Gallium

Hööftartikel: Isotopen vun Gallium
Iso	VN	t_½	VO	VE (MeV)	VP
⁶⁷Ga	nee	3,2612 d	ε	1,00	⁶⁷Zn
⁶⁸Ga	nee	67,629 min	ε	2,921	⁶⁸Zn
⁶⁹Ga	60,1 %	Ga is mit 38 Neutronen bestännig.
⁷⁰Ga	nee	21,14 min	β^-	1,656	⁷⁰Ge
⁷¹Ga	39,9 %	Ga is mit 40 Neutronen bestännig.
⁷²Ga	nee	14,10 h	β^-	4,001	⁷²Ge
⁷³Ga	nee	4,86 h	β^-	1,593	⁷³Ge

Gallium is en roor^[1] cheemsch Element, dat to de Metallen höört. Dat Atomteken vun Gallium is Ga un de Atomtall is 31. Opdeckt weer dat Element toeerst in’t Johr 1875 vun den franzööschen Chemiker Paul Émile Lecoq de Boisbaudran, de ok för den Naam sorgt hett: Gallien is de latiensche Beteken för Frankriek. Denkbor weer aver ok, dat sik de Opdecker mit den Naam sülvst bedacht hett, vun wegen dat Le coq franzöösch för „De Hahn“ is, wat op latiensch denn gallus heet.

Historie

Dat dormols noch unbekannte Element is vun Dmitri Mendelejew (1869) un Lothar Meyer (1870) bi’t Opstellen vun’t Periodensystem ünner de Beteken Eka-Aluminium vörrutseggt worrn. De franzöösche Chemiker Lecoq de Boisbaudran (1838-1912) hett dat kort later to’n eersten mol nawiest.

Egenschoppen

physikaalsch

Fletig Gallium fangt an to kristalliseeren

Intressant is de fiene hellblaue Metallklöör vun’t kristalline Gallium. Sünners is ok de opfallig siete Smölt- un de teemlich hoge Kaakpunkt. Vun’t Gallium sünd bit vundaag veer verschedene Normaldruck- un dree Hoochdruckmodifikatschonen bekannt.

In’n fasten Tostand hett de Modifikatschoon, de ünner Normalbedingen bestännig is, en poor Egenordigenkeiten. So is Gallium to’n Bispeel teelich week, man wenn dat Metall op’n Slag mechaansch belast warrt, splittert kumpakte Stücken dorvun mit musseligen Brook af, wobi fiene, scharpe Splitters tostannen kamt. Wat sünners is ok de grote Vermögen vun fletig Gallium, Saken to benetten. Op de Huut billt dat Metall licht en grauen Smeerfilm, un jüst so ok in de Ogen. De direkte Kuntakt mit Gallium is dorüm nich antoraden.

Gallium hett en starke Tendenz, ok denn fletig to blieben, wenn dat al ünner sien Smöltpunkt afköhlt is. Verklamen deit dat eerst dör en Kristallisatschoonskeem oder wenn noch wieter afköhlt warrt. Dat Metall hett butendem en Dichtanomalie: Gallium hett as Fletigkeit mit 6,1 g/cm³ en högeren Dicht as in’n fasten Tostand.

Ünner en Temperatur vun 1,0883 K wiest de Modifikatschoon α-Ga keen elektrischen Wedderstand un warrt dormit to’n Supraleider. De Modifikatschonen β-Ga, γ-Ga un δ-Ga hebbt noch högere Sprungtemperaturen T_c vun 6,07 K, 7-7,6 K un 7,85 K. Bito gifft dat noch twee Hoochdruckmodifikatschonen, Ga-II und Ga-II’, de ünner 6,3 K un 7,5 K to Supraleiders warrt.

cheemsch

Gallium is vun sien cheemsch Verhollen her to verglieken mit Aluminium un mit Zink. In Süren löst sik dat Metall ünner Afgaav vun Waterstoff teemlich gau. Ok gegenöver Basen is dat unbestännig, wobi sik Gallat-Ionen (Ga(OH)₄^-) billt.

$\mathrm {2NaOH+2Ga+6H_{2}O\rightarrow 2Na[Ga(OH)_{4}]+3H_{2}}$

Galliumhalogeniden, as to’n Bispeel Galliumchlorid, sünd starke Lewissüren, de in Water to Chlorwaterstoff un Galliumhydroxid hydrolyseert.

Vörkamen

In de Natur gifft dat Gallium jümmer blots in Kombinatschoon mit annere Elementen. Dat wichtigste Ierz is dat Bauxit, ut dat Aluminium wunnen warrt. Wiel de Smöltflaatelektrolyys warrt dat Gallium ut de Mischen ruttogen. Annere Mineralen sünd Sphalerit un Germanit. De wichtigsten Vörkamen gifft dat in Kasachstan, Australien, Tschechien, Indien un Guinea. Gröttere Anlagen to’n Recyceln staht in de USA, in Japan un in Düütschland.

Winnen

De Produkschoon ut Galliumoxid warrt dör Elektrolyys vun en Natrium- oder Kaliumgallatlösen in’n alkalische Ümgeven maakt, dat över’n Soda-Puttasch-Opluss wunnen warnn kann. Hoochrein Gallium för Halfleiders warrt dör Elektrolyysvun Galliumchlorid wunnen, dat dör Zonensmölten reinigt worrn is.

Bruuk

Fletig Gallium

Dat Element Gallium is bannig düer, so dat dat för den weertschopplichen Bruuk nich intressant ist. As’n Stoff, de nich flüchtig un ok nich giftig is, egent sik Gallium (Galinstan) goot an de Steed vun Quecksülver to’n Füllen vun Thermometers mit en düchtig breed Meetrebeet.

En Galliumlegeeren mit Indium, Zink un Kopper wiest en hoge Böverflachenspannung, en düchtig hogen Kaakpunkt un en bannig sieten Dampdruck op. So en Legeeren hett lieke Egenschoppen as Quecksülver, so wiet dat de Böverflachenspannung angeiht.

Galliumnitrid (GaN) is en Halfleider, ut den blaue Lüüchtdiood maakt warrt. Galliumarsenid (GaAs) warrt na de Kristalltucht un dat Wieterverarbeiten to Wafers sünners för elektroonsche Hoochfrequenzbodelen (Integreerte Schaltkreisen un Lüüchtdioden) bruukt. Butendem warrt GaAs in hoochwirksome Solarzellen mit Wirkensgraden över 20 Prozent, för Kunzentraterzellen un in butenirdische Anwennen (to’n Bispeel Stroomversorgen för Satelliten) insett. En wieter’t wichtige Verfohren is dorbi dat Dorstellen vun Halfleidern mit de cheemsch Gasphasenafscheeden (CVD). Galliumantimonid (GaSb) warrt tovn Herstellen vun optoelektroonsche Boelementen bruukt.

As Tosatz to Legeeren warrt Gallium in’t Rebeet vun de dentaltechnischen Eddelmetallverarbeiten insett. Galliumoxiden laat sik to sünnere stark lichtbreken Kristallmaterialen verarbeiten.In Kristallen is en lückenlosen Uttuusch vun Galliumionen dör Aluminiumionen mööglich.

In de Nuklearmedizin warrt dat radioaktive ⁶⁸Ga in de Diagnostik för Opnahmen in de Positronen-Emisschoons-Tomografie verwennt. Dorbi warrt dat Gallium in en so nöömten ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga-Generater tüügt. Sien Halfweertstiet lieggt bi 68 Minuuten.^[2]

En teemlich ne’e Anwennen is de Insatz as Fletigmetall-Warmsleddphaas op’t Rebeet vun Reekners.

Galliumtrichlorid (GaCl₃) warrt in Neutronodetekters insett, as to’n Bispeel bi dat GALLEX-Experiment ünner’n Gran Sasso. De Mengde vun dörtig Tunnen, de dorför bruukt worrn is, ümfaat mehrere Weltjohresprodukschonen.

Dat Galliumtriiodid GaI₃ (CAS: 13450-91-4) kann ton Herstellen vun Galliumphosphid GaP för rode un gröne Lüüchtdioden bruukt warrn.

Ünner de Lüüd, de Elementen sammeln doot, steiht dat Gallium hooch in’n Kurs vun wgen sien sieten Smöltpunkt. Al in de Hand lett sik dat Gallium to’n Smölten bringen.