Gallium
Zie voor de geologische tijdsaanduiding: Ga (tijd)
Gallium is een scheikundig element met symbool Ga en atoomnummer 31. Het is een zilverwit hoofdgroepmetaal.
Inhoud |
[bewerk] Ontdekking
Toen het periodiek systeem voor het eerst werd voorgesteld was het element nog niet bekend en één van de belangrijkste voorspellingen die Dmitri Mendelejev op grond van zijn systeem deed, was dat er nog een element in de boorgroep gevonden moest worden, een periode na aluminium. Hij noemde het eka-aluminium, waarbij eka een arabisch voorvoegsel is dat één betekent. Hij voorspelde dat het iets zwaarder dan zink zou zijn en vooral driewaardige verbindingen zou vormen. In 1875 vond Lecoq de Boisbaudran het element en de voorspelling kwam uit. Dit gaf veel steun aan de geloofwaardigheid van het periodiek systeem. Het nieuwe element werd naar Gallië (de oude naam voor Frankrijk) vernoemd.
[bewerk] Toepassingen
De meest voorkomende toepassingen van gallium liggen in de analoge geïntegreerde circuits en opto-elektrische apparaten (laserdiodes en LED's). Andere industriële toepassingen van gallium zijn:
- Voor het produceren van zeer zuivere spiegels wordt gallium gebruikt om glas en porselein voor te bewerken.
- In de halfgeleiderindustrie wordt gallium onder andere gebruikt bij de productie van transistors.
- Gallium kan met veel andere metalen legeringen vormen en wordt daarvoor hoofdzakelijk gebruikt als component in legeringen met een laag smeltpunt.
- In thermometers voor gebruik bij hoge temperaturen wordt gallium gebruikt.
Verbindingen van gallium met elementen uit de stikstofgroep zoals galliumarsenide (GaAs) en galliumfosfide (GaP) zijn zogenaamde 13-14 halfgeleiders met een structuur die een variant is op de bekende diamantstructuur van silicium. GaAs heeft echter in tegenstelling tot Si een directe bandgap. Het wordt onder andere toegepast in vaste stof lasers.
[bewerk] Opmerkelijke eigenschappen
Gallium is één van de weinige stoffen die uitzet bij bevriezen (ca 3%); een eigenschap die het metaal deelt met water. Het smeltpunt van dit zilverwitte metaal is laag, even boven kamertemperatuur, maar het kookpunt ligt hoog: 2403°C. Wanneer het gelegeerd wordt met indium komt het smeltpunt zelfs onder kamertemperatuur te liggen. Deze vloeibare metaallegering wordt veel gebruikt om Ohm'se contacten aan te brengen. Het voordeel van deze vloeistof is dat hij niet veel vluchtiger is dan een stuk koper. Zelfs glas wordt bevochtigd door vloeibaar gallium en er vormt zich dan een prachtige spiegel.
Galliumchemie lijkt vrij veel op die van aluminium, het vormt voornamelijk verbindingen in een +3 oxidatie toestand, hoewel lagere oxidatiegetallen wel mogelijk zijn. Het wordt maar langzaam door zuren aangetast en is redelijk stabiel aan de lucht.
[bewerk] Verschijning
Het element komt in kleine hoeveelheden voor in mineralen als diaspoor, sfaleriet en bauxiet en ook in steenkool en wordt als bijproduct gewonnen.
[bewerk] Isotopen
| Meest stabiele isotopen | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Iso | RA (%) | Halveringstijd | VV | VE (MeV) | VP |
| 67Ga | syn | 3,2612 d | EV | 1,000 | 67Zn |
| 69Ga | 60,108 | stabiel met 38 neutronen | |||
| 71Ga | 39,892 | stabiel met 40 neutronen | |||
Van gallium komen in de natuur op aarde twee stabiele isotopen (69Ga en 71Ga) voor in een verhouding van ongeveer 60/40%. Daarnaast is er een aantal kortlevende radioactieve isotopen bekend waarvan 67Ga met een halfwaardetijd van ruim 3 dagen het meest stabiel is.
[bewerk] Toxicologie en veiligheid
Van gallium en galliumverbindingen is niet aangetoond dat ze giftig zijn en het element speelt geen rol in de biologie.
| Scheikundige Elementen en Isotopen |
| Periodiek systeem: Standaard | Alternatief | Elektronenconfiguratie |
| Isotopentabel: Op element: Compleet | In delen | Op atoommassa |
| Lijst met elementen: Op naam | Op symbool | Op nummer |
