هذا العنصر ليس منتشرا على نطاق واسع في القشرة الأرضية، فهو يقدم العديد من حالات الأكسدة ويطلق عدة إلكترونات. في الواقع، ربما يكون الغاليوم هو المعدن الوحيد الذي يتميز بخاصية الذوبان في راحة اليد والوصول إلى اللون الأزرق المعدني. تعرف على المزيد حول هذا العنصر وخصائصه الكيميائية المشابهة للألمنيوم.
ما هو الغاليوم؟
كعنصر كيميائي، فهو معدن من عائلة الكتلة P في الجدول الدوري. وهو يقع بالقرب من أشباه الفلزات، وهو ناعم وله نقطة انصهار منخفضة جدًا. بالإضافة إلى ذلك، فهو يحتوي على العدد الذري 31، وفي حالته الصلبة يظهر لونًا فضيًا أو أبيضًا جميلاً، ويستخدم على نطاق واسع في صناعة السبائك.
رمز الغاليوم
Ga اسمها يأتي من اللاتينية Gallia أو Gallus، شعب فرنسا القديم، وهو ما يعني الديك. وكان مقر إقامة مكتشفها بول إميل ليكوك دي بويسبرودران، الذي أطلق عليها هذا الاسم بسبب خصائصها الكيميائية النادرة.
خصائص الغاليوم
وهو يقع في المجموعة 13، الدورة 4 ورمزه Ga في الجدول الدوري. له قاعدة زجاجية وهو أحد العناصر الأربعة القادرة على التحول إلى الحالة السائلة والبقاء في درجة حرارة الغرفة. الخصائص الأخرى للجاليوم هي:
- الحالة : صلبة وهشة وسائلة.
- اللون : فضي لامع، ولكن عندما يصبح سائلاً يكون لونه أزرق معدني كثيف.
- الطعم والرائحة : يكون قابضاً أو يابساً، ليس له رائحة مميزة.
- السمية : متوسطة لأنه يدمر المعادن الأخرى بسهولة.
- التفاعلية : منخفضة عند درجة حرارة الغرفة، ولكنها عالية عند الأكسدة.
- البنية : تشكل بلورات متعامدة الشكل تحتوي على 8 ذرات في وجهها.
- الذوبان : وهو قابل للذوبان في الماء.
الخصائص الكيميائية والفيزيائية للجاليوم
- العدد الذري : 31
- الفترة : 4
- الكتلة : ص
- المجموعة : 13
- حالة الأكسدة : 3
- نصف القطر التساهمي (Å): 126 بعد الظهر
- متوسط نصف القطر: 130 ساعة
- الكثافة: 5904 كجم/م3
- الموصلية الحرارية: 40.6 واط/(كم)
- التكوين الإلكتروني: [Ar] 4 s² 3d10 4p1
- الكتلة الذرية (جم/مول): 69.723 ش
- جهد التأين الأول: (eV): 6.02
- نقطة الغليان: 2204 درجة مئوية
- نقطة الانصهار: 30 درجة مئوية
- نصف القطر الذري: 136 م
- الإلكترونات لكل غلاف: 2، 8، 18، 3
- السالبية الكهربية: 1.81
- الحرارة النوعية: 370 جول / (كجم)
أصل الغاليوم
مندليف، مبتكر الجدول الدوري، عثر على هذا العنصر ولاحظ أن له خصائص مشابهة للألمنيوم وأطلق عليه اسم إيكا-ألومنيوم. ومع ذلك، في عام 1875، اكتشفه الكيميائي الفرنسي بول إميل ليكوك دي بويسبودران باستخدام التحليل الطيفي أو خطين للأشعة فوق البنفسجية، مما كشف عن العنصر. ثم قام بعزله عن طريق التحليل الكهربائي لهيدروكسيد البوتاسيوم وحصل على أول عينة طبيعية من العنصر الكيميائي الغاليوم. وبعد التحقق من خصائصه الكيميائية، أطلق عليه اسم بلده جاليا.
في ماذا يستخدم الغاليوم؟
يستخدم بناء الغاليوم في سبائك مختلفة مع عناصر أخرى في الجدول الدوري. نظرًا لانخفاض نقطة انصهارها، فإن مركباتها عبارة عن أشباه موصلات وتستخدم في صناعة صمامات العرض LED والترانزستورات والرقائق والخلايا ومشغلات Blu-Ray. العناصر الأخرى لهذا العنصر هي:
تصنيع أجهزة قياس الحرارة
يتم استخدام سبيكة جالينستان في مرحلتها السائلة لقراءة درجة الحرارة التي يشير إليها مقياس الحرارة. يحتوي هذا على نقطة انصهار تبلغ -18 درجة مئوية، مما يسمح بقراءة دقيقة لدرجة الحرارة لقياس مستويات الحمى.
تصنيع المرآة
تكون السبائك بشكل عام رطبة وتنتشر بسرعة في الوسائط الخزفية أو الزجاجية. ولذلك، فهي مفيدة في صنع المرايا الفضية المصنوعة عن طريق صب عينة سائلة على السطح.
إنتاج المخدرات
يستخدم الغاليوم في إنتاج الأدوية التي تعالج الالتهابات التي تسببها البكتيريا والطفيليات. كما تستخدم أملاحه غير العضوية لعلاج فرط كالسيوم الدم وسرطان العظام.
عنصر المحفز
المحفزات هي المسؤولة عن تشتت ذرات المعادن الأخرى. أحد هذه العناصر هو الغاليوم-البلاديوم، الذي يستخدم في تحويل البيوتان إلى جزيئات غير مشبعة شديدة التفاعل، وضرورية للعمليات الصناعية. في هذه الحالة، يعمل المحفز كدعم لذرات البلاديوم.
كيفية الحصول على الغاليوم؟
تم العثور على هذا العنصر بكميات قليلة في الزنك والرصاص والحديد والألمنيوم والجرمانيوم. ويوجد في القشرة الأرضية بنسبة 1% في مركبات مثل البوكسيت والبيريت والكربونات والجرمانيت. ثم يتم الحصول عليها من خلال عملية تعدينية لاستخلاص آثار المعادن السابقة، حيث يتم تنظيفها من الشوائب والكبريتيدات، للحصول على عينة نظيفة.
أنت تعلم الآن أن الغاليوم نادر في الطبيعة، ولا يوجد إلا مع المركبات والعناصر الأخرى. وهي تتميز بحالتها الصلبة والسائلة، مع نقطة انصهار منخفضة، مما يجعلها مثالية لصنع السبائك في مختلف القطاعات الصناعية. سميته معتدلة، مما يؤدي إلى خلق الأدوية.