Галий - Свойства на химичните елементи
Галий (лат. Gallium), Ga, химичен елемент III от групата на периодичната система на Д. И. Менделеев, сериен номер 31, атомна маса 69,72; сребристо бял мек метал. Състои се от два стабилни изотопа с масови числа 69 (60,5%) и 71 (39,5%).
Съществуването на галий ("екаалуминиум") и основните му свойства са предсказани през 1870 г. от Д. И. Менделеев. Елементът е открит чрез спектрален анализ в пиренейска цинкова смес и изолиран през 1875 г. от френския химик P.E. Lecoq de Boisabaudran; кръстен на Франция (лат. Gallia). Точното съвпадение на свойствата на Галий с предсказаните е първият триумф на периодичната система.
Физически свойства на галия. Галият има ромбична (псевдотетрагонална) решетка с параметри a = 4.5197 Å, b = 7.6601 Å, c = 4.5257 Å. Плътността (g/cm 3) на твърдия метал е 5.904 (20 ° C), течността е 6.095 (29.8 ° C), т.е. обемът на галия се увеличава по време на втвърдяването; tp 29,8 ° C, точка на кипене 2230 ° C. Отличителна черта на галия е голям обхват на течно състояние (2200 ° C) и ниско налягане на парите при температури до 1100-1200 ° C. Специфичната топлина на твърдия галий е 376,7 J/(kg K), т.е. 0,09 cal/(g deg) в диапазона 0-24 ° C, течен галий, съответно 410 J/(kg K), т.е. 0,098 cal/(g · deg) в диапазона 29-100 ° C. Специфично електрическо съпротивление (ом cm) на твърд галий 53,4 · 10 -6 (0 ° C), течност 27,2 · 10 -6 (30 ° C). Вискозитет (уравновесеност = 0,1 ns/m 2): 1,612 (98 ° C), 0,578 (1100 ° C), повърхностно напрежение 0,735 n/m (735 дина/cm) (30 ° C в атмосфера на H2). Коефициентите на отражение за дължините на вълните 4360Å и 5890Å са съответно 75,6% и 71,3%. Сечение на термично улавяне на неутрони 2,71 бара (2,7 · 10 -28 m 2).
Химични свойства на галия. Галият е стабилен във въздуха при обикновени температури. Над 260 ° C в сух кислород се наблюдава бавно окисление (оксидният филм защитава метала). Галият се разтваря бавно в сярна и солна киселини, бързо в флуороводородни киселини, а галият е стабилен в азотна киселина в студа. Галият бавно се разтваря в горещи алкални разтвори. Хлорът и бромът реагират с галий в студа, йод при нагряване. Разтопеният галий при температури над 300 ° C взаимодейства с всички структурни метали и сплави.
Най-стабилните тривалентни съединения на галий, които в много отношения са сходни по свойства на химичните съединения на алуминия. Освен това са известни едно- и двувалентни съединения. Най-високият оксид Ga2O3 е бяло вещество, неразтворимо във вода. Съответният хидроксид се утаява от разтвори на галиеви соли под формата на бяла желатинова утайка. Има подчертан амфотерен характер. При разтваряне в основи се образуват галати (например Na [Ga (OH) 4]), когато се разтварят в киселини - галиеви соли: Ga2 (SO4) 3, GaCl3 и др. Киселинните свойства на галиевия хидроксид са по-изразени от този на алуминиевия хидроксид [обхватът на освобождаване на Al (OH) 3 е в рамките на pH = 10,6-4,1, а Ga (OH) 3 в рамките на pH = 9,7-3,4].