Kémiai elem · adatlap

31Ga

Gallium

A gallium 31 rendszámú kémiai elem (Ga), a 4. periódus 13. csoportjában, a p-mezőben található. Szobahőmérsékleten a referencia szerinti halmazállapot: szilárd. Elektronkonfigurációja: [Ar] 3d10 4s2 4p1.

Rendszám31

Standard atomtömeg69.723(1)

Csoport13

Periódus4

Mezőp

Elektronkonfiguráció[Ar] 3d10 4s2 4p1

Elektronszerkezet

Mi határozza meg a kémiai viselkedését

A 13. csoport atomjainak három vegyértékelektronjuk van a külső s- és p-alhéjon. A csoportban lefelé haladva az atom méretének és a fémes jellegnek a növekedésével változik a kovalens kötés és a pozitív oxidációs állapotok közötti egyensúly.

A gallium kémiája ezért legjobban a közvetlenül fölötte és alatta álló elemekkel összehasonlítva érthető meg; a 13. csoport nem tekinthető kémiailag teljesen egységesnek.

Kémiai formák

Vegyületek, ionok és anyagok

A 13. csoport kémiájában oxidok, halogenidek, valamint pozitív oxidációs állapotú kovalens vagy ionos vegyületek fordulnak elő. A könnyebb elemek inkább kovalens jellegűek, míg a nehezebbek egyre fémesebbé válnak.

Fizikai viselkedés

Halmazállapot és fázisátalakulások

A referencia szerinti halmazállapot szobahőmérsékleten szilárd. A megadott sűrűség 5.91 g/cm³. Az olvadáspont 302.9 K (29.76 °C). A forráspont 2 673 K (2 400 °C). A nyomás, a tisztaság és a kristályszerkezet módosíthatja a mért fizikai tulajdonságokat.

Előfordulás és felhasználás

A gallium előfordulása és felhasználása

A gyakorlatban a gallium többek között a következő területeken jelenik meg: Félvezetők, LED-ek és Mérőműszerek.

A gyakorlatban

Konkrét felhasználási példák

Félvezetők

A gallium vegyületeit vagy adalékolt formáit félvezető eszközök elektromos vezetésének szabályozására használják.

LED-ek

A gallium olyan félvezető vegyületekben használható, amelyekben a töltéshordozók rekombinációjakor fény keletkezik.

Mérőműszerek

A gallium érzékelőkben és precíziós műszerekben használható, ahol stabil fizikai, optikai vagy elektromos tulajdonságokra van szükség.

Helye a periódusos rendszerben

Mit mutatnak a szomszédos elemek

A gallium a 4. periódus 13. csoportjában található. A bemutatott környezetben cink és germánium között helyezkedik el ugyanabban a periódusban; alumínium fölötte, indium pedig alatta található ugyanabban a csoportban. Ezek a helyzetek lehetővé teszik az atomméret, az ionizációs energia és a kötési viselkedés összehasonlítását a közeli elemekkel.

Referenciaadatok

Fizikai és atomi tulajdonságok

Besorolásposzttranzíciós fém

Halmazállapot szobahőmérsékletenszilárd

Elektronhéjak2 · 8 · 18 · 3

Sűrűség5.91 g/cm³

Olvadáspont302.9 K (29.76 °C)

Forráspont2 673 K (2 400 °C)

Pauling-féle elektronegativitás1.81

Első ionizációs energia578.8 kJ/mol

Elektronaffinitás41 kJ/mol

Az értékek az elemre, illetve ahol értelmezhető, a semleges atomra vonatkoznak. A fizikai adatok függhetnek az allotróp módosulattól, a nyomástól és a mérési körülményektől.

Történet

Felfedezés és azonosítás

A gallium felfedezését Lecoq de Boisbaudran nevéhez kötik. Az elem felismerése, tiszta mintájának izolálása és modern rendszámának meghatározása nem feltétlenül ugyanabban az időpontban történt.

Izotópok és atomtömeg

Hogyan befolyásolja az izotópösszetétel az értékeket

A standard atomtömeg 69.723(1). Ez az érték a természetes földi anyag izotópösszetételére vonatkozik, nem egyetlen konkrét atom tömegére.

A gallium legalább egy stabil izotóppal rendelkezik. Az izotópok protonszáma azonos, ezért ugyanahhoz az elemhez tartoznak, neutronszámuk és atomtömegük azonban különbözik.

Biztonság

Kezelés és expozíció

A gallium veszélyei a kémiai formától, a dózistól és az expozíció útjától függenek. Az elemi gallium, ionjai és vegyületei nagyon eltérő biológiai és környezeti hatásúak lehetnek, ezért mindig a ténylegesen kezelt anyagra vonatkozó biztonsági adatokat kell ellenőrizni.