gallium

Sinkki ← Gallium → Germanium Al ↑ Ga ↓ In       Koko taulukko
Yleistä
Nimi	Gallium
Tunnus	Ga
Järjestysluku	31
Luokka
Lohko
Ryhmä	13
Jakso	4
Tiheys	5,91×103 kg/m3
Väri	hopeinen
Löytövuosi, löytäjä	1875, Lecoq de Boisbaudra
Atomiominaisuudet
Atomipaino	69,723[1] amu
Orbitaalirakenne	[Ar] 3s1
Elektroneja elektronikuorilla	2, 8, 18, 3
Kiderakenne	Ortorombinen
Fysikaaliset ominaisuudet
Olomuoto
Sulamispiste	302,91 K (29,76 °C)
Kiehumispiste	2477 K (2204 °C)
Muuta
Ominaislämpökapasiteetti	0,373 kJ/kg K
Tiedot normaalipaineessa

Gallium (lat. gallium) on alkuaine, jonka kemiallinen merkki on Ga, järjestysluku 31 ja CAS-numero 7440-55-3. Se on harvinainen hopeanvärinen metalli, joka on hauras huoneenlämpötilassa ja sulaa kädenlämmössä. Sen tiheys on 5,9 g/cm³, sulamispiste 302,91 K (29,76 °C) ja kiehumispiste 2477 K (2204 °C).

Gallium on niukka muttei harvinainen aine, sillä sitä on maaperässä suunnilleen yhtä paljon kuin lyijyä tai arsenikkia, noin 10-20 g/t (10-20 ppm). Galliumia ei esiinny puhtaana luonnossa, vaan se on aina sitoutuneena mineraaleihin. Useat malmit, kuten bauksiitti, germaniitti ja sinkkimalmit sisältävät pieniä määriä galliumia, joissa se esiintyy lähinnä hydratoituneena oksidina Ga₂O₃ • H₂O. Jotkin harvinaiset malmit saattavat sisältää galliumia jopa 1 prosentin, kuten esimerkiksi Etelä-Afrikan germaniitti. Lisäksi eräät hiilen poltossa saatavat sivutuotteet voivat sisältää jopa 1,5 prosenttia galliumia, usein kuitenkin vähemmän. Galliumarsenidia (GaAs) käytetään puolijohteena, erityisesti valodiodeissa (LEDeissä).

Puhdas gallium on hopeanväristä ja kiinteänä haurasta kuin lasi. Galliummetalli laajenee 3,1 % kiinteytyessään ja siksi sitä ei saisi varastoida lasi- tai metalliastioissa. Gallium myös syövyttää muita metalleja diffundoitumalla niiden metallihilaan. Gallium on yksi neljästä metallista cesiumin, elohopean ja rubidiumin ohella, jotka ovat nestemäisiä lähellä huoneenlämpöä ja siksi voidaan käyttää korkean lämpötilan lämpömittareina. Galliumilla on yksi laajimmista nestemäisen lämpötilan rajoista ja myös alhainen höyrynpaine korkeissa lämpötiloissa.

Tällä metallilla on voimakas taipumus alijäähtyä sulamispisteen alapuolelle, joten jähmettymiseen tarvitaan kiinteä "siemen". Mineraalihapot vaikuttavat hitaasti hyvin puhtaaseen galliumiin. Toisin kuin normaalit metallit gallium on tiheämpää nesteenä kuin kiinteänä, muistuttaen tässä suhteessa vettä.

Galliumin löysi spektroskooppisesti vuonna 1875 ranskalainen kemisti Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran. Myöhemmin samana vuonna Boisbaudran pystyi valmistamaan galliumia metallisena elektrolysoimalla galliumhydroksidin (Ga(OH)₃) ja kaliumhydroksidin (KOH) liuosta. Gallium oli ensimmäinen alkuaine, joka löydettiin Dmitri Mendelejevin vuonna 1869 julkistaman alkuaineiden jaksollisen järjestelmän jälkeen. Galliumin löytyminen Mendelevin ennustamien ’eka-aluminiumin’ ominaisuuksien perusteella antoi näin varmistuksen taulukon paikkansapitävyydelle. Nimen ’gallium’ Boisbaudran antoi löytämälleen aineelle synnyinmaansa Ranskan latinankielisen käännöksen ’Gallia’ mukaan.

Käyttö

Galliumia käytetään integroiduissa piireissä ja optoelektroniikassa (laserdiodit ja ledit) sekä peileissä, puolijohteissa, korkean lämpötilan lämpömittareissa ja indiumin ja tinan kanssa ns. Galinstan-lejeerinkinä kuumemittareissa elohopean korvikkeena.

Galliumille löydettiin 1998 uusi käyttö. Erästä sen yhdistettä käytetään lääkkeenä malariaan, jos tavanomaiset lääkkeet eivät tehoa vastustyskykyiseen malariakantaan.^[2]

Erästä galliumyhdistettä käytetään pahanlaatuisten kasvainten levinneisyyden varmentamiseen.^[3]

Galliumkiteitä. Napsauttamalla kuvaa saat siitä lisätietoja.

Lähteet

1. ↑ Michael T. Wieser & Tyler B. Coplen: Atomic Weights of the Elements 2009 (IUPAC technical report). Pure and Applied Chemistry, 2011, 83. vsk, nro 2. IUPAC. Artikkelin verkkoversio Viitattu 16.4.2011. (englanniksi)
2. ↑ Helsingin Sanomat 2.1.2007 s. D2
3. ↑ Valmisteyhteenveto

Aiheesta muualla

• The Isotopes Project Home Page: Luettelo galliumin isotoopeista (englanniksi)