Галій

Галій – це хімічний елемент з атомним номером 31 та хімічним символом Ga. Це м’який, сріблясто-білий метал, який зазвичай знаходиться в природі у вигляді сульфідів та оксидів.

Має низьку токсичність та високу термічну та електричну провідність, тому він широко використовується в електроніці, зокрема в приладах керування та в сонячних батареях. Використовують для виготовлення склоплавних та термічно стійких матеріалів.

Фізичні властивості галію

Галій має наступні фізичні властивості:

• Атомний номер: 31
• Атомна маса: 69.72 г/моль
• Хімічний символ: Ga
• Фізичний стан при кімнатній температурі: твердий
• Температура плавлення: 29,76 °C
• Температура кипіння: 2403 °C
• Густина: 5,91 г/см³
• Молярний об’єм: 11,80 см³/моль
• Твердість за шкалою Мооса: 1,5
• Електронегативність за Полінгом: 1,81
• Теплопровідність: 29,6 Вт/(м·К)
• Теплоємність: 0,37 Дж/(г·К)
• Ентальпія плавлення: 5,59 кДж/моль

Має досить низьку температуру плавлення, тому він може танути в руці при звичайних умовах. Ця властивість робить галій корисним матеріалом для використання у терморегулюючих пристроях та електронних деталях, які потребують ефективного відведення тепла. Має добру електричну провідність та електронну мобільність, що робить його корисним для виготовлення елементів електроніки, таких як транзистори та сонячні батареї.

Хімічні властивості галію

Галій має наступні хімічні властивості:

• Галій є хімічною активним металом і може реагувати з більшістю неорганічних та органічних сполук.
• При контакті з повітрям, швидко покривається тонкою плівкою оксиду, що захищає метал від подальшого окислення.
• Розчиняється у кислотах, утворюючи галогеніди та оксиди.
• Він може реагувати з лугами, утворюючи гідроксид галію та солі.
• Може утворювати сполуки з багатьма елементами, зокрема з киснем, сіркою, галогенами та азотом.

Має досить високу хімічну активність, тому він реагує з більшістю речовин, з якими зустрічається.

Може утворювати різноманітні з’єднання з іншими елементами.

1. Галій хлорид (GaCl₃): це білий кристалічний порошок, який широко використовується в органічній та неорганічній синтезі як каталізатор.
2. Галій бромід (GaBr₃): це темно-червоний кристалічний порошок, який також використовують як каталізатор у хімічних реакціях.
3. Галій нітрат (Ga(NO₃)₃): це білий кристалічний порошок, який використовують у виробництві кераміки та скла.
4. Галій оксид (Ga₂O₃): це білий порошок, який використовують як катализатор у хімічних реакціях та у виробництві скла та кераміки.
5. Галій сульфід (Ga₂S₃): це темно-сірий порошок, який використовують у виробництві півпровідників та фоточутливих матеріалів.
6. Галат галію (Ga₂(CO₃)₃): це білий кристалічний порошок, який використовують у виробництві скла, кераміки та електроніки.

Це лише декілька прикладів з’єднань галію. Залежно від умов, може утворювати багато інших з’єднань з іншими елементами.

Ізотопи галію

Має два стабільних ізотопи – галій-69 та галій-71, які мають відповідно 60.11% та 39.89% відсотків у природі. Крім того, відомо кілька радіоактивних ізотопів галію зі значенням масового числа від 56 до 88. Найстійкішим радіоізотопом галію є галій-67 з періодом напіврозпаду близько 78 годин.

Застосування галію

Має декілька важливих застосувань в різних галузях:

1. Електроніка: Використовують у виробництві напівпровідників та сонячних батарей. Він використовується як замінник кремнію, оскільки має вищу ефективність та менше габаритні розміри.
2. Металургія: галій додають до сплавів для зниження точки плавлення і покращення їхніх механічних властивостей.
3. Аерокосмічна промисловість: Використовують як холодильник у ракетних двигунах.
4. Медицина: радіоактивний ізотоп галію-67 використовують для діагностики захворювань та позначення різних матеріалів у дослідженнях.
5. Косметична промисловість: Використовують для виготовлення косметичних засобів.
6. Енергетика: Використовують у виробництві ядерних паливних елементів.

У загальному, має широке застосування в різних галузях завдяки своїм унікальним фізичним та хімічним властивостям.

Часті питання

Валентність галію становить +3 і +1. Це означає, що атом галію може віддати три або один електрон, щоб утворити ковалентний зв’язок з іншим атомом.

М’який, сріблясто-білий метал.

Як визначити кількість електронів в атомі

Атом складається з надзвичайно щільного ядра, оточеного електронною “хмарою”. Ядро мізерно мало порівняно із зовнішніми розмірами хмари, і складається з протонів і нейтронів. Атом у звичайному стані нейтральний, а електрони несуть негативний заряд. Але атом може також перетягнути чужі електрони, або віддати свої. У такому випадку він вже буде негативно зарядженим або позитивно зарядженим іоном. Як визначити, скільки електронів міститься в атомі?

Інструкція

1. Перш за все, вам на допомогу прийде Таблиця Менделєєва. Заглянувши в неї, ви побачите, що кожен хімічний елемент має не тільки своє суворо визначене місце, але й індивідуальний порядковий номер. Наприклад, у водню він дорівнює одиниці, у вуглецю – 6, у золота – 79 і так далі.

2. Саме порядковий номер характеризує кількість протонів у ядрі, тобто позитивний заряд ядра атома. Оскільки атом у звичайному стані нейтральний, позитивний заряд повинен бути врівноважений негативним зарядом. Отже, у водню – один електрон, вуглецю – шість електронів, у золота – сімдесят дев ‘ять електронів.

3. Ну а як визначити кількість електронів в атомі, якщо атом, в свою чергу, входить до складу будь-якої більш складної молекули? Наприклад, яка кількість електронів в атомах натрію і хлору, якщо вони утворюють молекулу всім вам добре відомої звичайної кухонної солі?

4. І тут немає нічого складного. Почніть з того, що напишіть формулу цієї речовини, вона матиме такий вигляд: NaCl. З формули ви побачите, що молекула кухонної солі складається з двох елементів, а саме: лужного металу натрію і газу-галогену хлору. Але це вже не нейтральні атоми натрію і хлору, а їхні іони. Хлор, утворюючи іонний зв ‘язок з натрієм, тим самим “перетягнув” до себе один з його електронів, а натрій, відповідно, його “віддав”.

5. Знову подивіться в Таблицю Менделєєва. Ви побачите, що натрій має порядковий номер 11, хлор – 17. Отже, тепер у іона натрію буде 10 електронів, у іона хлору – 18.

6. Діючи за таким же алгоритмом, легко можна визначити кількість електронів у будь-якого хімічного елемента, будь то у вигляді нейтрального атома або іона.