Chemisch element · referentiefiche

31Ga

Gallium

Gallium (Ga) is element 31 van het periodiek systeem, een post-overgangsmetaal in groep 13, periode 4 en het p-blok. De elektronenconfiguratie [Ar] 3d10 4s2 4p1 helpt verklaren hoe het element bindt en reageert; de referentietoestand bij kamertemperatuur is vast.

Atoomnummer31

Standaard atoomgewicht69.723(1)

Groep13

Periode4

Blokp

Elektronenconfiguratie[Ar] 3d10 4s2 4p1

Elektronenstructuur

Wat bepaalt de chemie?

Elementen van groep 13 hebben drie valentie-elektronen. Bij de lichtere elementen is covalente binding belangrijk, terwijl het metallische karakter naar beneden in de groep toeneemt.

Bij gallium geeft de configuratie [Ar] 3d10 4s2 4p1 aan welke elektronen de buitenste bindingsstructuur bepalen. Oxidatietoestand en omgeving beslissen vervolgens of het gedrag vooral covalent, ionisch of metallisch is.

Chemische vormen

Verbindingen, ionen en materialen

Deze elementen vormen oxiden, halogeniden en andere verbindingen waarin +3 vaak belangrijk is. Naar beneden in de groep worden lagere oxidatietoestanden stabieler en neemt het metallische karakter toe.

Fysisch gedrag

Toestand en faseovergangen

Bij kamertemperatuur is de referentietoestand vast. De vermelde dichtheid is 5.91 g/cm³. Het smeltpunt is 302.9 K (29.76 °C). Het kookpunt is 2 673 K (2 400 °C). Druk, zuiverheid en kristalstructuur kunnen gemeten waarden verschuiven; bij elementen met meerdere allotropen kan ook de structuur zelf een duidelijk verschil maken.

Voorkomen en toepassingen

Waar gallium voorkomt en wordt gebruikt

In de praktijk komt gallium vooral naar voren in toepassingen en contexten zoals halfgeleiders, leds en meetinstrumenten.

In de praktijk

Concrete toepassingen

Halfgeleiders

Gallium speelt een rol bij halfgeleiders. De relevante eigenschap hangt af van de chemische vorm, samenstelling en het materiaal of proces waarin het element wordt gebruikt.

LEDs

Gallium speelt een rol bij leds. De relevante eigenschap hangt af van de chemische vorm, samenstelling en het materiaal of proces waarin het element wordt gebruikt.

Meetinstrumenten

Gallium speelt een rol bij meetinstrumenten. De relevante eigenschap hangt af van de chemische vorm, samenstelling en het materiaal of proces waarin het element wordt gebruikt.

Positie in het periodiek systeem

Wat de naburige elementen laten zien

Gallium staat in periode 4, groep 13 en het p-blok. De getoonde omgeving bevat onder meer Aluminium, Silicium, Zink, Germanium. Vergelijking met deze elementen helpt trends in atoomgrootte, ionisatie-energie, elektronegativiteit en binding langs het periodiek systeem te volgen.

Referentiegegevens

Fysische en atomaire eigenschappen

Classificatiepost-overgangsmetaal

Toestand bij kamertemperatuurvast

Elektronenschillen2 · 8 · 18 · 3

Dichtheid5.91 g/cm³

Smeltpunt302.9 K (29.76 °C)

Kookpunt2 673 K (2 400 °C)

Pauling-elektronegativiteit1.81

Eerste ionisatie-energie578.8 kJ/mol

Elektronenaffiniteit41 kJ/mol

De waarden beschrijven het element of het neutrale atoom waar van toepassing. Fysische gegevens kunnen afhangen van allotroop, druk, zuiverheid en meetomstandigheden.

Geschiedenis

Ontdekking en identificatie

De ontdekking van gallium wordt in deze historische registratie in verband gebracht met Lecoq de Boisbaudran. Herkenning als element, isolatie van een zuiver monster en de latere definitie via het atoomnummer vonden niet noodzakelijk op hetzelfde moment plaats.

Isotopen

Hoe isotopensamenstelling de getallen verandert

Het standaard atoomgewicht is 69.723(1). Deze waarde beschrijft de natuurlijke isotopensamenstelling van terrestrisch materiaal en is niet de massa van één specifiek atoom.

Gallium heeft ten minste één stabiele isotoop. Isotopen hebben hetzelfde aantal protonen en horen dus bij hetzelfde element, maar verschillen in neutronental en atoommassa.

Veiligheid

Omgang en blootstelling

De risico’s van gallium hangen af van chemische vorm, dosis en blootstellingsroute. Het element, zijn ionen en zijn verbindingen kunnen zeer verschillende biologische en milieueffecten hebben; controleer daarom de veiligheidsgegevens van de werkelijk gebruikte stof.