Галий

31 Цинк ← Галий → Германий Al ↑ Ga ↓ In Периодична система
Външен вид
сребристо-бял метал
Общи данни
Име, символ, №	Галий, Ga, 31
Химическа серия	Метал
Група, период, блок	13, 4, p
Свойства на атома
Атомна маса	69,723 u
Атомен радиус (calc)	130 (136) pm
Ковалентен радиус	126 pm
Радиус на ван дер Ваалс	187 pm
Електронна конфигурация	[Ar]3d104s24p1
e- на енергийно ниво	2, 8, 18, 3
Оксидационни с-ния (оксид)	3 (?)
Кристална структура	ромбоидна
Физични свойства
Агрегатно състояние	Твърдо вещество
Плътност	5904 kg/m³
Температура на топене	302,91 K (29,76 °C)
Температура на кипене	2477 K (2204 °C)
Моларен обем	11,80*10-3 m³/mol
Специф. топлина на топене	5,59 kJ/mol
Специф. топлина на изпарение	258,7 kJ/mol
Скорост на звука	2740 m/s при 293,15 K
Други
Електроотрицателност	1,81 (скала на Полинг)
Специф. топлинен капацитет	370 J/(kg·K)
Специф. електропроводимост	6,78*106 S/m
Топлопроводимост	40,6 W/(m·K)
Йонизационен потенциал	? kJ/mol

Галият е химичен елемент с атомен номер 31 и означение Ga. Открит е през 1875 година. Втечнява се при стайна температура (29,76°C) дори при по-продължително държане в ръка. Той не се среща в свободно състояние в природата. Галият е мек сребрист метал. Смес на галий (68,5%) с индий (21,5%) и калай (10%) има температура на топене много по-ниска от тази на замръзването на водата: -19°C. Използва се главно за направата на смеси, които се топят при ниски температури. Тъй като е ценен полупроводник, днес се използва в електрониката. Галиевият нитрид и индиево-галиевият нитрид дават синята и виолетовата светлина на светодиоди (LED) и лазерни диоди.

Кристализация на галий от стопилка

История

През 1871 съществуването на галия било предсказано за първи път от Дмитрий Менделеев. Той предсказал също редица от свойствата на елемента като плътност, точка на топене и др.

Галият бил открит с помощта на спектроскопски изследвания от френския химик Пол-Емил Лекок де Боабудран (на френски: Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran) през 1875 по своя характеристичен спектър (две виолетови линии).

Физически свойства

Галият не се среща самостоятелно в природата, но се получава лесно чрез топене на руда. Чистият галиев метал има блестящ сребрист цвят и стъклоподобна структура. Избягва се съхранението му в стъклени или метални съдове защото при замръзване той увеличава обема си 3.1%. Галият е сред най-плътните течности и отстъпва по плътност на течната си фаза само на силиция, германия, бисмута и водата.

Физичните свойства на галия са силно анизотропни и са с различна стойност по трите кристалографски оси a, b и c. Свойствата на галия са също силно температурно зависими, особено близо до точката на топене.

Свойства на Ga по различните кристални оси

Свойства	a	b	c
α (~25 °C, µm/m)	16	11	31
ρ (29.7 °C, nΩ•m)	543	174	81
ρ (0 °C, nΩ•m)	480	154	71.6
ρ (77 K, nΩ•m)	101	30.8	14.3
ρ (4.2 K, pΩ•m)	13.8	6.8	1.6

Галият не кристализира в нито една проста кристална структура. Стабилната фаза при нормални условия е орторомбична с 8 атоми. Всеки атом има само един най-близък съсед на разстояние 244 пикометра (pm) и шест други съседи вътре с допълнителни 39 pm. Стабилността на фазите зависи от температурата и налягането.

Приложения

Галиевите йони имат медицински приложения, защото са подобни на железните йони. Подобно на водата, при втвърдяване галият се разширява. Намира приложение вместо живака в термометри за измерване на високи температури.

Галиевият арсенид е полупроводник и се използва за направата на светодиоди и свръхвисокочестотни транзистори. Изпаренията на галиевия арсенид са силно токсични и опасни за човека.

От откриването му през 1875 до ерата на полупроводниците главното приложение на галия било за направата на високотемпературни термометри и направата на метални смеси с необикновени свойства. С развитието на полупроводниците през 1960 започва ерата на галиевия арсенид.