Elemento chimico · scheda di riferimento

31Ga

Gallio

Il gallio è l’elemento 31 (Ga), nel periodo 4, gruppo 13 e blocco p. A temperatura ambiente il suo stato di riferimento è solido. La configurazione elettronica è [Ar] 3d10 4s2 4p1.

Numero atomico31

Peso atomico standard69.723(1)

Gruppo13

Periodo4

Bloccop

Configurazione elettronica[Ar] 3d10 4s2 4p1

Struttura elettronica

Che cosa controlla la sua chimica

Gli elementi del gruppo 13 hanno tre elettroni di valenza nelle sottostrutture s e p. Il bilancio tra legami covalenti e stati di ossidazione positivi cambia con l’aumento della dimensione atomica.

La configurazione [Ar] 3d10 4s2 4p1 determina gli elettroni esterni disponibili per i legami. Struttura del composto e stato di ossidazione definiscono poi le proprietà osservate.

Forme chimiche

Composti, ioni e materiali

Il gallio forma ossidi, alogenuri e numerosi composti covalenti o ionici. La natura dei legami cambia sensibilmente dal boro ai membri più metallici del gruppo.

Comportamento fisico

Stato e cambiamenti di fase

A temperatura ambiente lo stato di riferimento del gallio è solido. Tra i dati riportati: densità 5.91 g/cm³, punto di fusione 302.9 K (29.76 °C), punto di ebollizione 2 673 K (2 400 °C). I valori misurati possono dipendere da purezza, pressione, struttura cristallina o forma allotropica.

Presenza e applicazioni

Dove si trova e come viene usato il gallio

Il gallio si trova in minerali, composti naturali o materiali tecnici a seconda della sua reattività. Le applicazioni riportate in questa scheda comprendono Semiconduttori, LED e Strumenti di misura; in ciascun caso conta la forma chimica o la struttura del materiale.

Nella pratica

Esempi di usi concreti

Semiconduttori

Il gallio viene utilizzato nei semiconduttori quando struttura elettronica, drogaggio e purezza permettono di controllare la conduzione elettrica.

LED

Nell’ambito «LED», il gallio viene utilizzato in una forma chimica o materiale adatta. La proprietà sfruttata dipende dal composto, dalla struttura del materiale e dall’obiettivo tecnico.

Strumenti di misura

Nell’ambito «Strumenti di misura», il gallio viene utilizzato in una forma chimica o materiale adatta. La proprietà sfruttata dipende dal composto, dalla struttura del materiale e dall’obiettivo tecnico.

Posizione periodica

Che cosa mostrano gli elementi vicini

Il gallio si trova nel periodo 4, gruppo 13 e blocco p. Nel riquadro compaiono nello stesso periodo lo zinco a sinistra e il germanio a destra; nello stesso gruppo l’alluminio sopra e l’indio sotto. Il confronto aiuta a seguire variazioni di raggio atomico, energia di ionizzazione e comportamento chimico lungo periodi e gruppi.

Dati di riferimento

Proprietà fisiche e atomiche

Classificazionemetallo post-transizione

Stato a temperatura ambienteSolido

Gusci elettronici2 · 8 · 18 · 3

Densità5.91 g/cm³

Punto di fusione302.9 K (29.76 °C)

Punto di ebollizione2 673 K (2 400 °C)

Elettronegatività di Pauling1.81

Prima energia di ionizzazione578.8 kJ/mol

Affinità elettronica41 kJ/mol

I valori descrivono l’elemento o l’atomo neutro quando applicabile. Le proprietà fisiche possono dipendere dall’allotropo, dalla pressione e dalle condizioni di misura.

Storia

Scoperta e identificazione

La scoperta del gallio è associata a Lecoq de Boisbaudran. Riconoscimento dell’elemento, isolamento di una sostanza pura e assegnazione del moderno numero atomico non coincisero necessariamente nello stesso momento storico.

Isotopi e peso atomico

Come la composizione isotopica modifica i numeri

Il peso atomico standard è 69.723(1). È una media ponderata della composizione isotopica naturale e non la massa di un singolo atomo.

Gli isotopi del gallio hanno lo stesso numero di protoni e quindi appartengono allo stesso elemento, ma differiscono per il numero di neutroni e per la massa. Gli isotopi radioattivi si distinguono inoltre per vita media e modalità di decadimento.

Sicurezza

Manipolazione ed esposizione

I rischi associati al gallio dipendono dalla forma chimica, dalla dose e dalla via di esposizione. L’elemento, i suoi ioni e i suoi composti possono avere effetti biologici e ambientali molto diversi; occorre consultare i dati di sicurezza della sostanza effettivamente manipolata.