ガリウム元素の事実|化学

ガリウムは、原子番号 31、元素記号 Ga の化学元素です。後遷移金属または塩基性金属と見なされます。ガリウムは融点が低いことで知られており、ガリウムスプーンのデモンストレーションや手に持っている純粋な金属を溶かすことさえできます。これは、元素の発見、特性、用途、およびソースを含む、ガリウムの事実のコレクションです.

ガリウムの基本情報

要素名 :ガリウム

原子番号 :31

元素記号 :ガ

原子質量 :69.723(1)

グループ :グループ 13 またはホウ素グループ

期間 :ピリオド 4

ブロック :pブロック

エレメントファミリー :ポスト遷移金属または基本金属

外観 :室温では、ガリウムは柔らかい銀青色の固体金属です。

電子配置 :[Ar] 3d 4s 4p

発見 :Lecoq de Boisbaudran は 1875 年にガリウムを発見し、分離しました。しかし、ドミトリメンデレーエフは 1871 年に元素の存在を予測しました。メンデレーエフは、提案された元素を周期表上の位置から「eka-アルミニウム」と名付けました。 Lecoq de Boisbaudran は、閃亜鉛鉱サンプルの 2 つの紫色のスペクトル線からガリウムを特定しました。彼は、水酸化物の電気分解を使用して要素を分離しました。

語源 :ド・ボワボードランは、彼の故郷であるフランスに敬意を表して、元素 31 を「ガリア」と名付けました。ガリアはガリアのラテン名です。また、ドボワボードランの名前は言葉遊びであり、彼自身とフランスにちなんで要素に名前を付けたと言う人もいます。「Le coq」はフランス語で「おんどり」を意味し、ラテン語で「おんどり」は「gallus」です。この元素は後に、金属元素の -ium サフィックスに合わせてガリウムと名付けられました。

同位体 :既知の 31 のガリウム同位体は、質量数 56 から 86 の範囲です。ガリウム 69 とガリウム 71 の 2 つの同位体は安定しており、自然界に存在します。ガリウム 69 は自然存在量の 60.1% を占め、ガリウム 71 は 39.9% を占めます。他の同位体はすべて放射性です。

用途 :ガリウムは温度計の製造に使用され、特に有毒な水銀の代わりに使用されます。ガリウムは、固体デバイスやドープ半導体の製造に重要です。ガリウム砒素は電気をコヒーレント光に変換します。金属は鮮やかな鏡面コーティングを形成します。ガリウム鼓動心臓は、水銀鼓動心臓のデモンストレーションのより安全な代替手段です.

生物学的役割 :ガリウムは、人間、動物、または植物の生物学において何の役割も果たしません。純粋な金属は無毒であると考えられています。ただし、ガリウムは体内の鉄（III）に取って代わります。 シュードモナスなどの細菌、ガリウムの取り込みは呼吸を妨げ、細胞死につながる可能性があります。人間の医療では、ガリウムは炎症を追跡し、腫瘍をマークするために使用されます。この要素には、特に非ホジキンリンパ腫と尿路上皮がんに対する抗がん特性があります。アミン - フェノールガリウム化合物は、クロロキンに耐性のあるマラリア原虫を含む、マラリア原虫に対して有毒です。

ソース :ガリウムの主な商用供給源はボーキサイト鉱石です。ガリウムの生産は、アルミニウム加工の副産物です。少量のガリウムは、閃亜鉛鉱、その他の硫化亜鉛鉱、および一部の種類の石炭から抽出されます。ガリウムの分離は、水酸化カリウム溶液中でその水酸化物を電気分解することによって行われます。

物理データ

密度：5.91g/cm

融点 :302.9146 K (29.7646 °C, 85.5763 °F)

沸点 :2673 K (2400 °C, 4352 °F)

20ºC での状態: 固体

融合の熱 :5.59 kJ/mol

気化熱 :256 kJ/mol

モル熱容量 :25.86 J/(mol・K)

磁気注文 :反磁性

結晶構造 :斜方晶

モース硬度 :1.5

原子データ

原子半径 :午後 135 時 (経験的)

共有半径 :122±午後3時

ファンデルワールス半径 ：午後187時

電気陰性度 :1.81 (ポーリングスケール)

第一イオン化エネルギー :578.8 kJ/mol

第 2 イオン化エネルギー :1979.3 kJ/mol

第 3 イオン化エネルギー :2963 kJ/mol

酸化状態 :-5、-4、-2、-1、+1、+2、+3

ガリウムに関する 10 の事実

<オール>

ガリウム元素は自然界では遊離していません。ただし、精錬するとすぐに金属が放出されます。

ガリウムを手のひらで溶かしたり、スプーン 1 杯分を温かい飲み物に溶かしたりできます。

すべての元素の中で、ガリウムは液体として最高の温度範囲を持っています。ガリウムの融点と沸点の間には 2373 °C があります!

ほとんどの物質とは異なり、ガリウムは凍結すると膨張します。この挙動を示す別の物質は水です。ガリウムはガラスや金属の容器に保管しないでください。元素が固まると粉々になる可能性があります。

非常に明るい青色 LED を生成するためにヒ化ガリウムが使用されています。

液体ガリウムは、要素が多くの表面を濡らすため、優れた鏡を形成します。ガリウムは、ガラス、磁器、さらには人間の皮膚を濡らします。

「ガリウムの鼓動」は、「水銀の鼓動」化学デモンストレーションの安全な代替品です。

ガリウムの 95% 以上が半導体産業で使用されています。

純粋なガリウムは無機酸による攻撃に耐性があります。表面に形成される酸化物層が内部を保護します。

他の金属に添加すると、ガリウムは低融点合金を形成します。

参考文献

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