Хүүхдэд зориулсан шүлэг

Галлийн дэлхийн зах зээл. Галли - металл эсвэл металл бус уу? Галлийн химийн шинж чанар

Дэлхийн царцдас дахь галлийн дундаж агууламж 19 г/т байна. Галлиум нь геохимийн хос шинж чанартай ердийн ул мөр элемент юм. Кристалын химийн шинж чанар нь чулуулаг үүсгэгч үндсэн элементүүдтэй (Al, Fe гэх мэт) ойрхон, тэдгээртэй изоморфизм үүсэх өргөн боломжоос шалтгаалан галли нь кларкийн үнэ цэнийг үл харгалзан их хэмжээний хуримтлал үүсгэдэггүй. Галийн өндөр агууламжтай дараахь эрдэсүүдийг ялгаж үздэг: сфалерит (0 - 0,1%), магнетит (0 - 0,003%), касситерит (0 - 0,005%), анар (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%), хээрийн жонш (0 - 0.01%), нефелин (0 - 0.1%), гекманит (0.01 - 0.07%), натролит (0 - 0.1%). Далайн усан дахь галлийн агууламж 3·10−5 мг/л байна.

Төрсөн газар

Галлийн ордуудыг Баруун Өмнөд Африк, ТУХН-ийн орнуудад мэддэг

Галий авах

Галлийн хувьд ховор эрдэс галлит CuGaS2 (зэс, галлийн сульфид холилдсон) мэдэгдэж байна. Түүний ул мөр нь сфалерит, халькопирит, германиттай байнга олддог. Зарим битумэн нүүрсний үнсэнд мэдэгдэхүйц их хэмжээний (1.5% хүртэл) илэрсэн. Гэсэн хэдий ч галлиумыг олж авах гол эх үүсвэр нь боксит (ихэвчлэн бага зэргийн хольц (0.1% хүртэл)) ба нефелин боловсруулах явцад хөнгөн цагааны исэл үйлдвэрлэх уусмал юм. Мөн полиметалл хүдэр, нүүрсийг боловсруулах замаар галлийг авч болно. Энэ нь байгалийн бокситыг арилжааны хөнгөн цагаан исэл болгон боловсруулах завсрын бүтээгдэхүүн болох шүлтлэг шингэнийг электролизээр гаргаж авдаг. Байерын процесст задралын дараа шүлтлэг алюминат уусмал дахь галлийн агууламж: 100-150 мг/л, синтерлэх аргын дагуу: 50-65 мг/л. Эдгээр аргуудын дагуу галли нь ихэнх хөнгөн цагаанаас нүүрстөрөгчжүүлэлтээр тусгаарлагдаж, тунадасны сүүлчийн фракцид төвлөрдөг. Дараа нь баяжуулсан тунадасыг шохойгоор боловсруулж, галли нь уусмал руу орж, түүхий металлыг электролизээр ялгаруулдаг. Бохирдсон галийг усаар угааж, дараа нь сүвэрхэг хавтангаар шүүж, дэгдэмхий хольцыг зайлуулахын тулд вакуум дор халаана. Өндөр цэвэршилттэй галлийг авахын тулд химийн (давс хоорондын урвал), цахилгаан химийн (ууссан электролиз) болон физик (задрал) аргыг ашигладаг. Маш цэвэр хэлбэрээр (99.999%) электролитийн аргаар цэвэршүүлэх, түүнчлэн болгоомжтой цэвэршүүлсэн GaCl3-ийн устөрөгчийг багасгах замаар олж авсан.

Физик шинж чанар

Талст галли нь хэд хэдэн полиморф өөрчлөлттэй боловч зөвхөн нэг (I) нь термодинамикийн хувьд тогтвортой бөгөөд a = 4.5186 Å, b = 7.6570 Å, c = 4.5256 параметр бүхий орторомб (псевдотетрагональ) тортой байдаг. Галийн бусад өөрчлөлтүүд (β, γ, δ, ε) нь хэт хөргөлттэй тархсан металлаас талсжиж тогтворгүй байдаг. Өндөр даралттай үед куб ба тетрагональ тортой галли II ба III-ын өөр хоёр полиморф бүтэц ажиглагдсан.

20 хэмийн температурт галлийн хатуу төлөвт нягтрал нь 5.904 г / см³, шингэн галли (т хайлалт = 29.8 ° C) нь 6.095 г / см³ нягттай, өөрөөр хэлбэл хатуурах үед галлийн хэмжээ нэмэгддэг. . Галли нь 2230 ° C-т буцалгана. Галийн нэг онцлог шинж чанар нь шингэн төлөвт байх өргөн температурын хүрээ (30-аас 2230 ° C), харин 1100-1200 ° C хүртэл температурт уурын даралт багатай байдаг. Хатуу галлийн хувийн дулаан багтаамж нь T=0–24°C температурт 376.7 Ж/кг К (0.09 кал/г градус), шингэн төлөвт T=29–100°С-д 410 Ж/ байна. кг К (0.098 кал/г градус).

Хатуу болон шингэн төлөв дэх цахилгаан эсэргүүцэл нь 53.4·10−6 ом·см (T=0°C-д) ба 27.2·10−6 ом·см (T=30°C) байна. Янз бүрийн температурт шингэн галлийн зуурамтгай чанар нь T=98°C-д 1.612 поза, T=1100°C-д 0.578 поз байна. Устөрөгчийн агаар мандалд 30 ° C-д хэмжсэн гадаргуугийн хурцадмал байдал 0.735 Н/м байна. 4360 Å ба 5890 Å долгионы уртын тусгалын коэффициент нь 75.6% ба 71.3% байна.

Байгалийн галли нь 69Ga (61.2%) ба 71Ga (38.8%) гэсэн хоёр изотопоос бүрдэнэ. Дулааны нейтрон барих хөндлөн огтлол нь 2.1·10−28 м2 ба 5.1·10−28 м2 байна.

Галийн хэрэглээ

Галийн арсенид GaAs нь хагас дамжуулагч электроникийн ирээдүйтэй материал юм.
Галийн нитридыг цэнхэр, хэт ягаан туяаны мужид хагас дамжуулагч лазер, LED бүтээхэд ашигладаг. Галийн нитрид нь бүх нитридын нэгдлүүдийн хувьд маш сайн химийн болон механик шинж чанартай байдаг.
Галли-71 изотоп нь нейтрино илрүүлэх хамгийн чухал материал бөгөөд үүнтэй холбогдуулан нейтрино детекторуудын мэдрэмжийг нэмэгдүүлэхийн тулд энэхүү изотопыг байгалийн хольцоос салгах техник маш яаралтай ажилтай тулгарч байна. Байгалийн изотопын хольц дахь 71Ga-ийн агууламж 39.9% орчим байдаг тул цэвэр изотопыг тусгаарлаж, нейтрино детектор болгон ашиглах нь илрүүлэх мэдрэмжийг 2.5 дахин нэмэгдүүлэх боломжтой.

Галли нь өндөр үнэтэй, 2005 онд нэг тонн галли нь дэлхийн зах зээлд 1.2 сая ам.доллараар үнэлэгдэж байсан бөгөөд энэ металлын үнэ өндөр, үүнтэй зэрэгцэн эрэлт хэрэгцээ их байгаа тул энэ металлыг бүрэн олборлох нь маш чухал юм. хөнгөн цагааны үйлдвэрлэл, шингэн түлшээр нүүрс боловсруулах .

Галли нь тасалгааны температурт шингэн байдаг хэд хэдэн хайлштай бөгөөд түүний нэг хайлш нь 3 ° C хайлах цэгтэй (In-Ga-Sn эвтектик), харин нөгөө талаас галли (бага хэмжээгээр хайлш) байдаг. ихэнх бүтцийн материалуудад маш түрэмгий байдаг (өндөр температурт хайлшийн хагарал, элэгдэл). Жишээлбэл, хөнгөн цагаан ба түүний хайлштай холбоотойгоор галли нь хүчирхэг хүч бууруулагч юм (шингээх хүчийг бууруулах, Rehbinder эффектийг үзнэ үү). Галлийн энэ шинж чанарыг хөнгөн цагааныг галли эсвэл түүний эвтектик хайлштай (шингэн металлын хэврэгшил) шүргэх үед П.А.Ребиндер, Е.Д.Щукин нар хамгийн тод харуулж, нарийвчлан судалжээ. Нэмж дурдахад хөнгөн цагааныг шингэн галлийн хальсаар норгох нь мөнгөн устай холилдсон хөнгөн цагаантай адил хурдан исэлдэлтийг үүсгэдэг. Галлиум нь хайлах цэгт хөнгөн цагааны 1% орчим уусдаг бөгөөд энэ нь хальсны гаднах гадаргуу дээр хүрч, агаарт шууд исэлддэг. Шингэний гадаргуу дээрх ислийн хальс нь тогтворгүй бөгөөд цаашдын исэлдэлтээс хамгаалахгүй. Үүний үр дүнд шингэн галлийн хайлшийг дулаан үүсгэгч бүрэлдэхүүн хэсэг (жишээлбэл, компьютерийн төв боловсруулах хэсэг) болон хөнгөн цагаан халаагуурын хоорондох дулааны интерфейс болгон ашигладаггүй.

Хөргөлтийн хувьд галли нь үр дүнгүй бөгөөд ихэвчлэн хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй байдаг.
Галли бол маш сайн тосолгооны материал юм. Галли ба никель, галли, скандийн үндсэн дээр практикийн хувьд маш чухал металл цавуу бий болсон.
Галийн металыг мөн өндөр температурыг хэмжихийн тулд кварцын термометрт (мөнгөн усны оронд) дүүргэдэг. Учир нь галли нь мөнгөн уснаас хамаагүй өндөр буцлах цэгтэй байдаг.
Галлийн исэл нь анарын бүлгийн хэд хэдэн стратегийн чухал лазер материалын бүрэлдэхүүн хэсэг юм - GSHG, YAG, ISGG гэх мэт.

Галлийн эргэлтийн биологийн үүрэг, онцлог

Биологийн үүрэг гүйцэтгэдэггүй.

Арьсыг галлитай харьцах нь түүн дээр металлын хэт нарийн ширхэгтэй тархсан хэсгүүд үлдэхэд хүргэдэг. Гаднах нь саарал толбо шиг харагдаж байна.
Цочмог хордлогын эмнэлзүйн зураг: богино хугацааны сэтгэлийн хөөрөл, дараа нь нойрмоглох, хөдөлгөөний зохицуулалт алдагдах, адинами, арефлекси, амьсгал удаашрах, түүний хэмнэл алдагдах. Үүний цаана доод мөчдийн саажилт, дараа нь кома, үхэл ажиглагдаж байна. 50 мг/м³ концентрацитай галли агуулсан аэрозолоор амьсгалах нь хүний бөөр гэмтэхээс гадна 10-25 мг/кг галлийн давсыг судсаар тарихад хүргэдэг. Протеинурия, азотеми, мочевин клиренс буурдаг.
Хайлах цэг багатай тул галлийн ембүүг шингэн галлиар муу чийгшүүлдэг полиэтилен уутанд тээвэрлэхийг зөвлөж байна.

Галлиум

ГАЛЛИУМ-Би; м.[латаас. Галлиа - Франц] Химийн элемент (Ga), зөөлөн хайлдаг мөнгө-цагаан металл (хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлд ашигладаг).

Галлиум

(лат. Gallium), үечилсэн системийн III бүлгийн химийн элемент. Энэ нэр нь Францын латин нэр болох Галлиас гаралтай. Мөнгөлөг цагаан хайлдаг ( т mp 29.77ºC) металл; хатуу металлын нягт (г / см 3) 5.904, шингэн 6.095; т 2205ºC. Химийн хувьд агаарт тэсвэртэй. Байгальд тархсан, Al-тай хамт олдсон. Тэдгээрийг голчлон (97%) хагас дамжуулагч материал (GaAs, GaSb, GaP, GaN) үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

ГАЛЛИУМ

ГАЛЛИУМ (лат. Gallium, Gallia - Францын латин нэр), Ga ("галли" гэж уншина), атомын дугаар 31, атомын масс 69.723 химийн элемент.
Байгалийн галли нь 69 Га (жингийн 61.2%) ба 71 Га (38.8%) гэсэн хоёр изотопоос бүрдэнэ. Гадаад электрон давхаргын тохиргоо 4 с 2 хнэг . Исэлдэлтийн төлөв нь +3, +1 (валент I, III).
Элементүүдийн үечилсэн системийн IIIA бүлэгт 4-р үед байрлана.
Атомын радиус 0.1245 нм, Ga 3+ ионы радиус 0.062 нм. Дараалсан иончлолын энерги 5.998, 20.514, 30.71, 64.2 ба 89.8 эВ. Полингийн дагуу электрон сөрөг чанар (см.ПУЛИНГ Линус) 1,6.
Нээлтийн түүх
Энэ элементийн оршин тогтнохыг анх удаа Д.И.Менделеев урьдчилан таамаглаж байсан (см.МЕНДЕЛЕЕВ Дмитрий Иванович) 1871 онд түүний нээсэн үечилсэн хуулийн үндсэн дээр. Тэрээр үүнийг экаалюминий гэж нэрлэсэн. 1875 онд П.Э.Лекок де Бойсбаудран (см.Лекок де Бойсбаудран Пол Эмил)цайрын хүдрээс тусгаарлагдсан галли .
Де Бойсбаудран галлийн нягтыг 4.7 г / см 3 гэж тодорхойлсон нь D. I. Менделеевийн таамагласан 5.9 г / см 3 хэмжээтэй тохирохгүй байна. Галийн нягтын цэвэршүүлсэн утга (5.904 г/см3) нь Менделеевийн таамаглалтай давхцсан.
Байгальд байх
Дэлхийн царцдас дахь агууламж нь жингийн 1.8 10 -3% байна. Галлий бол ул мөр элемент юм. Энэ нь байгальд маш ховор эрдсийн хэлбэрээр байдаг: zengeite Ga (OH) 3 , галлит CuGaS 2 болон бусад. Хөнгөн цагааны хамтрагч юм (см.Хөнгөн цагаан), цайр (см.ЦАЙР (химийн элемент)), Герман (см.ГЕРМАН), булчирхай (см.ТӨМӨР); сфалеритээс олддог (см.сфалерит), нефелин (см. NEFELIN), тролит, боксит, (см.ХАЙРЦАГ)германит, зарим ордын нүүрс, төмрийн хүдэрт .
Баримт
Галлийн гол эх үүсвэр нь хөнгөн цагааны ислийг боловсруулах явцад гаргаж авсан алюминат уусмал юм. Al-ийн ихэнх хэсгийг зайлуулж, давтан концентраци хийсний дараа Ga, Al агуулсан шүлтлэг уусмал үүснэ. Энэ уусмалын электролизээр галлийг тусгаарладаг.
Физик ба химийн шинж чанар
Галлий бол цайвар саарал өнгөтэй, цайвар саарал өнгөтэй, цайвар өнгөтэй металл юм. Га хайлмал нь хайлах цэгээс доош температурт (29.75 ° C) шингэн төлөвт байж болно. Буцлах цэг нь 2200 ° C, энэ нь шингэн галлид 12 координацын дугаартай атомуудын нягт савлагаатай байдагтай холбоотой. Үүнийг устгахын тулд маш их энерги шаардагдана.
Тогтвортой a-өөрчлөлтийн талст тор нь ван дер Ваалсын хүчээр холбогдсон хоёр атомт Ga 2 молекулуудаас үүсдэг. (см.Молекул хоорондын харилцан үйлчлэл), бондын урт 0.244 нм.
Ga 3+ /Ga хосын стандарт электродын потенциал нь –0.53V, Ga нь устөрөгч хүртэлх цахилгаан химийн цувралд байдаг. (см.устөрөгч).
Химийн шинж чанарын хувьд галли нь хөнгөн цагаантай төстэй.
Агаарт Га нь исэлдүүлэх хальсаар хучигдсан байдаг бөгөөд энэ нь цаашдын исэлдэлтээс сэргийлдэг. Хүнцэлтэй (см.Арсеник), фосфор (см.ФОСФОР), сурьма (см.сурьма)хүхэртэй хамт галлийн арсенид, фосфид, антимонидыг үүсгэдэг (см.ХҮХЭР), селен (см.Селений), теллур (см.ТЕЛЛУР)- халькогенид. Халах үед Ga хүчилтөрөгчтэй урвалд ордог (см.ХҮЧИЛТӨРӨГЧ). Хлортой (см.Хлор)ба бром (см.БРОМИН)галли нь өрөөний температурт иодтой урвалд ордог (см. IOD)- халах үед. Галийн галогенууд нь Ge 2 X 6 димер үүсгэдэг.
Галли нь полимер гидрид үүсгэдэг:
4LiH + GaCl 3 = Li + 3LiCl.
BH 4 – - AlH 4 – - GaH 4 – цувралд ионы тогтвортой байдал буурдаг. Ион BH 4 - усан уусмалд тогтвортой, AlH 4 - ба GaH 4 - хурдан гидролиз:
GaH 4 - + 4H 2 O \u003d Ga (OH) 3 + OH - + 4H 2
Даралтын дор халах үед Ga устай урвалд орно:
2Ga + 4H 2 O = 2GaOOH + 3H 2
Ашигт малтмалын хүчлээр Ga нь устөрөгч ялгарахтай удаан урвалд ордог.
2Ga + 6HCl = 2GaCl 3 + 3H 2
Галли нь шүлтлэгт уусдаг бөгөөд гидроксогаллатууд үүсдэг.
2Ga + 6H 2 O + 2NaOH = 2Na + 3H 2
Галийн исэл ба гидроксид нь амфотер шинж чанартай байдаг ч гол шинж чанар нь Al-тай харьцуулахад сайжирсан байдаг.
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
Аливаа галлийн давсны уусмалыг шүлтжүүлэхэд хувьсах найрлагатай Ge 2 O 3 галлийн гидроксид ялгардаг. х H2O:
Ga (NO 3) 2 + 3NaOH \u003d Ga (OH) 3 Ї + 3NaNO 3
Ga (OH) 3 ба Ga 2 O 3-ийг хүчилд уусгахад 3+ усан цогцолбор үүсдэг тул галлийн давсыг усан уусмалаас талст гидрат хэлбэрээр, жишээлбэл, галлийн хлорид GaCl 3 6H 2 O, калийн галлийн alum KGa (SO 4) 2 12H 2 O. Уусмал дахь галлийн усан цогцолбор нь өнгөгүй.
Өргөдөл
Үйлдвэрээс гаргаж авсан галлийн 97 орчим хувийг хагас дамжуулагч шинж чанартай нэгдлүүдийг олж авахад ашигладаг, жишээлбэл, галлийн арсенид GaAs. Галийн металыг радио электроникийн салбарт керамик болон металл эд ангиудыг "хүйтэн гагнах", Ge, Si-г допинг хийх, оптик толь авахад ашигладаг. Ga нь цахилгаан гүйдлийн шулуутгагч дахь Hg-г орлуулж болно. Галийн эвтектик хайлшийг индийтэй реакторын цацрагийн хэлхээнд ашигладаг.
Цусны эргэлтийн онцлог
Галлий бол бага хортой элемент юм. Хайлах цэг багатай тул Ga ембүүг шингэн галлиар муу чийгшүүлдэг полиэтилен уутанд тээвэрлэхийг зөвлөж байна.

нэвтэрхий толь бичиг. 2009 .

Синоним:

Бусад толь бичгүүдэд "Галлий" гэж юу болохыг хараарай.

Металл бол энгийн биет бөгөөд түүний оршихуйг Менделеев урьдчилан таамаглаж, Лекок де Буубаудран нээсэн юм. Орос хэлэнд орсон гадаад үгсийн толь бичиг. Чудинов А.Н., 1910. ГАЛЛИУМ бол задрах боломжгүй эрдэс, хөх-цагаан өнгөтэй; хатуу,…… Орос хэлний гадаад үгсийн толь бичиг

- (Галлий), Ga, үечилсэн системийн III бүлгийн химийн элемент, атомын дугаар 31, атомын масс 69.72; металл. Галлиумыг 1875 онд Францын химич П.Лекок де Бойсбодран ... Орчин үеийн нэвтэрхий толь бичиг

Га (лат. Gallium * a. gallium; n. Gallium; f. Gallium; ба. galio), хим. III бүлгийн элемент үе үе. Менделеевийн системүүд, at. n. 31, цагт. м 69.73. 69Ga (61.2%) ба 71Ga (38.8%) гэсэн хоёр тогтвортой изотопоос бүрдэнэ. 1870 онд Д.И. ...... урьдчилан таамагласан. Геологийн нэвтэрхий толь бичиг

галлий- Би, м галлий м. Латаас. 1875 онд химич Лекок де Бойсбодран нээсэн Францын нэр. ES. Химийн элемент, зөөлөн хайлдаг мөнгөлөг цагаан металл; даралт хэмжигч, өндөр температурт ...... үйлдвэрлэхэд мөнгөн усны оронд ашигладаг. Орос хэлний галликизмын түүхэн толь бичиг

Галлиум- (Галлий), Ga, үечилсэн системийн III бүлгийн химийн элемент, атомын дугаар 31, атомын масс 69.72; металл. Галлиумыг 1875 онд Францын химич П.Лекок де Бойсбодран нээжээ. ... Зурагт нэвтэрхий толь бичиг

ГАЛЛИУМ- хим. элемент, тэмдэг Ga (лат. Gallium), at. n. 31, цагт. м 69.72; мөнгөлөг цагаан металл; нягт 5904 кг / м3, tm = 29.8 ° C, tboil = 2230 ° C. Галлий нь шингэний хувьд маш том температурын мужид байдаг тул үүнийг ... ... ашигладаг. Том политехникийн нэвтэрхий толь Ижил үгсийн толь бичиг

- (хим.). Га=69.86 гэсэн энгийн биетийн шинж чанарыг урьдчилан таамагласан (Д. И. Менделеев) үечилсэн систем 1871 онд эко хөнгөн цагаан зэрэг элементүүд. 1875 онд Лекок де Бойсбодран Пиеррефитээс (Пиренейн нуруунд) цайрын хольц дахь Г.-ийг ... ... тусламжтайгаар олж илрүүлжээ. Брокхаус ба Эфроны нэвтэрхий толь бичиг

галлий- Ga III бүлгийн элемент системүүд, at. n. 31, цагт. м 69.72; мөнгөлөг цагаан цайвар металл. Массын тоо 69 (60.5%) ба 71 (39.5%) хоёр тогтвортой изотопоос бүрдэнэ. Ga ("ekaaluminum") болон үндсэн оршин тогтнох. түүний сва…… Техникийн орчуулагчийн гарын авлага

Байгалийн хувьд том ордуудыг олох боломжгүй, учир нь энэ нь тэдгээрийг үүсгэдэггүй. Ихэнх тохиолдолд энэ нь хүдрийн ашигт малтмал эсвэл германитаас олддог бөгөөд энэ металлын 0.5-0.7% -ийг олох магадлалтай. Түүнчлэн галийг нефелин, боксит, полиметалл хүдэр эсвэл нүүрс боловсруулах явцад олж авч болно гэдгийг дурдах нь зүйтэй. Нэгдүгээрт, металлыг олж авдаг бөгөөд энэ нь боловсруулалтанд ордог: усаар угааж, шүүж, халаана. Мөн энэ металлыг өндөр чанартай авахын тулд тусгай химийн урвалыг ашигладаг. Африкийн орнуудад, тухайлбал зүүн өмнөд, Орос болон бусад бүс нутагт галлийн олборлолт их хэмжээгээр ажиглагдаж байна.

Энэ металлын шинж чанарын хувьд түүний өнгө нь мөнгөлөг өнгөтэй бөгөөд бага температурт хатуу төлөвт байж болох боловч температур нь өрөөний температураас бага зэрэг давсан тохиолдолд хайлахад хэцүү биш юм. Энэ металл нь шинж чанараараа хөнгөн цагаантай ойролцоо байдаг тул тусгай савлагаатайгаар тээвэрлэдэг.

Галийн хэрэглээ

Харьцангуй саяхан галийг бага хайлдаг хайлш үйлдвэрлэхэд ашигласан. Гэхдээ өнөөдөр үүнийг хагас дамжуулагчтай хамт ашигладаг микроэлектроникээс олж болно. Мөн энэ материал нь тосолгооны материал болгон сайн байдаг. Хэрэв галлий эсвэл скандийг хамт хэрэглэвэл маш сайн чанарын металл цавуу авах боломжтой. Нэмж дурдахад металл галли нь мөнгөн уснаас өндөр буцлах цэгтэй тул кварцын термометрийн дүүргэгч болгон ашиглаж болно.

Үүнээс гадна галлиумыг цахилгаан чийдэн үйлдвэрлэх, дохиоллын систем, гал хамгаалагчийг бий болгоход ашигладаг болохыг мэддэг. Түүнчлэн, энэ металлыг оптик төхөөрөмжөөс олж болно, ялангуяа тусгалын шинж чанарыг сайжруулах. Галлиумыг мөн эмийн болон радиофармацевтикт ашигладаг.

Гэхдээ үүнтэй зэрэгцэн энэ металл нь хамгийн үнэтэй металлуудын нэг бөгөөд хөнгөн цагаан үйлдвэрлэх, нүүрсийг боловсруулахад өндөр чанартай олборлолтыг бий болгоход маш чухал ач холбогдолтой, учир нь өнөөдөр байгалийн өвөрмөц галлиум өргөн хэрэглэгддэг. өвөрмөц шинж чанараараа.

Нанотехнологи нь галлитай ажилладаг эрдэмтдэд итгэл найдвар төрүүлж байгаа ч элементийг нийлэгжүүлэх хараахан болоогүй байна.

Галлий нь үечилсэн системийн дөрөв дэх үеийн гуравдугаар бүлгийн үндсэн дэд бүлгийн элемент юм химийн элементүүдД.И.Менделеев, атомын дугаар 31. Үүнийг Ga тэмдгээр тэмдэглэсэн (лат. Галлиум). Хөнгөн металлын бүлэгт хамаарна. Галийн энгийн бодис нь зөөлөн, уян хатан мөнгөн цагаан өнгөтэй, хөхөвтөр өнгөтэй металл юм.

Атомын дугаар - 31

Атомын масс - 69.723

Нягт, кг/м³ - 5910

Хайлах цэг, ° С - 29.8

Дулааны багтаамж, кЖ / (кг ° С) - 0.331

Цахилгаан сөрөг чанар - 1.8

Ковалентын радиус, Å - 1.26

1-р ионжуулалт боломжит, эв - 6.00

Галлийг нээсэн түүх

Францын химич Пол Эмиль Лекок де Бойсбаудран галли (1875), самари (1879), диспрозиум (1886) гэсэн гурван шинэ элементийг нээсэн гэдгээрээ түүхэнд бичигджээ. Эдгээр нээлтүүдийн эхнийх нь түүнд алдар нэрийг авчирсан.

Тэр үед Францаас гадна түүнийг бараг мэддэггүй байв. Тэрээр 38 настай байсан бөгөөд тэрээр ихэвчлэн спектроскопийн судалгаа хийдэг байв. Лекок де Бойсбаудран сайн спектроскопист байсан бөгөөд энэ нь эцэстээ амжилтанд хүргэсэн: тэрээр спектрийн шинжилгээгээр өөрийн гурван элементийг бүгдийг нь нээсэн.

1875 онд Лекок де Бойсбаудран Пиеррефитээс (Пиреней) авчирсан цайрын хольцын спектрийг судалжээ. Энэ спектрт шинэ ягаан шугам нээгдэв. Шинэ шугам нь ашигт малтмалд үл мэдэгдэх элемент байгааг илтгэсэн бөгөөд мэдээжийн хэрэг Лекок де Бойсбаудран энэ элементийг тусгаарлахын тулд бүх хүчин чармайлтаа гаргасан. Үүнийг хийхэд амаргүй байсан: хүдэр дэх шинэ элементийн агууламж 0.1% -иас бага байсан бөгөөд олон талаараа цайртай төстэй байв*. Удаан хугацааны турш туршилт хийсний дараа эрдэмтэн шинэ элемент авч чадсан боловч маш бага хэмжээгээр. Маш жижиг (0.1 г-аас бага) тул Лекок де Бойсбаудран түүний физик, химийн шинж чанарыг бүрэн судалж чадаагүй юм.

Парисын Шинжлэх Ухааны Академийн тайланд галлийг нээсэн тухай зарлал - тиймээс Францыг хүндэтгэн (Галлиа - түүний Латин нэр) шинэ элементийг нэрлэжээ.

Энэ мессежийг Д.И. Менделеев таван жилийн өмнө таамаглаж байсан экаалюминийийг галлид таньж мэдсэн. Менделеев тэр даруй Парист захидал бичжээ. "Нээлт, тусгаарлах арга, мөн тодорхойлсон цөөн шинж чанарууд нь шинэ металл нь экаалюминийээс өөр зүйл биш гэдгийг харуулж байна" гэж түүний захидалд дурджээ. Дараа нь тухайн элементийн таамагласан шинж чанаруудыг давтав. Түүгээр ч барахгүй Оросын химич галлийн ширхэгийг ч гартаа барьдаггүй, нүдэндээ харалгүйгээр Лекок де Бойсбаудран бичсэнчлэн шинэ металлын нягт 4.7-той тэнцэх боломжгүй гэж элементийг нээсэн хүн андуурсан гэж мэдэгджээ. - 5.9...6.0 г/см3 орчим байх ёстой! Гэвч туршлага эсрэгээр нь харуулсан: нээсэн хүн андуурчээ. Менделеевийн таамагласан элементүүдийн эхнийх нь нээгдсэн нь үечилсэн хуулийн байр суурийг ихээхэн бэхжүүлэв.

Олж байна Галлбайгальд

Дэлхийн царцдас дахь галлийн дундаж агууламж 19 г/т байна. Галлиум нь геохимийн хос шинж чанартай ердийн ул мөр элемент юм. Цорын ганц Галлийн эрдэс CuGaS 2 галлит нь маш ховор байдаг. Галлийн геохими нь хөнгөн цагааны геохимитэй нягт холбоотой бөгөөд энэ нь тэдгээрийн физик-химийн шинж чанаруудын ижил төстэй байдалтай холбоотой юм. Литосфер дэх Галлийн гол хэсэг нь хөнгөн цагааны ашигт малтмалын хүрээлэлтэй байдаг. Кристалын химийн шинж чанар нь чулуулаг үүсгэгч үндсэн элементүүдтэй (Al, Fe гэх мэт) ойрхон, тэдгээртэй изоморфизм үүсэх өргөн боломжоос шалтгаалан галли нь кларкийн үнэ цэнийг үл харгалзан их хэмжээний хуримтлал үүсгэдэггүй. Галийн өндөр агууламжтай дараахь эрдэсүүдийг ялгаж үздэг: сфалерит (0 - 0,1%), магнетит (0 - 0,003%), касситерит (0 - 0,005%), анар (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%), хээрийн жонш (0 - 0.01%), нефелин (0 - 0.1%), гекманит (0.01 - 0.07%), натролит (0 - 0.1%).

Физик шинж чанар Галл

Магадгүй галлийн хамгийн алдартай шинж чанар нь түүний хайлах цэг нь 29.76 ° C юм. Энэ нь үелэх системд (мөнгөн усны дараа) хоёр дахь хамгийн их хайлдаг металл юм. Энэ нь металыг гартаа барьж байхдаа хайлуулах боломжийг олгодог. Галлий бол хайлмал хатуурах үед өргөсдөг цөөхөн металлын нэг юм (бусад нь Bi, Ge).

T=20°C температурт хатуу төлөвт галлийн нягт 5.904 г/см³ байна.

Галлийн нэг онцлог шинж чанар нь шингэн төлөвт байх өргөн температурын хүрээ (30-аас 2230 ° C), харин 1100÷1200 ° C хүртэл температурт уурын даралт багатай байдаг. Хатуу галлийн хувийн дулааны багтаамж нь T=0÷24 °C температурын мужид 376.7 Ж/кг К (0.09 кал/г градус), шингэн төлөвт T=29÷100 °C - 410 Ж/кг байна. K (0.098 кал/г градус).

Хатуу болон шингэн төлөв дэх цахилгаан эсэргүүцэл нь 53.4 10 −6 ом см (T=0 °C-д) ба 27.2 10 −6 ом см (T=30 °C) байна. Янз бүрийн температурт шингэн галлийн зуурамтгай чанар нь T=98°C-д 1.612 поза, T=1100°C-д 0.578 поз байна. Устөрөгчийн агаар мандалд 30 ° C-д хэмжсэн гадаргуугийн хурцадмал байдал 0.735 Н/м байна. 4360 Å ба 5890 Å долгионы уртын тусгалын коэффициент нь 75.6% ба 71.3% байна.

Байгалийн галли нь 69 Ga (61.2%) ба 71 Ga (38.8%) гэсэн хоёр изотопоос бүрдэнэ. Дулааны нейтрон барих хөндлөн огтлол нь 2.1·10 −28 м² ба 5.1·10 −28 м² байна.

Галлий бол бага хортой элемент юм. Хайлах цэг бага тул галлийн ембүүг галийн хайлмалаар муу норгосон полиэтилен уутанд тээвэрлэхийг зөвлөж байна. Нэгэн цагт энэ металыг бүрээс хийж (амальгам ломбоны оронд) хийж байсан. Энэхүү хэрэглээ нь зэсийн нунтаг хайлсан галлитай холилдоход хэдэн цагийн дараа хатуурдаг (металл хоорондын нэгдэл үүссэний улмаас) зуурмаг гарган авч, хайлуулахгүйгээр 600 градус хүртэл халах чадвартай байдагт үндэслэсэн болно.

Өндөр температурт галли нь маш түрэмгий бодис юм. 500 ° C-аас дээш температурт энэ нь вольфрамаас бусад бараг бүх метал, түүнчлэн бусад олон материалыг зэврүүлдэг. Кварц нь 1100 хэм хүртэл хайлсан галлид тэсвэртэй боловч кварц (мөн бусад шилнүүд) энэ металлаар маш их чийгшдэг тул асуудал үүсч болно. Өөрөөр хэлбэл, галли нь кварцын хананд наалддаг.

Химийн шинж чанар Галл

Галлийн химийн шинж чанар нь хөнгөн цагааныхтай ойролцоо байдаг. Агаар дахь металлын гадаргуу дээр үүссэн оксидын хальс нь галийг цаашдын исэлдэлтээс хамгаалдаг. Даралтын дор халах үед галли нь устай урвалд орж GaOOH нэгдлийг үүсгэдэг.

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

Галлиум нь эрдэс хүчлүүдтэй харилцан үйлчилж, устөрөгч ялгаруулж, давс үүсэх ба урвал нь өрөөний температураас доогуур ч үргэлжилдэг.

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

Шүлт ба кали, натрийн карбонатуудтай урвалын бүтээгдэхүүн нь Ga (OH) 4 - ба магадгүй Ga (OH) 6 3 - ба Ga (OH) 2 - ионуудыг агуулсан гидроксогаллатууд юм.

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

Галли нь галогентэй урвалд ордог: хлор ба фтортой урвал нь өрөөний температурт, бромтой - 35 хэмд (ойролцоогоор 20 хэм - гал асаах үед) явагддаг, иодтой харилцан үйлчлэл нь халах үед эхэлдэг.

Галли нь устөрөгч, нүүрстөрөгч, азот, цахиур, бортой харилцан үйлчлэлцдэггүй.

Өндөр температурт галли нь янз бүрийн материалыг устгах чадвартай бөгөөд түүний үйлдэл нь бусад металлын хайлмалаас илүү хүчтэй байдаг. Тиймээс бал чулуу, вольфрам нь галийн хайлмал 800 ° C хүртэл, алундум ба бериллийн оксид BeO - 1000 ° C хүртэл, тантал, молибден, ниобий нь 400 ÷ 450 ° C хүртэл тэсвэртэй байдаг.

Ихэнх металлын хувьд галли нь висмут, түүнчлэн цайр, скандий, титан зэрэг дэд бүлгийн металлуудаас бусад галлид үүсгэдэг. Галлидын нэг V 3 Ga нь 16.8 К-ийн хэт дамжуулагч шилжилтийн температуртай байдаг.

Галли нь полимер гидрид үүсгэдэг:

4LiH + GaCl 3 = Li + 3LiCl.

BH 4 - → AlH 4 - → GaH 4 - цувралд ионы тогтвортой байдал буурдаг. Ион BH 4 - усан уусмалд тогтвортой, AlH 4 - ба GaH 4 - хурдан гидролиз:

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

Ga (OH) 3 ба Ga 2 O 3-ийг хүчилд уусгахад 3+ усан цогцолбор үүсдэг тул галлийн давсыг усан уусмалаас талст гидрат хэлбэрээр, жишээлбэл, галлийн хлорид GaCl 3 * 6H 2 O хэлбэрээр тусгаарладаг. , калийн галлиум alum KGa (SO 4) 2 * 12H2O.

Галийн хүхрийн хүчилтэй харилцан үйлчлэлцэх нь сонирхолтой юм. Энэ нь элементийн хүхрийн ялгаралт дагалддаг. Энэ тохиолдолд хүхэр нь металлын гадаргууг бүрхэж, цаашид уусахаас сэргийлдэг. Гэсэн хэдий ч металыг халуун усаар угаавал урвал дахин үргэлжилж, галли дээр хүхрийн шинэ "арьс" ургах хүртэл үргэлжилнэ.

Үндсэн холболтууд Галл

Ga2H6- дэгдэмхий шингэн, t pl -21.4 ° C, bp t 139 ° C. Лити эсвэл таллийн гидраттай эфирийн суспензэнд LiGaH 4 ба TlGaH 4 нэгдлүүдийг үүсгэдэг. Энэ нь тетраметилдигалланыг триэтиламинаар эмчилсний үр дүнд үүсдэг. Диборан шиг гадил жимсний бондууд байдаг

Ga2O3- цагаан эсвэл шар нунтаг, t pl 1795 ° C. Энэ нь хоёр өөрчлөлтийн хэлбэрээр байдаг. α- Ga 2 O 3 - 6.48 г / см³ нягттай, усанд бага зэрэг уусдаг, хүчилд уусдаг өнгөгүй тригональ талстууд. β- Ga 2 O 3 - 5.88 г / см³ нягттай, ус, хүчил, шүлтэнд бага зэрэг уусдаг өнгөгүй моноклиник талстууд. Металл галийг агаарт 260 хэмд эсвэл хүчилтөрөгчийн агаар мандалд халаах, галийн нитрат эсвэл сульфатыг шохойжуулах замаар олж авдаг. ΔH° 298(arr) −1089.10 кЖ/моль; ΔG° 298(arr) −998.24 кЖ/моль; S° 298 84.98 Дж/моль*К. Тэд амфотер шинж чанарыг харуулдаг боловч хөнгөн цагаантай харьцуулахад үндсэн шинж чанарууд нь сайжирсан байдаг.

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- гурвалсан галлийн давсны уусмалыг шүлтлэг металлын гидроксид ба карбонатаар (рН 9.7) боловсруулах явцад вазелин шиг тунадас хэлбэрээр тунадас үүсгэдэг. Баяжуулсан аммиак ба аммонийн карбонатын концентрацитай уусмалд уусч, буцалгахад тунадас үүсгэдэг. Халаах замаар галлийн гидроксидыг GaOOH, дараа нь Ga 2 O 3 * H 2 O, эцэст нь Ga 2 O 3 болгон хувиргаж болно. Гурвалсан галлийн давсны гидролизийн аргаар олж авч болно.

GaF3- Цагаан нунтаг. t pl> 1000 ° C, t kip 950 ° C, нягтрал - 4.47 г / см³. Усанд бага зэрэг уусдаг. Мэдэгдэж байгаа талст GaF 3 ·3H 2 O. Галлийн ислийг фторын агаар мандалд халаах замаар олж авсан.

GaCl3- өнгөгүй гигроскопийн талстууд. t pl 78 ° C, t kip 215 ° C, нягтрал - 2.47 г / см³. Усанд сайн уусгацгаая. Усан уусмал дахь гидролиз. Элементүүдээс шууд олж авдаг. Үүнийг органик синтезийн катализатор болгон ашигладаг.

GaBr3- өнгөгүй гигроскопийн талстууд. t pl 122 ° C, t kip 279 ° C нягт - 3.69 г / см³. Усанд уусдаг. Усан уусмал дахь гидролиз. Аммиакт бага зэрэг уусдаг. Элементүүдээс шууд олж авдаг.

GaI 3- гигроскопийн цайвар шар зүү. t pl 212 ° C, t kip 346 ° C, нягтрал - 4.15 г / см³. Халуун усаар гидролиз болдог. Элементүүдээс шууд олж авдаг.

GaS 3- tpl 1250 °C, нягт нь 3.65 г/см³ шар талст буюу цагаан аморф нунтаг. Энэ нь бүрэн гидролиз болохын зэрэгцээ устай харилцан үйлчилдэг. Галли нь хүхэр эсвэл устөрөгчийн сульфидтэй харилцан үйлчлэлцэх замаар олж авдаг.

Ga 2 (SO 4) 3 18H 2 O- өнгөгүй, усанд маш уусдаг бодис. Энэ нь галлий, түүний исэл ба гидроксидын хүхрийн хүчилтэй харилцан үйлчлэлцэх замаар олж авдаг. Шүлтлэг металлын сульфат ба аммонийн тусламжтайгаар энэ нь амархан хөнгөнцагаан үүсгэдэг, жишээлбэл, KGa (SO 4) 2 12H 2 O.

Ga(NO 3) 3 8H 2 O- ус, этанолд уусдаг өнгөгүй талстууд. Халах үед галлиум (III) исэл болж задарч байна. Галийн гидроксид дээр азотын хүчлийн үйлчлэлээр олж авдаг.

Галий авах

Галлийн гол эх үүсвэр нь хөнгөн цагааны үйлдвэрлэл юм. Бокситыг Байерын аргаар боловсруулах явцад галлиум нь Al(OH) 3-ыг хуваарилсны дараа эргэлдэж буй эхийн шингэнд төвлөрдөг. Ийм уусмалаас галлийг мөнгөн усны катод дээр электролизээр тусгаарладаг. Амьальгамыг усаар боловсруулсны дараа гаргаж авсан шүлтлэг уусмалаас Ga(OH) 3 тунадасжиж, шүлтэнд ууссан ба галлийг электролизээр ялгаж авдаг.

Боксит эсвэл нефелин хүдэр боловсруулах сод-шохойн аргаар галлиум нь нүүрстөрөгчжилтийн үед ялгарсан хурдасны сүүлийн фракцид төвлөрдөг. Нэмэлт баяжуулахын тулд гидроксидын тунадасыг шохойн сүүгээр эмчилдэг. Энэ тохиолдолд ихэнх Al нь тунадас дотор үлдэж, галли нь уусмал руу шилждэг бөгөөд үүнээс галлийн баяжмал (6-8% Ga 2 O 3) CO 2-ыг дамжуулж тусгаарладаг; Сүүлийнх нь шүлтэнд ууссан ба галлийг электролитийн аргаар тусгаарладаг.

Гурван давхаргат электролизийн аргаар Al-ийг цэвэршүүлэх процессын үлдэгдэл анодын хайлш нь галлийн эх үүсвэр болж чаддаг. Цайр үйлдвэрлэхэд галлийн эх үүсвэр нь цайрын үнсний уусгах хаягдлыг боловсруулах явцад үүссэн сублиматууд (Вельцийн ислүүд) юм.

Ус ба хүчил (HCl, HNO 3) -аар угаасан шүлтлэг уусмалын электролизээр гаргаж авсан шингэн галлиум нь 99.9-99.95% Ga агуулдаг. Илүү цэвэр металлыг вакуум хайлуулах, бүсээр хайлуулах эсвэл хайлмалаас нэг талст авах замаар олж авдаг.

Галийн хэрэглээ

Галийн арсенид GaAs нь хагас дамжуулагч электроникийн ирээдүйтэй материал юм.

Галийн нитридыг цэнхэр, хэт ягаан туяаны мужид хагас дамжуулагч лазер, LED бүтээхэд ашигладаг. Галийн нитрид нь бүх нитридын нэгдлүүдийн хувьд маш сайн химийн болон механик шинж чанартай байдаг.

Хагас дамжуулагч дахь "нүх" дамжуулалтыг сайжруулахад хувь нэмэр оруулдаг III бүлгийн элементийн хувьд галлиумыг (дор хаяж 99.999% цэвэршилттэй) германий болон цахиурын нэмэлт болгон ашигладаг. V бүлгийн элементүүд - сурьма ба хүнцэл бүхий галлийн интерметалл нэгдлүүд өөрсдөө хагас дамжуулагч шинж чанартай байдаг.

Галлий-71 изотоп нь нейтрино илрүүлэх хамгийн чухал материал бөгөөд үүнтэй холбогдуулан нейтрино детекторуудын мэдрэмжийг нэмэгдүүлэхийн тулд байгалийн хольцоос изотопыг ялгах технологи маш яаралтай ажилтай тулгарч байна. Байгалийн изотопын холимог дахь 71 Ga-ийн агууламж ойролцоогоор 39.9% байдаг тул цэвэр изотопыг тусгаарлаж, нейтрино детектор болгон ашиглах нь илрүүлэх мэдрэмжийг 2.5 дахин нэмэгдүүлэх боломжтой.

Шилэн массад галли нэмснээр гэрлийн цацрагийн хугарлын өндөр индекс бүхий шил авах боломжтой бөгөөд Ga 2 O 3 дээр суурилсан шил нь хэт улаан туяаг сайн дамжуулдаг.

Шингэн галли нь түүн дээр унах гэрлийн 88% -ийг тусгадаг, хатуу - арай бага. Тиймээс галлийн толь үйлдвэрлэхэд маш хялбар байдаг - галлийн бүрээсийг сойзоор ч түрхэж болно.

Галли нь тасалгааны температурт шингэн байдаг хэд хэдэн хайлштай бөгөөд түүний нэг хайлш нь 3 ° C хайлах цэгтэй байдаг ч нөгөө талаас галли (бага зэрэг хайлш) нь ихэнх бүтцийн материалд (хагарал) нэлээд түрэмгий байдаг. өндөр температурт хайлшийн элэгдэл), мөн хөргөлтийн хувьд энэ нь үр дүнгүй, ихэнхдээ зүгээр л хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй.

Цөмийн реакторуудад галлийг ашиглах оролдлого хийсэн боловч эдгээр оролдлогын үр дүнг амжилттай гэж үзэх аргагүй юм. Галли нь зөвхөн нейтроныг нэлээд идэвхтэй барьж аваад зогсохгүй (2.71 амбаартай хөндлөн огтлолыг барьж авдаг), мөн өндөр температурт ихэнх металлуудтай урвалд ордог.

Галлиум атомын материал болж чадаагүй. Түүний хиймэл цацраг идэвхт изотоп 72 Ga (хагас задралын хугацаа 14.2 цаг) нь ясны хорт хавдрыг оношлоход хэрэглэгддэг. Галлиум-72 хлорид ба нитрат нь хавдараар шингэдэг бөгөөд энэ изотопын цацрагийн шинж чанарыг тогтоосноор эмч нар гадны формацийн хэмжээг бараг нарийн тодорхойлдог.

Галли бол маш сайн тосолгооны материал юм. Галли ба никель, галли, скандийн үндсэн дээр маш чухал металл цавуу бий болсон.

Галийн металыг мөн өндөр температурыг хэмжихийн тулд кварцын термометрт (мөнгөн усны оронд) дүүргэдэг. Учир нь галли нь мөнгөн уснаас хамаагүй өндөр буцлах цэгтэй байдаг.

Галлийн исэл нь хэд хэдэн стратегийн чухал лазер материалын бүрэлдэхүүн хэсэг юм.

Дэлхийд галлийн үйлдвэрлэл

Түүний дэлхийн үйлдвэрлэл жилд хоёр зуун тонноос хэтрэхгүй. 2001 онд АНУ-ын Невада муж улсын Голд Канион, 2005 онд БНХАУ-ын ӨМӨЗО-д саяхан нээгдсэн хоёр ордыг эс тооцвол галли нь дэлхийн аль ч газраас үйлдвэрлэлийн агууламжтай байдаггүй. (Сүүлийн ордод нүүрсэнд 958 мянган тонн галли байгаа нь тогтоогдсон - энэ нь дэлхийн галлийн нөөцийг хоёр дахин нэмэгдүүлсэн үзүүлэлт юм).

Зөвхөн боксит дахь галлийн дэлхийн нөөц 1 сая тонноос давж, БНХАУ-д дурдсан ордод 958 мянган тонн нүүрсэнд байгаа галлийн нөөц дэлхийн галлийн нөөцийг хоёр дахин нэмэгдүүлсэн байна.

Галли үйлдвэрлэгч тийм ч олон байдаггүй. GEO Gallium бол галлийн зах зээлд тэргүүлэгчдийн нэг юм. 2006 он хүртэл түүний үндсэн байгууламжууд нь жилд 33 тонн орчим үйлдвэрлэдэг Стаде (Герман) дахь үйлдвэр, Салиндрес дахь жилдээ 20 тонн боловсруулах үйлдвэр (Франц) болон Пинжарра (Баруун Австрали) - боломжит (гэхдээ ашиглалтад ороогүй) үйлдвэрүүд байв. систем) 50 тонн/жил хүртэл хүчин чадалтай.

2006 онд 1-р үйлдвэрлэгчийн байр суурь суларсан - Stade компанийг Британийн MCP болон Америкийн Recapture Metals компани худалдаж авсан.

Японы Dowa Mining компани нь цайрын үйлдвэрлэлийн дайвар бүтээгдэхүүн болох цайрын баяжмалаас анхдагч галлиумыг дэлхийд цорын ганц үйлдвэрлэгч юм. Dowa Mining-ийн нийт түүхий эдийн хүчин чадал жилд 20 тонн хүртэл байхаар тооцоолсон.Казахстанд Павлодар дахь Казахстаны Хөнгөн цагааны үйлдвэр жилд 20 тонн хүртэл хүчин чадалтай.

Хятад улс галлийн маш ноцтой нийлүүлэгч болсон. Хятадад анхдагч галлийн 3 томоохон үйлдвэрлэгч байдаг - Geatwall Aluminium Co. (жилд 15 тонн хүртэл), Шаньдун хөнгөн цагааны үйлдвэр (жилд 6 тонн орчим) болон Гуйжоугийн хөнгөн цагааны үйлдвэр (жилд 6 тонн хүртэл). Мөн хэд хэдэн хамтарсан уран бүтээлүүд бий. Sumitomo Chemical компани Хятадад жилд 40 тонн хүртэл хүчин чадалтай хамтарсан үйлдвэр байгуулжээ. Америкийн AXT фирм Хятадын хамгийн том хөнгөн цагаан үйлдвэр болох Shanxi Aluminium Factory Beijing JiYa semiconductor Material Co-тай хамтарсан үйлдвэр байгуулжээ. жилд 20 тонн хүртэл хүчин чадалтай.

ОХУ-д галлийн үйлдвэрлэл

ОХУ-д галлийн үйлдвэрлэлийн бүтцийг хөнгөн цагааны үйлдвэрлэл бий болгосноор тодорхойлдог. Нэгдлээ зарласан тэргүүлэгч хоёр групп болох Оросын хөнгөн цагаан ба SUAL нь хөнгөн цагааны боловсруулах үйлдвэрт бий болсон галлийн талбайн эзэд юм.

Оросын хөнгөн цагаан: Украин дахь Николаевын хөнгөн цагааны үйлдвэр (халуун орны боксит боловсруулах сонгодог Байерийн гидрохимийн арга, талбайн хүчин чадал - жилдээ 12 тонн галлий) болон ОХУ-ын Ачинскийн хөнгөн цагааны үйлдвэр (нефелин түүхий эдийг агломержуулах аргаар боловсруулах - Кияагийн уртит) Красноярскийн хязгаарын Шалтырскийн орд, хэсгийн хүчин чадал нь 1.5 тонн галли / жил).

SUAL: Каменск-Уральскийн хүчин чадал (Хойд Уралын бокситын хүдрийн бүсээс бокситыг Bayer-ийн агшилтын технологи, талбайн хүчин чадал - жилд 2 тонн галли), Бокситогорскийн хөнгөн цагааны үйлдвэр (Ленинград мужаас бокситыг агломероор боловсруулдаг, хүчин чадал - 5 тонн галли / жил, одоогоор цагаан эрвээхэй) болон Пикалевскийн хөнгөн цагааны исэл (Мурманск мужийн апатит-нефелин хүдрээс нефелин баяжмалыг агломержуулах замаар боловсруулдаг, талбайн хүчин чадал нь 9 тонн галли / жил). Нийтдээ Русал ба SUAL-ийн бүх аж ахуйн нэгжүүд жилд 20 гаруй тонн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх боломжтой.

Бодит үйлдвэрлэл бага байна - жишээлбэл, 2005 онд Оросоос 8.3 тонн галли, Украинаас Николаевын хөнгөн цагааны боловсруулах үйлдвэрээс 13.9 тонн галли экспортолсон.

Материалыг бэлтгэхдээ Квар компанийн мэдээллийг ашигласан.

Галли ("экаалюминий") оршин тогтнох, түүний үндсэн шинж чанаруудыг 1870 онд Д.И.Менделеев урьдчилан таамаглаж байсан. Элементийг Пиренейн цайрын хольц дахь спектрийн шинжилгээгээр илрүүлж, 1875 онд Францын химич П.Э.Лекок де Бойсбаудран тусгаарласан; Францын нэрээр нэрлэгдсэн (лат. Gallia). Галлийн шинж чанарууд урьдчилан таамаглаж байсантай яг таарч байсан нь үечилсэн системийн анхны ялалт байв.

Байгальд байх нь:

Массын тоо 69 (60.5%) ба 71 (39.5%) хоёр тогтвортой изотопоос бүрдэнэ. Дэлхийн царцдас дахь галлийн дундаж агууламж харьцангуй өндөр буюу жингийн 1.5·10 -3% байгаа нь хар тугалга, молибдений агууламжтай тэнцүү байна. Галлий бол ердийн ул мөр элемент юм. Цорын ганц галлийн эрдэс CuGaS 2 галлит нь маш ховор байдаг. Галлийн геохими нь хөнгөн цагааны геохимитэй нягт холбоотой бөгөөд энэ нь тэдгээрийн физик-химийн шинж чанаруудын ижил төстэй байдалтай холбоотой юм. Литосфер дэх галлийн гол хэсэг нь хөнгөн цагааны эрдсээр бүрхэгдсэн байдаг. Боксит ба нефелин дэх галлийн агууламж 0.002-0.01% хооронд хэлбэлздэг. Галлийн өндөр концентраци нь сфалерит (0.01-0.02%), чулуун нүүрс (германий хамт), мөн зарим төмрийн хүдэрт ажиглагддаг. Хятад, АНУ, Орос, Украйн, Казахстан зэрэг улсууд галлийн асар их нөөцтэй.
Галлийн үйлдвэрлэлийн гол эх үүсвэр нь хөнгөн цагааны үйлдвэрлэл юм. Бокситыг боловсруулах явцад галли нь Al(OH) 3-ыг тусгаарласны дараа эхийн шингэнд төвлөрдөг. Ийм уусмалаас галлийг мөнгөн усны катод дээр электролизээр тусгаарладаг. Амьальгамыг усаар боловсруулсны дараа гаргаж авсан шүлтлэг уусмалаас Ga(OH) 3 тунадасжуулж, шүлтэнд ууссан ба галийг электролизээр ялгаж авдаг.
Ус ба хүчлээр (Hcl, HNO 3) угаасан шүлтлэг уусмалын электролизээр гаргаж авсан шингэн галли нь 99.9-99.95% Ga агуулдаг. Илүү цэвэр металлыг вакуум хайлуулах, бүсээр хайлуулах эсвэл хайлмалаас нэг талст авах замаар олж авдаг.

Физик шинж чанарууд:

Мөнгө цагаан металл, зөөлөн, хүнд. Галлийн өвөрмөц шинж чанар нь шингэн төлөвийн том интервал (хайлмал 29.8 ° C, tbp 2230 ° C), 1100-1200 ° C хүртэл температурт уурын даралт бага байдаг. Хатуу металлын нягт нь 5.904 г/см 3 (20°C) буюу шингэнээс бага тул мөс шиг талстжсан галли нь шилэн ампулыг хугалж чаддаг. Хатуу галлийн хувийн дулаан багтаамж нь 376.7 Ж/(кг К) байна.

Химийн шинж чанар:

Галли нь ердийн температурт агаарт тогтвортой байдаг. Хуурай хүчилтөрөгч дэх 260 ° C-аас дээш температурт удаан исэлдэлт ажиглагдаж байна (оксидын хальс нь металыг хамгаалдаг). Хлор ба бром нь хүйтэнд галлитай, халах үед иодтой урвалд ордог. 300 хэмээс дээш температурт хайлсан галли нь бүх бүтцийн металл ба хайлштай (W-ээс бусад) харилцан үйлчилж, интерметалл нэгдлүүдийг үүсгэдэг.
Даралтын дор халах үед галли нь устай урвалд ордог: 2Ga + 4H 2 O = 2GaOOH + 3H 2
Ga нь эрдэс хүчлүүдтэй аажмаар урвалд орж устөрөгч ялгаруулдаг: 2Ga + 6HCl = 2GaCl 3 + 3H 2
Үүний зэрэгцээ галли нь хүхрийн болон давсны хүчилд удаан уусдаг, фторын хүчилд хурдан уусдаг, галли нь хүйтэнд азотын хүчилд тогтвортой байдаг.
Галлий нь халуун шүлтийн уусмалд аажмаар уусдаг. 2Ga + 6H 2 O + 2NaOH = 2Na + 3H 2

Хамгийн чухал холболтууд:

галлийн исэл, Ga 2 O 3 - цагаан эсвэл шар нунтаг, mp 1795 ° C. Металл галийг агаарт 260 хэмд эсвэл хүчилтөрөгчийн агаар мандалд халаах, галийн нитрат эсвэл сульфатыг шохойжуулах замаар олж авдаг. Энэ нь хоёр өөрчлөлтийн хэлбэрээр байдаг. Уусмал дахь хүчил ба шүлтүүдтэй аажмаар урвалд орж, амфотер шинж чанарыг харуулдаг.
галийн гидроксид, Ga (OH) 3 - гурвалсан галлийн давсны уусмалыг шүлтлэг металлын гидроксид ба карбонатаар (рН 9.7) боловсруулах үед вазелин шиг тунадас хэлбэрээр тунадас үүсгэдэг. Гурвалсан галлийн давсны гидролизийн аргаар олж авч болно.
Шүлтлэг хэлбэрээр ууссан үед хүчиллэг шинж чанар нь тодорхой давамгайлсан амфотер шинж чанартай байдаг. галлатууд(жишээ нь, Na). Энэ нь төвлөрсөн аммиак ба аммонийн карбонатын төвлөрсөн уусмалд уусдаг, буцалгах үед тунадас үүсгэдэг. Халаах замаар галлийн гидроксидыг GaOOH, дараа нь Ga 2 O 3 * H 2 O, эцэст нь Ga 2 O 3 болгон хувиргаж болно.
галийн давс. GaCl 3 - өнгөгүй гигроскопийн талстууд. mp 78 °C, tbp 215 °C Ga 2 (SO 4) 3 *18H 2 O нь өнгөгүй, усанд уусдаг бодис бөгөөд хөнгөн цагаан төрлийн давхар давс үүсгэдэг. Ga(NO 3) 3 * 8H 2 O - ус, этанолд уусдаг өнгөгүй талстууд
галийн сульфид, Ga 2 S 3 - шар талстууд эсвэл цагаан аморф нунтаг 1250 ° C, усаар задардаг.
Галийн гидридорганик-галийн нэгдлүүдээс гаргаж авсан. Бор, хөнгөн цагаан гидридтэй төстэй: Ga 2 H 6 - дигаллан, дэгдэмхий шингэн, tmelt - 21.4 ° C, tbp 139 ° C. x - полигаллан, цагаан цул. Гидрид нь тогтворгүй, устөрөгч ялгарснаар задардаг.
литийн галанат, Li-г эфирийн уусмалд 4LiH + GaCl 3 = Li + 3LiCl урвалаар гаргаж авдаг.
Өнгөгүй талст, тогтворгүй, усаар гидролиз болж устөрөгчийг ялгаруулдаг.

Хэрэглээ:

Галлиумыг өндөр тусгалтай оптик толь хийхэд ашиглаж болно.
Галли бол маш сайн тосолгооны материал юм. Галли ба никель, галли, скандийн үндсэн дээр маш чухал металл цавуу бий болсон.
Галийн арсенид GaAs, түүнчлэн хагас дамжуулагч шинж чанартай GaP, GaSb нь хагас дамжуулагч электроникийн ирээдүйтэй материал юм. Тэдгээрийг өндөр температурт шулуутгагч болон транзистор, нарны зайн хавтан, хэт улаан туяаны хүлээн авагчид ашиглаж болно.
Галлийн оксид нь анарын бүлгийн чухал лазер материалын бүрэлдэхүүн хэсэг юм - GSHG, YAG, ISGG гэх мэт.
Галли нь өндөр үнэтэй, 2005 онд нэг тонн галли нь дэлхийн зах зээлд 1.2 сая ам.доллараар үнэлэгдэж байсан бөгөөд энэ металлын үнэ өндөр, үүнтэй зэрэгцэн эрэлт хэрэгцээ их байгаа тул энэ металлыг бүрэн олборлох нь маш чухал юм. хөнгөн цагааны үйлдвэрлэл, шингэн түлшээр нүүрс боловсруулах .

Иванов Алексей
KhF Tyumen State University, 561 бүлэг.