Галлий Ga

Открытие

Галлий был предсказан до того, как его нашли. В 1871 году Дмитрий Менделеев оставил в своей периодической таблице пустое место под алюминием и на удивление подробно описал недостающий «экаалюминий», включая его приблизительный атомный вес, плотность и поведение оксида.

В 1875 году французский химик Поль Эмиль Лекок де Буабодран исследовал спектроскопом цинковую обманку из Пиренеев и заметил две фиолетовые линии, не совпадавшие ни с одним известным элементом. Позже в том же году он получил немного металла электролизом раствора его гидроксида.

Сначала Лекок сообщил о плотности около 4,7 г/см³. Менделеев написал ему, что образец, по-видимому, загрязнён, поскольку его предсказание было близко к 5,9. После дополнительной очистки измеренное значение составило около 5,9. Этот эпизод убедил многих химиков, что периодическая таблица — настоящая теория с предсказательной силой, а не просто удобный список.

Происхождение названия

Название происходит от Gallia — латинского названия Франции. Поскольку латинское gallus означает «петух», а по-французски эта птица — le coq, некоторые подозревали, что Лекок спрятал в названии элемента собственное имя; он это отрицал. Символ Ga имеет тот же корень.

Основные применения

• Нитрид галлия (GaN) сделал возможными эффективные синие светодиоды, принеся Исаму Акасаки, Хироси Амано и Сюдзи Накамуре Нобелевскую премию по физике 2014 года. GaN также лежит в основе белого светодиодного освещения, маленьких быстрых зарядных устройств и усилителей базовых станций 5G.
• Арсенид галлия (GaAs) переносит электроны быстрее кремния и используется в радиочастотных микросхемах телефонов, высокоэффективных солнечных элементах спутников и инфракрасных светодиодах.
• Легкоплавкие сплавы, например галлий-индий-олово, при комнатной температуре жидкие и заменяют ртуть в некоторых термометрах.
• Медицина использует радиоактивные галлий-67 и галлий-68 для диагностической визуализации.

Изотопы

Природный галлий состоит из двух стабильных изотопов: галлия-69 (около 60%) и галлия-71 (около 40%). Из радиоактивных изотопов галлий-67 имеет период полураспада около 3,3 дня и давно применяется для визуализации лимфом и очагов инфекции. Галлий-68 с периодом полураспада около 68 минут получают на месте из германий-68-генератора и присоединяют к нацеливающим молекулам для ПЭТ, особенно при раке предстательной железы и нейроэндокринных опухолях.

В повседневной жизни

Галлий не добывают сам по себе. Его извлекают как побочный продукт при получении глинозёма из бокситов или при переработке цинковых руд. Небольшие его количества оказываются в радиочастотных микросхемах телефонов, светодиодных лампах и зарядных устройствах ноутбуков.

Сам галлий малотоксичен, но агрессивен по отношению к алюминию: он проникает по границам зёрен и делает металл хрупким. Поэтому его перевозка на самолётах ограничена. Он также смачивает стекло и кожу, оставляя серые пятна, так что обращаться с ним лучше в перчатках.