Ол оны экаалюминий деп атады. 1875 жылы П.Э. Лекок де Бусборан (см.Лекок де Бусбодран Пол Эмиль)мырыш кендерінен оқшауланған галий.
Де Буйсборан галийдің тығыздығын анықтады – 4,7 г/см3, ол Д.И.Менделеев болжаған 5,9 г/см3 шамасына сәйкес келмеді. Галлий тығыздығының тазартылған мәні (5,904 г/см3) Менделеев болжамымен сәйкес келді.
Табиғатта болу
Жер қыртысындағы мөлшері салмағы бойынша 1,8 10 -3% құрайды. Галий - микроэлемент. Ол табиғатта өте сирек кездесетін минералдар түрінде кездеседі: зенгеит Ga(OH) 3 , галлит CuGaS 2 және т.б. Алюминийдің серігі болып табылады (см.АЛЮМИНИЯ), мырыш (см.ЦИНК (химиялық элемент), Германия (см.ГЕРМАНИЯ), без (см.ТЕМІР); сфалеритте кездеседі (см.сфалерит), нефелин (см.НЕФЕЛИН), тролит, боксит, (см.ҚОРАПТАР)германит, кейбір кен орындарының көмірлері мен темір рудаларында.
Түбіртек
Галлийдің негізгі көзі алюминий тотығын өңдеу кезінде алынған алюминат ерітінділері болып табылады. Al көп бөлігін және қайталанатын концентрацияны алып тастағаннан кейін Ga және Al бар сілтілі ерітінді түзіледі. Осы ерітіндінің электролизі арқылы галлий бөлінеді.
Физикалық және химиялық қасиеттері
Галлий – көгілдір реңкті төмен балқитын ашық сұр түсті металл. Ga балқымасы балқу температурасынан (29,75 °C) төмен температурада сұйық күйде болуы мүмкін. Қайнау температурасы 2200 ° C, бұл сұйық галлийде координациялық саны 12 болатын атомдардың тығыз қаптамасының болуына байланысты. Оны жою үшін көп энергия қажет.
Тұрақты a-модификациясының кристалдық торы бір-бірімен ван-дер-Ваальс күштерімен байланысқан екі атомды Ga 2 молекулалары арқылы түзіледі. (см.МОЛЕКУЛА АРАЛЫҚ Әрекеттесу), байланыс ұзындығы 0,244 нм.
Ga 3+ /Ga жұбының стандартты электродтық потенциалы –0,53В, Ga сутегіге дейінгі электрохимиялық қатарда. (см.СУТЕК).
Химиялық қасиеттері бойынша галлий алюминийге ұқсас.
Ауада Ga оксидті қабықпен жабылған, ол одан әрі тотығуды болдырмайды. Мышьякпен (см.МҮШӘН), фосфор (см.ФОСФОР), сурьма (см.СУРМА)күкіртпен галлий арсениді, фосфид және антимонид түзеді (см.КҮКІР), селен (см.СЕЛЕНИЙ), теллур (см.Теллур)- халькогенидтер. Қыздырған кезде Ga оттегімен әрекеттеседі (см.ОТТЕК). Хлормен (см.Хлор)және бром (см.БРОМ)галлий бөлме температурасында йодпен әрекеттеседі (см. IOD)- қыздырылған кезде. Галлий галогенидтері Ge 2 X 6 димерлерін түзеді.
Галлий полимерлі гидридтер түзеді:
4LiH + GaCl 3 = Li + 3LiCl.
BH 4 – - AlH 4 – - GaH 4 – қатарында ион тұрақтылығы төмендейді. BH 4 ионы – сулы ерітіндіде тұрақты, AlH 4 – және GaH 4 – тез гидролизденеді:
GaH 4 - + 4H 2 O \u003d Ga (OH) 3 + OH - + 4H 2
Қысыммен қыздырғанда Ga сумен әрекеттеседі:
2Ga + 4H 2 O = 2GaOOH + 3H 2
Минералды қышқылдармен Ga сутегінің бөлінуімен баяу әрекеттеседі:
2Ga + 6HCl = 2GaCl 3 + 3H 2
Галлий сілтілерде гидроксогаллаттардың түзілуімен ериді:
2Ga + 6H 2 O + 2NaOH = 2Na + 3H 2
Галий оксиді мен гидроксиді амфотерлік қасиет көрсетеді, бірақ олардың негізгі қасиеттері Al-мен салыстырғанда жоғарылайды:
Ga 2 O 3 + 6HCl \u003d 2GaCl 2,
Ga 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O \u003d 2Na
Ga 2 O 3 + Na 2 CO 3 \u003d 2NaGaO 2 + CO 2
Кез келген галлий тұзының ерітіндісін сілтілеу кезінде құрамы өзгермелі Ge 2 O 3 галлий гидроксиді бөлінеді. x H2O:
Ga (NO 3) 2 + 3NaOH \u003d Ga (OH) 3 Ї + 3NaNO 3
Ga (OH) 3 және Ga 2 O 3 қышқылдарда еріген кезде 3+ аква комплекстері түзіледі, сондықтан галий тұздары кристалды гидраттар түріндегі сулы ерітінділерден оқшауланады, мысалы, галий хлориді GaCl 3 6H 2 O, калий галлий alum KGa (SO 4) 2 12H 2 O. Ерітінділердегі галлий аквакомплекстері түссіз.
Қолдану
Өнеркәсіпте өндірілетін галлийдің 97%-ға жуығы жартылай өткізгіш қасиеттері бар қосылыстар алуға жұмсалады, мысалы, галлий арсениді GaAs. Галлий металы радиоэлектроникада керамикалық және металл бөлшектерді «суық дәнекерлеу» үшін, Ge және Si қоспаларын алу үшін және оптикалық айналар алу үшін қолданылады. Ga электр тогы түзеткіштерінде Hg алмастыра алады. Галийдің индиймен эвтектикалық қорытпасы реакторлардың радиациялық тізбектерінде қолданылады.
Айналым ерекшеліктері
Галий – аз улы элемент. Балқу температурасы төмен болғандықтан, Ga құймаларын сұйық галлиймен нашар суланған полиэтилен пакеттерде тасымалдау ұсынылады.

энциклопедиялық сөздік. 2009 .

Синонимдер:

Басқа сөздіктерде «Галлий» деген не екенін қараңыз:

Металл – қарапайым дене, оның болуын Менделеев болжап, Лекок де Бубоборан ашқан. Орыс тіліне енген шетел сөздерінің сөздігі. Чудинов А.Н., 1910. ГАЛЛИЙ – ыдырамайтын минерал, түсі көк-ақ; қатты,…… Орыс тілінің шетел сөздерінің сөздігі

- (Галлий), Ga, периодтық жүйенің III тобының химиялық элементі, атомдық нөмірі 31, атомдық массасы 69,72; металл. Галлийді француз химигі П.Лекок де Бусборан 1875 жылы ашқан ... Қазіргі энциклопедия

Га (лат. Gallium * a. gallium; n. Gallium; f. Gallium; және. galio), хим. III топ периодты элементтер. Менделеев жүйелері, ат. n. 31, сағ. м 69,73. 69Ga (61,2%) және 71Ga (38,8%) екі тұрақты изотоптан тұрады. 1870 жылы Д.И. ... ... болжаған. Геологиялық энциклопедия

галий- Мен, м.галий м. лат. Францияның атауы, оны 1875 жылы химик Лекок де Бусборан ашқан. ES. Химиялық элемент, жұмсақ балқитын күмістей ақ металл; сынаптың орнына манометрлер мен жоғары температураны ... ... жасау үшін қолданылады. Орыс тілінің галлицизмдерінің тарихи сөздігі

Галий- (Галлий), Ga, периодтық жүйенің III тобының химиялық элементі, атомдық нөмірі 31, атомдық массасы 69,72; металл. Галлийді 1875 жылы француз химигі П.Лекок де Буйсборан ашты. ... Иллюстрацияланған энциклопедиялық сөздік

ГАЛЛИУМ- хим. элементі, таңбасы Ga (лат. Gallium), ат. n. 31, сағ. м 69,72; күміс ақ металл; тығыздығы 5904 кг/м3, тм = 29,8°С, қайнау = 2230°С. Галлий сұйықтық ретінде өте үлкен температура диапазонында болады, сондықтан ол ... ... қолданылады. Үлкен политехникалық энциклопедия Синонимдер сөздігі

- (хим.). Бұл элементар дененің қасиеттері Ga=69,86 болды (Д. И. Менделеев) периодтық жүйе 1871 жылы эко-алюминий сияқты элементтер. 1875 жылы Лекок де Буйсборан ... ... көмегімен Пиррефиттен (Пиренейде) мырыш қоспасынан Г. Брокгауз және Эфрон энциклопедиясы

галий- Ga III топ элементі жүйелер, ат. n. 31, сағ. м 69,72; күміс ақ жеңіл металл. Массалық сандары 69 (60,5%) және 71 (39,5%) екі тұрақты изотоптан тұрады. Ga бар болуы («экаалюминий») және негізгі. оның сва…… Техникалық аудармашының анықтамалығы

Табиғатта үлкен кен орындарын табу мүмкін емес, өйткені ол оларды жай ғана қалыптастырмайды. Көп жағдайда оны рудалық минералдарда немесе германитте табуға болады, онда бұл металдың 0,5-тен 0,7%-ға дейін болуы ықтимал. Сонымен қатар, галлийді нефелинді, бокситтерді, полиметалл кендерін немесе көмірді өңдеу кезінде де алуға болатынын айта кеткен жөн. Біріншіден, металл алынады, ол өңдеуден өтеді: сумен жуу, сүзу және қыздыру. Ал бұл жоғары сапалы металды алу үшін арнайы химиялық реакциялар қолданылады. Африка елдерінде, атап айтқанда оңтүстік-шығыста, Ресейде және басқа аймақтарда галлийді өндірудің үлкен деңгейін байқауға болады.

Бұл металдың қасиеттеріне келетін болсақ, оның түсі күміс, ал төмен температура жағдайында ол қатты күйде қалуы мүмкін, бірақ температура бөлме температурасынан сәл асып кетсе де, оның балқуы қиын болмайды. Бұл металл өзінің қасиеттері бойынша алюминийге жақын болғандықтан, ол арнайы пакеттерде тасымалданады.

Галлийді қолдану

Салыстырмалы түрде жақында галлий төмен балқитын қорытпаларды өндіруде қолданылды. Бірақ бүгінгі күні оны микроэлектроникада табуға болады, онда ол жартылай өткізгіштермен қолданылады. Сондай-ақ бұл материал майлаушы ретінде жақсы. Егер галлий немесе скандий бірге пайдаланылса, онда тамаша сапалы металл желімдерін алуға болады. Сонымен қатар, металл галлийдің өзі кварцтық термометрлерде толтырғыш ретінде пайдаланылуы мүмкін, өйткені оның қайнау температурасы сынапқа қарағанда жоғары.

Сонымен қатар, галлий электр шамдарын өндіруде, сигнал беру жүйесін және сақтандырғыштарды жасауда қолданылатыны белгілі. Сондай-ақ, бұл металды оптикалық құрылғыларда, атап айтқанда, олардың шағылысатын қасиеттерін жақсарту үшін табуға болады. Галлий сонымен қатар фармацевтикада немесе радиофармацевтикада қолданылады.

Бірақ сонымен бірге бұл металл ең қымбат металдардың бірі болып табылады және алюминий өндіруде және көмірді отынға өңдеуде оның жоғары сапалы алынуын орнату үшін өте маңызды, өйткені бірегей табиғи галлий бүгінгі күні кеңінен қолданылады. оның бірегей қасиеттеріне.

Нанотехнология галлиймен жұмыс істейтін ғалымдарға үміт сыйлағанымен, элементті синтездеу әлі мүмкін болған жоқ.

Галлий – периодтық жүйенің төртінші периодының үшінші тобының негізгі топшасының элементі химиялық элементтерД.И.Менделеев, атомдық нөмірі 31. Ол Ga таңбасымен белгіленеді (лат. Галий). Жеңіл металдар тобына жатады. Қарапайым зат галлий - бұл көгілдір реңкті жұмсақ, икемді күміс-ақ металл.

Атомдық саны - 31

Атомдық массасы - 69,723

Тығыздығы, кг/м³ - 5910

Балқу температурасы, ° С - 29,8

Жылу сыйымдылығы, кДж / (кг ° С) - 0,331

Электртерістігі - 1,8

Коваленттік радиус, Å - 1,26

1-ші иондау потенциалы, ев – 6.00

Галлийдің ашылу тарихы

Француз химигі Поль Эмиль Лекок де Бусборан тарихқа үш жаңа элементті ашушы ретінде енді: галий (1875), самарий (1879) және диспрозия (1886). Осы жаңалықтардың алғашқысы оған атақ әкелді.

Ол кезде Франциядан тыс жерлерде ол аз танымал болды. Ол 38 жаста, негізінен спектроскопиялық зерттеулермен айналысқан. Лекок де Бусбодран жақсы спектроскопист болды және бұл сайып келгенде табысқа әкелді: ол өзінің барлық үш элементін спектрлік талдау арқылы ашты.

1875 жылы Лекок де Буйсборан Пьеррефиттен (Пиреней) әкелінген мырыш қоспасының спектрін зерттеді. Дәл осы спектрде жаңа күлгін сызық ашылды. Жаңа сызық минералда белгісіз элементтің бар екенін көрсетті және, әрине, Лекок де Бусборан бұл элементті оқшаулау үшін бар күш-жігерін жұмсады. Мұны істеу оңай болған жоқ: кендегі жаңа элементтің мөлшері 0,1%-дан аз болды және көп жағынан мырышқа ұқсас болды*. Ұзақ тәжірибелерден кейін ғалым жаңа элементті ала алды, бірақ өте аз мөлшерде. Кішкентай (0,1 г-нан аз) сондықтан Лекок де Бусбодран оның физикалық және химиялық қасиеттерін толық зерттей алмады.

Галлийдің ашылғаны туралы хабарландыру - сондықтан Францияның құрметіне (Gallia - оның латынша атауы) жаңа элемент аталды - Париж Ғылым академиясының баяндамаларында пайда болды.

Бұл хабарламаны оқыған Д.И. Менделеев бес жыл бұрын болжаған экаалюминийді галлийде таныды. Менделеев бірден Парижге хат жазды. «Ашу және оқшаулау әдісі, сондай-ақ сипатталған бірнеше қасиеттер жаңа металдың экаалюминийден басқа ештеңе емес екенін көрсетеді», - делінген оның хатында. Содан кейін ол осы элемент үшін болжанған сипаттарды қайталады. Оның үстіне ешқашан галлий түйіршіктерін қолына ұстатпай, көзіне көрмей, орыс химигі элементті ашушы қателескенін, жаңа металдың тығыздығы Лекок де Бойсбодран жазғандай 4,7-ге тең болуы мүмкін емес деп мәлімдеді. - ол шамамен 5,9...6,0 г/см3 артық болуы керек! Бірақ тәжірибе керісінше көрсетті: ашушы қателесті. Менделеев болжаған элементтердің біріншісінің ашылуы периодтық заңның ұстанымын айтарлықтай нығайтты.

Табу Галлиятабиғатта

Жер қыртысындағы галлийдің орташа мөлшері 19 г/т. Галлий – қос геохимиялық табиғаты бар типтік микроэлемент. Жалғыз галлий минералы CuGaS 2 галлит өте сирек кездеседі. Галлийдің геохимиясы алюминийдің геохимиясымен тығыз байланысты, бұл олардың физика-химиялық қасиеттерінің ұқсастығына байланысты. Литосферадағы галлийдің негізгі бөлігі алюминий минералдарымен қоршалған. Кристаллдық химиялық қасиеттерінің негізгі таужыныс түзуші элементтермен (Al, Fe және т.б.) жақындығына және олармен изоморфизмнің кең мүмкіндігіне байланысты галлий кларктың маңызды мәніне қарамастан үлкен жинақтарды түзбейді. Құрамында галий мөлшері жоғары келесі минералдар бөлінеді: сфалерит (0 – 0,1%), магнетит (0 – 0,003%), касситерит (0 – 0,005%), гранат (0 – 0,003%), берилл (0 – 0,003%). ), турмалин (0 - 0,01%), сподумен (0,001 - 0,07%), флогопит (0,001 - 0,005%), биотит (0 - 0,1%), мусковит (0 - 0,01%), серицит (0 - 0,005%), лепидолит (0,001 - 0,03%), хлорит (0 - 0,001%), дала шпаттары (0 - 0,01%), нефелин (0 - 0,1%), гекманит (0,01 - 0,07%), натролит (0 - 0,1%).

Физикалық қасиеттері Галлия

Галлийдің ең танымал қасиеті оның балқу температурасы болып табылады, ол 29,76 °C. Периодтық жүйедегі балқитын екінші металл (сынаптан кейін). Бұл металды қолыңызда ұстап тұрып балқытуға мүмкіндік береді. Галлий - балқыма қатқан кезде кеңейетін бірнеше металдардың бірі (басқалары - Bi, Ge).

Кристалдық галлийдің бірнеше полиморфты модификациялары бар, дегенмен тек біреуі (I) термодинамикалық тұрақты, а = 4,5186 Å, b = 7,6570 Å, c = 4,5256 параметрлері бар орторомбты (псевдотетрагональды) торға ие. Галлийдің басқа модификациялары (β, γ, δ, ε) өте салқындатылған дисперсті металдан кристалданады және тұрақсыз. Жоғары қысымда галлийдің тағы екі полиморфты II және III құрылымдары байқалды, олардың сәйкесінше текше және тетрагональды торлары бар.

T=20°C температурадағы қатты күйдегі галлийдің тығыздығы 5,904 г/см³.

Галлийдің бір ерекшелігі сұйық күйде болу үшін кең температура диапазоны (30-дан 2230 °С-қа дейін), ал 1100÷1200 °С-қа дейінгі температурада бу қысымы төмен. Қатты галлийдің меншікті жылу сыйымдылығы T=0÷24 °C температура диапазонында 376,7 Дж/кг К (0,09 кал/г град.), сұйық күйде T=29÷100 °C – 410 Дж/кг. K (0,098 кал/г градус).

Қатты және сұйық күйдегі электр кедергісі сәйкесінше 53,4 10 −6 Ом см (T=0 °C кезінде) және 27,2 10 −6 Ом см (T=30 °C кезінде) болады. Сұйық галлийдің әртүрлі температурадағы тұтқырлығы Т=98°С кезінде 1,612 поза, Т=1100°С кезінде 0,578 поза болады. Сутегі атмосферасында 30 °C температурада өлшенген беттік керілу 0,735 Н/м құрайды. 4360 Å және 5890 Å толқын ұзындығы үшін шағылу коэффициенттері сәйкесінше 75,6% және 71,3% құрайды.

Табиғи галлий екі изотоптан тұрады 69 Ga (61,2%) және 71 Ga (38,8%). Жылулық нейтронды ұстау қимасы сәйкесінше 2,1·10 −28 м² және 5,1·10 −28 м².

Галий – аз улы элемент. Балқу температурасы төмен болғандықтан, галлий құймаларын галий балқымасымен нашар суланатын полиэтиленді қапшықтарда тасымалдау ұсынылады. Бір кездері металды тіпті пломбалар жасау үшін де пайдаланған (амальгамдық толтырғыштардың орнына). Бұл қолдану мыс ұнтағын балқытылған галлиймен араластырғанда, бірнеше сағаттан кейін (металларалық қосылыс түзілуіне байланысты) қатып, содан кейін балқымай 600 градусқа дейін қыздыруға төтеп беретін паста алынатынына негізделген.

Жоғары температурада галлий өте агрессивті зат болып табылады. 500 ° C жоғары температурада ол вольфрамнан басқа барлық дерлік металдарды, сондай-ақ көптеген басқа материалдарды коррозияға ұшыратады. Кварц 1100°C-қа дейінгі балқытылған галлийге төзімді, бірақ мәселе туындауы мүмкін, себебі кварц (басқа шынылардың көпшілігі сияқты) бұл металмен өте сулануы мүмкін. Яғни, галлий жай ғана кварц қабырғаларына жабысады.

Химиялық қасиеттері Галлия

Галийдің химиялық қасиеттері алюминийдікіне жақын. Ауадағы металл бетінде пайда болған оксидті қабық галлийді одан әрі тотығудан қорғайды. Қысыммен қыздырған кезде галлий сумен әрекеттеседі және реакция арқылы GaOOH қосылысын түзеді:

2Ga + 4H 2 O = 2GaOOH + 3H 2.

Галлий минералды қышқылдармен сутегінің бөлінуімен және тұздардың түзілуімен әрекеттеседі және реакция бөлме температурасынан төмен де жүреді:

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

Сілтілермен, калиймен және натрий карбонаттарымен реакция өнімдері құрамында Ga (OH) 4 - және, мүмкін, Ga (OH) 6 3 - және Ga (OH) 2 - иондары бар гидроксогаллаттар:

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

Галлий галогендермен әрекеттеседі: хлормен және фтормен реакция бөлме температурасында жүреді, броммен - қазірдің өзінде -35 ° C (шамамен 20 ° C - тұтану кезінде), йодпен әрекеттесу қыздырылған кезде басталады.

Галлий сутегімен, көміртегімен, азотпен, кремниймен және бормен әрекеттеспейді.

Жоғары температурада галлий әртүрлі материалдарды жоюға қабілетті және оның әрекеті кез келген басқа металдың балқымасынан күштірек. Сонымен, графит пен вольфрам 800 ° C дейін галлий балқымасының әсеріне төзімді, алунд және бериллий оксиді BeO - 1000 ° C дейін, тантал, молибден және ниобий 400 ÷ 450 ° C дейін төзімді.

Көптеген металдармен галлий висмутты, сонымен қатар мырыш, скандий және титан топшаларының металдарын қоспағанда, галлидтер түзеді. Галлидтердің бірінің V 3 Ga өте жоғары асқын өткізгіштік өту температурасы 16,8 К.

Галлий полимерлі гидридтер түзеді:

4LiH + GaCl 3 = Li + 3LiCl.

BH 4 - → AlH 4 - → GaH 4 - қатарында ион тұрақтылығы төмендейді. BH 4 ионы – сулы ерітіндіде тұрақты, AlH 4 – және GaH 4 – тез гидролизденеді:

GaH 4 - + 4H 2 O \u003d Ga (OH) 3 + OH - + 4H 2 -

Ga (OH) 3 және Ga 2 O 3 қышқылдарда еріген кезде 3+ аква комплекстері түзіледі, сондықтан галий тұздары кристалды гидраттар түріндегі сулы ерітінділерден оқшауланады, мысалы, галий хлориді GaCl 3 * 6H 2 O. , калий галлий алюминий KGa (SO 4) 2 * 12H2O.

Галлийдің күкірт қышқылымен әрекеттесуі қызықты. Ол элементтік күкірттің бөлінуімен бірге жүреді. Бұл жағдайда күкірт металдың бетін орап, оның одан әрі еруіне жол бермейді. Алайда, егер металды ыстық сумен жуса, реакция қайтадан жалғасады және галийде күкірттің жаңа «қабығы» өскенше жалғасады.

Негізгі байланыстар Галлия

Ga2H6- ұшпа сұйықтық, t pl -21,4 °C, bp t 139 °C. Литий немесе таллий гидратымен эфирлік суспензияда ол LiGaH 4 және TlGaH 4 қосылыстарын түзеді. Ол тетраметилдигалланды триэтиламинмен өңдеу нәтижесінде түзіледі. Диборандағы сияқты банан байланыстары бар

Ga2O3- ақ немесе сары ұнтақ, t pl 1795 °C. Ол екі модификация түрінде бар. α- Ga 2 O 3 - тығыздығы 6,48 г/см³, суда аз еритін, қышқылдарда еритін түссіз тригональды кристалдар. β- Ga 2 O 3 - тығыздығы 5,88 г/см³, суда, қышқылдар мен сілтілерде аз еритін түссіз моноклинді кристалдар. Металл галийді ауада 260 °C температурада немесе оттегі атмосферасында қыздыру немесе галий нитратын немесе сульфатын күйдіру арқылы алынады. ΔH° 298(arr) −1089,10 кДж/моль; ΔG° 298(arr) −998,24 кДж/моль; S° 298 84,98 Дж/моль*К. Олар амфотерлік қасиеттерді көрсетеді, дегенмен негізгі қасиеттері алюминиймен салыстырғанда күшейтілген:

Ga 2 O 3 + 6HCl \u003d 2GaCl 2 Ga 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O \u003d 2Na Ga 2 O 3 + Na 2 CO 3 \u003d 2NaGaO 2 + CO 2

Ga(OH)3- үш валентті галлий тұздарының ерітінділерін сілтілік металдардың гидроксидтерімен және карбонаттарымен өңдеу кезінде желе тәрізді тұнба түріндегі тұнбалар (рН 9,7). Ол концентрлі аммиак пен концентрлі аммоний карбонат ерітіндісінде ериді, қайнатқанда тұнбаға түседі. Қыздыру арқылы галий гидроксидін GaOOH-қа, содан кейін Ga 2 O 3 *H 2 O-ға, ең соңында Ga 2 O 3-ке айналдыруға болады. Үш валентті галлий тұздарының гидролизі арқылы алуға болады.

GaF3- Ақ ұнтақ. t pl > 1000 ° C, t kip 950 ° C, тығыздығы - 4,47 г / см³. Суда аздап ериді. Белгілі кристалдық GaF 3 ·3H 2 O. Галлий оксидін фтор атмосферасында қыздыру арқылы алынған.

GaCl3- түссіз гигроскопиялық кристалдар. t pl 78 ° C, t кип 215 ° C, тығыздығы - 2,47 г / см³. Суда жақсы ерітейік. Су ерітінділерінде гидролизденеді. Тікелей элементтерден алынған. Ол органикалық синтезде катализатор ретінде қолданылады.

GaBr3- түссіз гигроскопиялық кристалдар. t pl 122 ° C, t kip 279 ° C тығыздығы - 3,69 г / см³. Суда ериді. Су ерітінділерінде гидролизденеді. Аммиакта аздап ериді. Тікелей элементтерден алынған.

GaI 3- гигроскопиялық ашық сары инелер. t pl 212 ° C, t kip 346 ° C, тығыздығы - 4,15 г / см³. Жылы сумен гидролизденеді. Тікелей элементтерден алынған.

Газ 3- сары кристалдар немесе t pl 1250 °C және тығыздығы 3,65 г/см³ ақ аморфты ұнтақ. Ол толығымен гидролиздеу кезінде сумен әрекеттеседі. Галийдің күкіртпен немесе күкіртсутекпен әрекеттесуінен алынады.

Ga 2 (SO 4) 3 18H 2 O- түссіз, суда жақсы еритін зат. Ол галлийдің, оның оксиді мен гидроксидінің күкірт қышқылымен әрекеттесуінен алынады. Сілтілік металдар мен аммоний сульфаттарымен оңай алюминий түзеді, мысалы, KGa (SO 4) 2 12H 2 O.

Ga(NO 3) 3 8H 2 O- суда және этанолда еритін түссіз кристалдар. Қыздырған кезде галий (III) оксидін түзу үшін ыдырайды. Галий гидроксидіне азот қышқылының әсерінен алынған.

Галий алу

Галлийдің негізгі көзі алюминий өндірісі болып табылады. Бокситті Байер әдісімен өңдеу кезінде галлий Al(OH) 3 бөлінгеннен кейін айналымдағы аналық ерітінділерде шоғырланады. Мұндай ерітінділерден галлийді сынап катодында электролиз арқылы бөліп алады. Амальгамды сумен өңдегеннен кейін алынған сілтілі ерітіндіден Ga(OH) 3 тұнбаға түседі, ол сілтіде ерітіледі және галлий электролиз арқылы бөлінеді.

Боксит немесе нефелин кенін өңдеудің сода-әк әдісімен галлий карбонизация кезінде бөлінетін шөгінділердің соңғы фракцияларында шоғырланған. Қосымша байыту үшін гидроксидтердің тұнбасын әк сүтімен өңдейді. Бұл жағдайда Al-ның көп бөлігі тұнбада қалады, ал галлий ерітіндіге өтеді, одан галлий концентраты (6-8% Ga 2 O 3) СО 2 өту арқылы бөлінеді; соңғысы сілтіде ерітілген, ал галлий электролиттік жолмен оқшауланған.

Үш қабатты электролиз әдісімен Al өңдеу процесінің қалдық анодты қорытпасы да галлий көзі бола алады. Мырыш өндірісінде галлийдің көздері мырыш шлактарының шайма қалдықтарын өңдеу кезінде түзілетін сублиматтар (Вельц оксидтері) болып табылады.

Сумен және қышқылдармен (HCl, HNO 3) жуылған сілтілі ерітіндінің электролизі нәтижесінде алынған сұйық галийдің құрамында 99,9-99,95% Ga болады. Таза металды вакуумда балқыту, аймақтық балқыту немесе балқымадан монокристалды алу арқылы алады.

Галлийді қолдану

Галлий арсениді GaAs жартылай өткізгіш электроника үшін перспективалы материал болып табылады.

Галлий нитриді көк және ультракүлгін диапазондағы жартылай өткізгіш лазерлер мен жарықдиодты шамдарды жасауда қолданылады. Галлий нитриді барлық нитридті қосылыстарға тән тамаша химиялық және механикалық қасиеттерге ие.

Жартылай өткізгіштегі «саңылау» өткізгіштігін арттыруға ықпал ететін III топтың элементі ретінде германий мен кремнийге қоспа ретінде галлий (тазалығы 99,999% кем емес) қолданылады. Галлийдің V топ элементтері – сурьма және мышьяк бар интерметалл қосылыстарының өзі жартылай өткізгіштік қасиетке ие.

Галлий-71 изотопы нейтриноларды анықтаудың ең маңызды материалы болып табылады және осыған байланысты технологияның алдында нейтрино детекторларының сезімталдығын арттыру үшін табиғи қоспадан изотоптарды бөлу өте өзекті міндет тұр. Изотоптардың табиғи қоспасындағы 71 Ga мөлшері шамамен 39,9% болғандықтан, таза изотопты бөліп алу және оны нейтринодетектор ретінде пайдалану анықтау сезімталдығын 2,5 есе арттыруға мүмкіндік береді.

Шыны массасына галлийді қосу жарық сәулелерінің сыну көрсеткіші жоғары шыныларды алуға мүмкіндік береді, ал Ga 2 O 3 негізіндегі шынылар инфрақызыл сәулелерді жақсы өткізеді.

Сұйық галлий оған түсетін жарықтың 88% шағылыстырады, қатты - сәл аз. Сондықтан галлий айналарын жасау өте оңай - галлий жабыны тіпті щеткамен де қолданылуы мүмкін.

Галлийде бөлме температурасында сұйық күйде болатын бірқатар қорытпалар бар және оның бір қорытпасының балқу температурасы 3 °C, бірақ екінші жағынан, галлий (аз дәрежеде қорытпалар) көптеген құрылымдық материалдарға (крекинг) өте агрессивті. және жоғары температурадағы қорытпалардың эрозиясы) және салқындатқыш ретінде ол тиімсіз және көбінесе жай ғана қабылданбайды.

Ядролық реакторларда галлийді қолдану әрекеттері жасалды, бірақ бұл әрекеттердің нәтижелерін сәтті деп санауға болмайды. Галлий нейтрондарды белсенді түрде ұстап қана қоймайды (2,71 сарайдың көлденең қимасы), сонымен қатар металдардың көпшілігімен жоғары температурада әрекеттеседі.

Галий атомдық материалға айналған жоқ. Рас, оның жасанды радиоактивті изотопы 72 Ga (жартылай шығарылу кезеңі 14,2 сағат) сүйек ісігін диагностикалау үшін қолданылады. Галлий-72 хлориді және нитраты ісікпен адсорбцияланады және осы изотоптың сәулелену сипаттамасын бекіту арқылы дәрігерлер бөтен түзілістердің мөлшерін дерлік дәл анықтайды.

Галлий - тамаша майлаушы. Галлий мен никель, галлий және скандий негізінде іс жүзінде өте маңызды металл желімдері жасалды.

Галлий металы жоғары температураны өлшеу үшін кварцтық термометрлерге (сынаптың орнына) толтырылады. Себебі галлийдің қайнау температурасы сынапқа қарағанда әлдеқайда жоғары.

Галий оксиді бірқатар стратегиялық маңызды лазерлік материалдардың құрамдас бөлігі болып табылады.

Дүние жүзіндегі галий өндірісі

Оның әлемдік өндірісі жылына екі жүз тоннадан аспайды. Жақында ашылған екі кен орнын қоспағанда - 2001 жылы Голд Канион, Невада, АҚШ және 2005 жылы Ішкі Моңғолия, Қытайда - галлий өнеркәсіптік концентрацияда әлемнің ешбір жерінде кездеспейді. (Соңғы кен орнында көмірде 958 мың тонна галлий бар екені анықталды – бұл дүние жүзіндегі галлий ресурстарының екі еселенгені).

Бокситтегі галийдің дүниежүзілік ресурстары 1 миллион тоннадан асады, ал Қытайдағы аталған кен орнында көмірдегі галлийдің 958 мың тоннасы галийдің әлемдік ресурстарын екі есеге арттырады).

Галий өндірушілері көп емес. GEO Gallium - галлий нарығындағы көшбасшылардың бірі. Оның негізгі нысандары 2006 жылға дейін жылына шамамен 33 тонна өндіретін Стаде (Германия) зауыты, Салиндрестегі жылына 20 тонна өңдейтін зауыт (Франция) және Пинжаррадағы (Батыс Австралия) - әлеуетті (бірақ пайдалануға енгізілмеген) жүйесі) өнімділігі жылына 50 тоннаға дейін.

2006 жылы №1 өндірушінің позициясы әлсіреді - Stade кәсіпорнын британдық MCP және American Recapture Metals сатып алды.

Жапондық Dowa Mining компаниясы мырыш өндірісінің жанама өнімі ретінде мырыш концентраттарынан бастапқы галийдің әлемдегі жалғыз өндірушісі болып табылады. Dowa Mining компаниясының жалпы шикізат қуаты жылына 20 тоннаға дейін бағаланады.Қазақстанда Павлодардағы Қазақстан алюминийі зауытының жалпы қуаттылығы жылына 20 тоннаға дейін жетеді.

Қытай галийдің өте маңызды жеткізушісі болды. Қытайда негізгі галийдің 3 негізгі өндірушісі бар - Geatwall Aluminium Co. (жылына 15 тоннаға дейін), Шаньдун алюминий зауыты (шамамен 6 тонна/жыл) және Гуйчжоу алюминий зауыты (жылына 6 тоннаға дейін). Бірқатар туындылар да бар. Sumitomo Chemical Қытайда қуаттылығы жылына 40 тоннаға дейін жететін бірлескен кәсіпорын құрды. Американдық AXT фирмасы Қытайдың ең ірі алюминий кәсіпорны Shanxi Aluminium Factory Beijing JiYa semiconductor Material Co компаниясымен бірлескен кәсіпорын құрды. қуаттылығы жылына 20 тоннаға дейін.

Ресейдегі галий өндірісі

Ресейде галлий өндірісінің құрылымы алюминий өнеркәсібінің қалыптасуымен анықталады. Біріктіру туралы хабарлаған екі жетекші топ - Ресей алюминийі және SUAL - алюминий тотығын өңдеу зауыттарында құрылған галлий алаңдарының иелері.

Ресейлік алюминий: Украинадағы Николаев алюминий зауыты (тропикалық бокситті өңдеудің классикалық Байер гидрохимиялық әдісі, алаңның өнімділігі - жылына 12 тонна галлий) және Ресейдегі Ачинск алюминий зауыты (нефелиндік шикізатты агломерациялау арқылы өңдеу - Қиядан алынған уртит- Краснояр өлкесінің Шалтыр кен орны, учаскенің өнімділігі 1,5 тонна галлий/жылына).

SUAL: Каменск-Оралдағы қуаттар (Солтүстік Орал бокситтік кен аймағының бокситін Байер-агломерлеу технологиясы, учаскенің өнімділігі - жылына 2 тонна галлийге дейін), Бокситогорск глинозем зауытында (Ленинград облысындағы бокситтерді агломерациялау арқылы өңдейді, қуаттылығы – 5 тонна галлий/жылына, қазіргі уақытта күйемен өңделген) және Пикалевский глиноземі (Мурманск облысының апатит-нефелинді рудаларынан нефелин концентраттарын агломерациялау арқылы өңдейді, учаскенің өнімділігі 9 тонна галлий/жылына). Барлығы Русал және SUAL кәсіпорындарының барлығы жылына 20 тоннадан астам өнім шығара алады.

Нақты өндіріс азырақ – мысалы, 2005 жылы Ресейден 8,3 тонна галий, Украинадан Николаев алюминий зауытынан 13,9 тонна галлий экспортталды.

Материалды дайындау кезінде «Квар» компаниясының ақпараты пайдаланылды.

Галийдің («экаалюминий») болуы және оның негізгі қасиеттерін 1870 жылы Д.И.Менделеев болжаған. Элемент 1875 жылы француз химигі П.Э.Лекок де Бусбодранмен Пиреней мырыш қоспасында спектрлік талдау арқылы ашылды; Франция (лат. Gallia) атымен аталған. Галлий қасиеттерінің болжамдылармен дәл сәйкес келуі периодтық жүйенің алғашқы жеңісі болды.

Табиғатта болу, алу:

Массалық сандары 69 (60,5%) және 71 (39,5%) екі тұрақты изотоптан тұрады. Жер қыртысындағы галлийдің орташа мөлшері салыстырмалы түрде жоғары, салмағы бойынша 1,5·10 -3%, бұл қорғасын мен молибденнің мөлшерімен тең. Галлий - әдеттегі микроэлемент. Жалғыз галлий минералы CuGaS 2 галлит өте сирек кездеседі. Галлийдің геохимиясы алюминийдің геохимиясымен тығыз байланысты, бұл олардың физика-химиялық қасиеттерінің ұқсастығына байланысты. Литосферадағы галлийдің негізгі бөлігі алюминий минералдарымен қоршалған. Боксит пен нефелиндегі галлийдің мөлшері 0,002-ден 0,01%-ға дейін. Галийдің жоғары концентрациясы сфалериттерде (0,01-0,02%), тас көмірлерде (германиймен бірге), сонымен қатар кейбір темір рудаларында да байқалады. Қытай, АҚШ, Ресей, Украина және Қазақстанда галийдің айтарлықтай қоры бар.
Галий өндірісінің негізгі көзі алюминий өндірісі болып табылады. Бокситтерді өңдеу кезінде галлий Al(OH) 3 бөлінгеннен кейін аналық ерітінділерде шоғырланады. Мұндай ерітінділерден галлийді сынап катодында электролиз арқылы бөліп алады. Амальгамды сумен өңдегеннен кейін алынған сілтілі ерітіндіден Ga(OH) 3 тұнбаға түседі, ол сілтіде еріген және галлий электролиз арқылы оқшауланады.
Сумен және қышқылдармен (Hcl, HNO 3) жуылған сілтілі ерітіндінің электролизі нәтижесінде алынған сұйық галийдің құрамында 99,9-99,95% Ga болады. Таза металды вакуумда балқыту, аймақтық балқыту немесе балқымадан монокристалды алу арқылы алады.

Физикалық қасиеттері:

Күміс ақ металл, жұмсақ, ауыр. Галлийдің айырықша ерекшелігі сұйық күйдің үлкен интервалы (балқыма 29,8°С, тб 2230°С) және 1100-1200°С-қа дейінгі температурада төмен бу қысымы. Қатты металдың тығыздығы 5,904 г/см 3 (20°С), сұйыққа қарағанда төмен, сондықтан мұз сияқты кристалданатын галлий шыны ампуланы жарып жіберуі мүмкін. Қатты галлийдің меншікті жылу сыйымдылығы 376,7 Дж/(кг К).

Химиялық қасиеттері:

Галлий ауада қарапайым температурада тұрақты. Құрғақ оттегіде 260°С жоғары температурада баяу тотығу байқалады (оксидті қабық металды қорғайды). Хлор мен бром суықта галлиймен, қыздырғанда йодпен әрекеттеседі. 300 ° C жоғары температурада балқытылған галий барлық құрылымдық металдармен және қорытпалармен (W қоспағанда) әрекеттесіп, интерметалдық қосылыстар түзеді.
Қысыммен қыздырғанда галлий сумен әрекеттеседі: 2Ga + 4H 2 O = 2GaOOH + 3H 2
Ga минералды қышқылдармен баяу әрекеттесіп, сутегі бөлінеді: 2Ga + 6HCl = 2GaCl 3 + 3H 2
Сонымен бірге галлий күкірт және тұз қышқылдарында баяу, фтор қышқылында тез ериді, ал галий суықта азот қышқылында тұрақты болады.
Галий ыстық сілті ерітінділерінде баяу ериді. 2Ga + 6H 2 O + 2NaOH = 2Na + 3H 2

Ең маңызды байланыстар:

галий оксиді, Ga 2 O 3 - ақ немесе сары ұнтақ, мп 1795°С. Металл галийді ауада 260 °C температурада немесе оттегі атмосферасында қыздыру немесе галий нитратын немесе сульфатын күйдіру арқылы алынады. Ол екі модификация түрінде бар. Ерітіндідегі қышқылдармен және сілтілермен баяу әрекеттеседі, амфотерлік қасиет көрсетеді:
галий гидроксиді, Ga (OH) 3 - үш валентті галлий тұздарының ерітінділерін сілтілі металдар гидроксидтерімен және карбонаттармен өңдегенде (рН 9,7) желе тәрізді тұнба түріндегі тұнбаға түседі. Үш валентті галлий тұздарының гидролизі арқылы алуға болады.
Сілті түрінде еріген кезде қышқылдық қасиеттерінің белгілі бір басымдылығымен амфотерлік көрсетеді. галлаттар(мысалы, Na). Концентрлі аммиак пен концентрлі аммоний карбонаты ерітіндісінде ериді, қайнатқанда тұнбаға түседі. Қыздыру арқылы галий гидроксидін GaOOH-қа, содан кейін Ga 2 O 3 *H 2 O-ға, ең соңында Ga 2 O 3-ке айналдыруға болады.
галий тұздары. GaCl 3 – түссіз гигроскопиялық кристалдар. mp 78 °C, tbp 215 °C Ga 2 (SO 4) 3 *18H 2 O алюминий типті қос тұздар түзетін түссіз, суда еритін зат. Ga(NO 3) 3 * 8H 2 O – суда және этанолда еритін түссіз кристалдар
галий сульфиді, Ga 2 S 3 - сары кристалдар немесе ақ аморфты ұнтақ мп 1250°С, сумен ыдыраған.
Галий гидридтерігаллий органикалық қосылыстарынан алынады. Бор, алюминий гидридтеріне ұқсас: Ga 2 H 6 - дигаллан, ұшпа сұйықтық, балқыма - 21,4 °C, tbp 139 °C. x - полигаллан, ақ түсті қатты. Гидридтер тұрақсыз, сутегінің бөлінуімен ыдырайды.
литий галанаты, Li эфир ерітіндісінде 4LiH + GaCl 3 = Li + 3LiCl реакциясы арқылы алынады.
Түссіз кристалдар, тұрақсыз, сумен гидролизденіп, сутегі бөлінеді.

Қолдану:

Галлийді жоғары шағылыстыратын оптикалық айналар жасау үшін пайдалануға болады.
Галлий - тамаша майлаушы. Галий мен никель, галлий және скандий негізінде іс жүзінде өте маңызды металл желімдері жасалды.
Галлий арсениді GaAs, сондай-ақ жартылай өткізгіштік қасиеттері бар GaP, GaSb жартылай өткізгіш электроника үшін перспективалы материалдар болып табылады. Оларды жоғары температура түзеткіштер мен транзисторларда, күн батареяларында және инфрақызыл қабылдағыштарда қолдануға болады.
Галлий оксиді гранат тобының маңызды лазерлік материалдарының құрамдас бөлігі болып табылады - GSHG, YAG, ISGG және т.б.
Галлий қымбат, 2005 жылы бір тонна галий әлемдік нарықта 1,2 млн АҚШ долларын құрады, ал жоғары бағаға байланысты және сонымен бірге бұл металдың үлкен қажеттілігіне байланысты оны Қазақстанда толық өндіруді жолға қою өте маңызды. алюминий өндіру және көмірді сұйық отынмен өңдеу.

Иванов Алексей
ХФ Тюмень мемлекеттік университеті, 561 топ.