گالیم Ga 31، عنصری از جدول تناوبی

همه چیز درباره گالیم (Ga)

گالیم Ga 31، عنصری از جدول تناوبی

گالیم، (به انگلیسی : Gallium) با علامت اختصاری Ga و عدد اتمی ۳۱، عنصری از جدول تناوبی در دسته فلزها است که در ادامه بیشتر با آن آشنا می شوید. با دانشچی همراه باشید.

گالیم در دمای اتاق جامد با جلای نقره‌ای٬نقطه‌ ذوب ۲۹٫۷٬نقطه جوش ۲۴۰۳ درجه جرم حجمی ۵٫۹ در حدود ۰ درجه بدون جامد شدن خنک می‌شود. با ساید باز واکنش می‌دهد٬ در جیوه اندکی حل می‌شود. گالیوم جامد سبکتر از مایع آن است. در دستگاه راست لوزی متبلور می‌شود.

ترکیب های آن بسیار کمیابند تا ۹۹٫۹۹۹۹ درصد خلوص نیز تهیه شده است. اگر آن را در دست فشار دهیم ذوب می‌شود؛ زیرا دمای دست ۴۰درجه اما دمای ذوب گالیم ۲۹٫۷ درجه سانتی گراد است و چون دمای گرمای دست بیشتر از دمای ذوب گالیم است، گالیم ذوب می‌شود همچنین وقتی آن را در اسید سولفوریک و محلول دی کرومات غوطه‌ور کنید، گالیوم همانند یک قلب زنده می‌تپد و ضربان دارد چرا که کشش سطحی آن افزایش پیدا می‌کند.

شناسنامه گالیم

عدد اتمی: ۳۱

جرم اتمی:۶۹٫۷۲

نقطه ذوب : C° ۲۹٫۷۶

نقطه جوش : C° ۲۲۰۴

شعاع اتمی : Å ۱٫۸۱

ظرفیت: ۳و۲

رنگ: سفید – نقره ای

حالت استاندارد: جامد

نام گروه: ۱۳

انرژی یونیزاسیون : Kj/mol 578.8

ویژگی های گالیم

گالیم با درجه خلوص بالا رنگ نقره‌ای جذابی داشته و فلز جامد آن مانند شیشه می‌شکند. فلز گالیم در صورت سخت شدن ۳,۱ درصد انبساط می‌یابد، بنابراین نباید آنرا در ظروف شیشه‌ای یا فلزی نگهداری کرد. همچنین گالیم ، بیشتر فلزات دیگر را با نفوذ در شبکه فلزی آنها فرسوده می‌کند. گالیم یکی از چهار فلزی ( سزیم ، جیوه و روبیدیم ) است که در دمای نزدیک به دمای معمولی اطاق به شکل مایع هستند و بنابراین می‌توان از آنها در دماسنجهای دمای بالا استفاده نمود.

از نکات قابل توجه این عنصر ، دارا بودن یکی از بزرگترین بازه‌های مایع (منظور فاصله بین دمای ذوب و دمای تبخیر می‌باشد) برای یک فلز و دارا بودن فشار بخار کم در دماهای زیاد است. این فلز تمایل شدیدی به فوق سرد شدن زیر نقطه ذوب خود دارد، لذا برای سخت نمودن آن استفاده از ریزبلورها ( ذرات ریزی که برای منجمد کردن بکار می‌رود ) ضروری است.

گالیم با درجه خلوص بالا توسط اسیدهای معدنی به‌آهستگی مورد حمله قرار می‌گیرند. نقطه ذوب آن بسیار پایین است (T=30°C) و چگالی آن در حالت مایع بیشتر از حالت بلوری آن می‌باشد، ( همانند آب ، برای فلزات معمولا” تاثیرات معکوس دیده می‌شود ).

گالیم بصورت هیچ یک از ساختارهای بلوری ساده متبلور نمی‌شود. حالت پایدار در شرایط عادی به‌صورت قائم‌الزاویه با ۸ اتم در سلول واحد معمولی می‌باشد. هر اتم تنها یک همسایه نزدیک ( در مسافت A 44,2 ) و شش همسایه دیگر در ۳۹,۰A دارد. بسیاری از حالات پایدار و فراپایدار ، تابع دما و فشار هستند.

عامل اتصال اتمهای نزدیکتر ، ویژگی کووالانسی است، بنابراین دوتائی های Ga2 اساسی‌ترین بخش این ساختار بلوری می‌باشد. ترکیب آرسنید گالیم قادر است الکتریسیته را مستقیماً به نور هم‌فاز تبدیل کند ( این ویژگی برای دیودهای نورفشان ضروری است ).

کاربردهای گالیم

عمده‌ترین مورد استفاده گالیم در IC های آنالوگ است و دومین کاربرد نهائی عمده آن در دستگاههای الکترونیک نوری ( بیشتر دیودهای لیزری و دیودهای نور فشان ) می‌باشد.

گالیم چون باعث خیس شدن شیشه یا چینی می‌شود، در ساخت آئینه‌های بسیار شفاف بکار می‌رود.

به‌طور وسیع برای استحکام نیمه‌هادی ها داشته و در ساخت ابزار جامد مثل ترانزیستور مورد استفاده قرار می‌گیرد.

گالیم به‌راحتی با بیشتر فلزات آلیاژ تشکیل داده و بعنوان بخشی از آلیاژهای زود ذوب بکار می‌رود.

استفاده از گالیت منیزیم دارای ناخالصی (مانند Mn+2 )، در ساخت پودر فسفر فعال شده با اشعه ماورای بنفش آغاز گشته است.

از گالیم در صنعت چینی و شیشه به عنوان براق کننده استفاده می شود. مذاب گالیم سطح چینی و شیشه را به طور کامل تر کرده و زمانی که شیشه با آن پوشیده می شود، یک سطح براق و آینه مانند ایجاد می کند. گالیم قابلیت آلیاژسازی با بسیاری از فلزات را دارا بوده و بنابراین از آن برای ساخت آلیاژهای نقطه ذوب پایین استفاده می شود. در سلاح های هسته ای از گالیم برای پایدار کردن آلوتروپ های پولوتونیم اسفاده می شود.

گالیم خواص نیمه هادی دارد، به ویژه گالیم – آرسنیک که می تواند الکتریسیته را به نور تبدیل کند و در دیودهای نشر کننده نور(LEیs) برای ساعت ها و نمایشگرهای الکترونیکی استفاده می شود.

اثر گالیم بر سلامتی انسان

گالیم به عنوان یک عنصر غیر سمی شناخته می شود.مقادیر کمی از آن در بدن موجود است، در بدن یک فرد ۷۰ کیلوگرمی حدود ۰٫۷ میلی گرم گالیم وجود دارد.حتی گالیم رادیواکتیو(ترکیب گالیم با نمک اسید سیتریک)می تواند برای اسکن گالیمی بدون هیچ اثر مخربی به بدن تزریق شود.

برخی ترکیبات گالیم بسیار سمی است. مواجهه ی حاد با گالیم تری کلرید می تواند منجر به سوزش گلو، تنگی نفس و درد سینه و شعله ی آن می تواند وضعیت بدتری را مانند مشکلات ریوی و فلج های موضعی ایجاد کند.

اثرات زیست محیطی گالیم

یکی از مشکلات عمده ای که در ارتباط با گالیم وجود دارد این است که این عنصر شیمیایی در تسلیحات هسته ای به کار میرود و باعث آلودگی های زیست محیطی میشود. گالیم برای نگهداری برخی از بمب های هسته ای در گودال های خاصی مورد استفاده قرار میگیرد. زمانیکه گودال کنده میشود، پودر اکسید پلوتونیم تشکیل میشود و گالیم در پولوتونیم باقی می ماند.

این نوع پلوتونیم به عنوان سوخت غیر قابل استفاده است زیرا گالیم همراه آن به سایر عناصر تجزیه میشود. اگر گالیم حذف شود، پلوتونیم مفید خواهد بود و میتوان از آن استفاده کرد. مشکلی که برای جداسازی پلوتونیم از گالیم وجود دارد این است که آلودگی رادیواکتیو وسیع آبی را سبب میشود.

گالیم یکی از عناصر مفید برای استفاده در بمبهای رادیواکتیو است ولی آلودگی ایجاد میکند و آلودگی حاصل از آن اثرات مخربی برای زمین و سلامتی ساکنان آن دارد. اگر چه تلاشهای بسیاری برای برطرف کردن آلودگی آب انجام شده است اما روشهایی که برای تبدیل و تهیه سوخت پلوتونیم به کار میرود، هزینه سنگینی برابر با ۲۰۰ میلیون دلار دارد. دانشمندان برای برطرف کردن آلودگی حاصل از پلوتونیم بر روی روشهای جدیدتری کار میکنند، اما برای تکمیل این روشها زمان زیادی احتیاج است.

 

عنصر گالیم _ دانشچی

اشتراک گذاری

جوابی بنویسید

ایمیل شما نشر نخواهد شدخانه های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*