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गैलियम धातु। गैलियम एक तरल धातु है

गैलियम परमाणु संख्या 31 के साथ D. I. मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की चौथी अवधि के तीसरे समूह के मुख्य उपसमूह का एक तत्व है। इसे प्रतीक Ga (lat. गैलियम). हल्की धातुओं के समूह से संबंधित है। सरल पदार्थ गैलियम एक नीले रंग की टिंट के साथ एक नरम, नमनीय चांदी-सफेद धातु है।

परमाणु संख्या - 31

परमाणु द्रव्यमान - 69.723

घनत्व, किग्रा/मी³ - 5910

गलनांक, ° С - 29.8

ताप क्षमता, kJ / (kg ° С) - 0.331

वैद्युतीयऋणात्मकता - 1.8

सहसंयोजक त्रिज्या, Å - 1.26

पहला आयनीकरण क्षमता, ईव - 6.00

गैलियम की खोज का इतिहास

फ्रांसीसी रसायनशास्त्री पॉल एमिल लेकोक डी बोइसबुद्रान इतिहास में तीन नए तत्वों के खोजकर्ता के रूप में नीचे गए: गैलियम (1875), समैरियम (1879) और डिस्प्रोसियम (1886)। इनमें से पहली खोज ने उन्हें प्रसिद्धि दिलाई।

उस समय, फ्रांस के बाहर, वह बहुत कम जाना जाता था। वह 38 वर्ष के थे, वे मुख्य रूप से स्पेक्ट्रोस्कोपिक अनुसंधान में लगे हुए थे। Lecoq de Boisbaudran एक अच्छे स्पेक्ट्रोस्कोपिस्ट थे, और यह अंततः सफलता की ओर ले गया: उन्होंने वर्णक्रमीय विश्लेषण द्वारा अपने सभी तीन तत्वों की खोज की।

1875 में, लेकोक डी बोइसबॉड्रन ने पियरेफिट (पाइरेनीस) से लाए गए जस्ता मिश्रण के स्पेक्ट्रम की जांच की। इसी स्पेक्ट्रम में एक नई वायलेट रेखा की खोज की गई थी। नई रेखा ने खनिज में एक अज्ञात तत्व की उपस्थिति का संकेत दिया, और स्वाभाविक रूप से, लेकोक डी बोइसबॉड्रन ने इस तत्व को अलग करने के लिए हर संभव प्रयास किया। यह करना आसान नहीं था: अयस्क में नए तत्व की मात्रा 0.1% से कम थी, और कई मायनों में यह जिंक* के समान थी। लंबे प्रयोगों के बाद, वैज्ञानिक एक नया तत्व प्राप्त करने में कामयाब रहे, लेकिन बहुत कम मात्रा में। इतना छोटा (0.1 ग्राम से कम) कि लेकोक डी बोइसबॉड्रन इसके भौतिक और रासायनिक गुणों का पूरी तरह से अध्ययन नहीं कर सका।

गैलियम की खोज की घोषणा - इसलिए फ्रांस के सम्मान में (गैलिया - इसका लैटिन नाम) एक नए तत्व का नाम दिया गया - पेरिस एकेडमी ऑफ साइंसेज की रिपोर्ट में दिखाई दिया।

यह संदेश डी.आई. मेंडेलीव ने एकालुमिनियम को पहचाना, जिसकी उन्होंने पांच साल पहले भविष्यवाणी की थी, गैलियम में। मेंडेलीव ने तुरंत पेरिस को लिखा। "खोज और अलगाव की विधि, साथ ही वर्णित कुछ गुण, सुझाव देते हैं कि नई धातु ईकालुमिनियम से ज्यादा कुछ नहीं है," उनके पत्र ने कहा। इसने उस तत्व के लिए अनुमानित गुणों को दोहराया। इसके अलावा, गैलियम के एक दाने को अपने हाथों में पकड़े बिना, रूसी रसायनज्ञ ने दावा किया कि तत्व के खोजकर्ता से गलती हुई थी, कि नई धातु का घनत्व 4.7 के बराबर नहीं हो सकता, जैसा कि लेकोक डी बोइसबुद्रान ने लिखा था , - यह लगभग 5.9...6.0 g/cm3 अधिक होना चाहिए! लेकिन अनुभव ने विपरीत दिखाया: खोजकर्ता गलत था। मेंडेलीव द्वारा भविष्यवाणी की गई तत्वों में से पहले की खोज ने स्थिति को काफी मजबूत किया आवधिक कानून.

खोज फ्रांसीसीप्रकृति में

पृथ्वी की पपड़ी में गैलियम की औसत सामग्री 19 g/t है। गैलियम दोहरी भू-रासायनिक प्रकृति वाला एक विशिष्ट ट्रेस तत्व है। एकमात्र गैलियम खनिज, CuGaS 2 गैलाइट, बहुत दुर्लभ है। गैलियम की जियोकेमिस्ट्री एल्युमीनियम के जियोकेमिस्ट्री से निकटता से संबंधित है, जो उनके भौतिक-रासायनिक गुणों की समानता के कारण है। लिथोस्फीयर में गैलियम का मुख्य भाग एल्यूमीनियम खनिजों में बंद है। मुख्य चट्टान बनाने वाले तत्वों (Al, Fe, आदि) के साथ इसके क्रिस्टल रासायनिक गुणों की निकटता और उनके साथ समरूपता की व्यापक संभावना के कारण, महत्वपूर्ण क्लार्क मूल्य के बावजूद गैलियम बड़े संचय नहीं करता है। गैलियम की उच्च सामग्री वाले निम्नलिखित खनिज प्रतिष्ठित हैं: स्पैलेराइट (0 - 0.1%), मैग्नेटाइट (0 - 0.003%), कैसराइट (0 - 0.005%), गार्नेट (0 - 0.003%), बेरिल (0 - 0.003%) ), टूमलाइन (0 - 0.01%), स्पोड्यूमिन (0.001 - 0.07%), फ़्लोगोपाइट (0.001 - 0.005%), बायोटाइट (0 - 0.1%), मस्कोवाइट (0 - 0.01%), सेरीसाइट (0 - 0.005%), लेपिडोलाइट (0.001 - 0.03%), क्लोराइट (0 - 0.001%), फेल्डस्पार (0 - 0.01%), नेफलाइन (0 - 0.1%), हेक्मेनाइट (0.01 - 0.07%), नैट्रोलाइट (0 - 0.1%)।

भौतिक गुण फ्रांसीसी

शायद गैलियम की सबसे प्रसिद्ध संपत्ति इसका गलनांक है, जो 29.76 डिग्री सेल्सियस है। यह आवर्त सारणी (पारा के बाद) में दूसरी सबसे ज्वलनशील धातु है। यह आपको धातु को अपने हाथ में रखते हुए पिघलाने की अनुमति देता है। गैलियम उन कुछ धातुओं में से एक है जो पिघले हुए जमने पर फैलती है (अन्य Bi, Ge हैं)।

क्रिस्टलीय गैलियम में कई बहुरूपी संशोधन हैं, हालांकि, केवल एक (I) थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर है, जिसमें एक ऑर्थोरोम्बिक (स्यूडोटेट्रागोनल) जाली है जिसमें पैरामीटर a = 4.5186 Å, b = 7.6570 Å, c = 4.5256 Å है। गैलियम के अन्य संशोधन (β, γ, δ, ε) अतिशीतित बिखरी हुई धातु से क्रिस्टलीकृत होते हैं और अस्थिर होते हैं। ऊंचे दबाव में, गैलियम II और III की दो और बहुरूपी संरचनाएं देखी गईं, जिनमें क्रमशः क्यूबिक और टेट्रागोनल लैटिस हैं।

T=20°C पर ठोस अवस्था में गैलियम का घनत्व 5.904 g/cm³ है।

गैलियम की विशेषताओं में से एक तरल अवस्था (30 से 2230 डिग्री सेल्सियस तक) के अस्तित्व के लिए एक विस्तृत तापमान सीमा है, जबकि इसका तापमान 1100÷1200 डिग्री सेल्सियस तक कम वाष्प दबाव है। विशिष्ट ऊष्मातापमान सीमा T=0÷24 °C में ठोस गैलियम 376.7 J/kg K (0.09 cal/g deg.) के बराबर है, तरल अवस्था में T=29÷100 °C - 410 J/kg K (0.098) कैल / जी डिग्री)।

ठोस और तरल अवस्थाओं में विद्युत प्रतिरोधकता क्रमशः 53.4 10 −6 ओम सेमी (टी = 0 डिग्री सेल्सियस पर) और 27.2 10 −6 ओम सेमी (टी = 30 डिग्री सेल्सियस पर) है। अलग-अलग तापमान पर तरल गैलियम की चिपचिपाहट T=98°C पर 1.612 poise और T=1100°C पर 0.578 poise है। हाइड्रोजन वातावरण में 30 डिग्री सेल्सियस पर मापा गया सतही तनाव 0.735 N/m है। 4360 Å और 5890 Å की तरंग दैर्ध्य के लिए प्रतिबिंब गुणांक क्रमशः 75.6% और 71.3% हैं।

प्राकृतिक गैलियम में दो समस्थानिक 69 Ga (61.2%) और 71 Ga (38.8%) होते हैं। थर्मल न्यूट्रॉन कैप्चर क्रॉस सेक्शन क्रमशः 2.1·10 −28 वर्ग मीटर और 5.1·10 −28 वर्ग मीटर है।

गैलियम एक कम विषैला तत्व है। कम गलनांक के कारण, गैलियम सिल्लियों को पॉलीइथाइलीन बैग में ले जाने की सिफारिश की जाती है, जो गैलियम के पिघलने से खराब हो जाते हैं। एक समय में, धातु का उपयोग भरने के लिए भी किया जाता था (अमलगम भरने के बजाय)। यह अनुप्रयोग इस तथ्य पर आधारित है कि जब तांबे के पाउडर को पिघले हुए गैलियम के साथ मिलाया जाता है, तो एक पेस्ट प्राप्त होता है, जो कुछ घंटों के बाद कठोर हो जाता है (इंटरमेटेलिक यौगिक बनने के कारण) और फिर पिघलने के बिना 600 डिग्री तक गर्म हो सकता है।

पर उच्च तापमानगैलियम एक बहुत ही आक्रामक पदार्थ है। 500 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर, यह टंगस्टन, साथ ही कई अन्य सामग्रियों को छोड़कर लगभग सभी धातुओं को संक्षारित करता है। क्वार्ट्ज 1100 डिग्री सेल्सियस तक पिघले हुए गैलियम के लिए प्रतिरोधी है, लेकिन एक समस्या उत्पन्न हो सकती है क्योंकि इस धातु द्वारा क्वार्ट्ज (साथ ही साथ अधिकांश अन्य ग्लास) अत्यधिक गीला है। यही है, गैलियम केवल क्वार्ट्ज की दीवारों से चिपक जाएगा।

रासायनिक गुण फ्रांसीसी

गैलियम के रासायनिक गुण एल्यूमीनियम के करीब हैं। हवा में धातु की सतह पर बनने वाली ऑक्साइड फिल्म गैलियम को और ऑक्सीकरण से बचाती है। जब दबाव में गरम किया जाता है, तो गैलियम पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है, प्रतिक्रिया द्वारा यौगिक GaOOH बनाता है:

2Ga + 4H 2 O = 2GaOOH + 3H 2।

गैलियम हाइड्रोजन की रिहाई और लवण के गठन के साथ खनिज एसिड के साथ संपर्क करता है, और प्रतिक्रिया कमरे के तापमान से भी नीचे होती है:

2Ga + 6HCl = 2GaCl 3 + 3H 2

क्षार और पोटेशियम और सोडियम कार्बोनेट के साथ प्रतिक्रिया उत्पाद Ga (OH) 4 - और, संभवतः, Ga (OH) 6 3 - और Ga (OH) 2 - आयन युक्त हाइड्रॉक्सोगैलेट्स हैं:

2Ga + 6H 2 O + 2NaOH = 2Na + 3H 2

गैलियम हलोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है: क्लोरीन और फ्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया कमरे के तापमान पर होती है, ब्रोमीन के साथ - पहले से ही -35 डिग्री सेल्सियस (लगभग 20 डिग्री सेल्सियस - प्रज्वलन के साथ), गर्म होने पर आयोडीन के साथ बातचीत शुरू होती है।

गैलियम हाइड्रोजन, कार्बन, नाइट्रोजन, सिलिकॉन और बोरॉन के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है।

उच्च तापमान पर, गैलियम विभिन्न सामग्रियों को नष्ट करने में सक्षम है और इसकी क्रिया किसी अन्य धातु के पिघलने से अधिक मजबूत होती है। तो, ग्रेफाइट और टंगस्टन गैलियम की क्रिया के लिए 800 ° C तक पिघलते हैं, एलंडम और बेरिलियम ऑक्साइड BeO - 1000 ° C तक, टैंटलम, मोलिब्डेनम और नाइओबियम 400 ÷ 450 ° C तक प्रतिरोधी होते हैं।

अधिकांश धातुओं के साथ, गैलियम बिस्मथ के अपवाद के साथ-साथ जस्ता, स्कैंडियम और टाइटेनियम उपसमूहों की धातुओं के साथ गैलाइड्स बनाता है। गैलाइड्स में से एक V 3 Ga में 16.8 K का उच्च सुपरकंडक्टिंग संक्रमण तापमान है।

गैलियम बहुलक हाइड्राइड बनाता है:

4LiH + GaCl 3 = ली + 3LiCl।

आयन स्थिरता श्रृंखला BH 4 - → AlH 4 - → GaH 4 - में घट जाती है। आयन BH 4 - जलीय घोल में स्थिर, AlH 4 - और GaH 4 - जल्दी से हाइड्रोलाइज़:

जीएएच 4 - + 4एच 2 ओ \u003d गा (ओएच) 3 + ओएच - + 4एच 2 -

जब Ga (OH) 3 और Ga 2 O 3 एसिड में घुल जाते हैं, तो एक्वा कॉम्प्लेक्स 3+ बनते हैं, इसलिए, गैलियम लवण को क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स के रूप में जलीय घोल से अलग किया जाता है, उदाहरण के लिए, गैलियम क्लोराइड GaCl 3 * 6H 2 O , पोटेशियम गैलियम फिटकरी KGa (SO 4) 2 * 12H2O।

सल्फ्यूरिक अम्ल के साथ गैलियम की अन्योन्य क्रिया दिलचस्प है। यह मौलिक सल्फर की रिहाई के साथ है। इस मामले में, सल्फर धातु की सतह को ढंकता है और इसके आगे के विघटन को रोकता है। यदि, हालांकि, धातु को गर्म पानी से धोया जाता है, तो प्रतिक्रिया फिर से शुरू हो जाएगी और तब तक जारी रहेगी जब तक कि गैलियम पर सल्फर की एक नई "त्वचा" विकसित नहीं हो जाती।

बुनियादी कनेक्शन फ्रांसीसी

Ga2H6- वाष्पशील तरल, टी पी एल -21.4 डिग्री सेल्सियस, बीपी टी 139 डिग्री सेल्सियस। लिथियम या थैलियम हाइड्रेट के साथ ईथर के निलंबन में, यह LiGaH 4 और TlGaH 4 यौगिक बनाता है। यह ट्राइथाइलमाइन के साथ टेट्रामेथिलडिगलेन के उपचार के परिणामस्वरूप बनता है। डिबोराने के रूप में केले के बंधन हैं

Ga2O3- सफेद या पीला पाउडर, टी पी एल 1795 डिग्री सेल्सियस। यह दो संशोधनों के रूप में मौजूद है। α- गा 2 ओ 3 - 6.48 ग्राम / सेमी³ के घनत्व के साथ रंगहीन त्रिकोणीय क्रिस्टल, पानी में थोड़ा घुलनशील, एसिड में घुलनशील। β- गा 2 ओ 3 - 5.88 ग्राम / सेमी³ के घनत्व के साथ रंगहीन मोनोक्लिनिक क्रिस्टल, पानी, एसिड और क्षार में थोड़ा घुलनशील। 260 डिग्री सेल्सियस या ऑक्सीजन वातावरण में हवा में धातु गैलियम को गर्म करके या गैलियम नाइट्रेट या सल्फेट को शांत करके प्राप्त किया जाता है। ΔH° 298(arr) -1089.10 kJ/mol; ΔG° 298(arr) -998.24 kJ/mol; एस° 298 84.98 जे/मोल*के. वे एम्फ़ोटेरिक गुण दिखाते हैं, हालांकि मुख्य गुण, एल्यूमीनियम की तुलना में बढ़ाए जाते हैं:

Ga 2 O 3 + 6HCl \u003d 2GaCl 2 Ga 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O \u003d 2Na Ga 2 O 3 + Na 2 CO 3 \u003d 2NaGaO 2 + CO 2

गा (ओएच) 3- हाइड्रॉक्साइड्स और क्षार धातुओं के कार्बोनेट (पीएच 9.7) के साथ त्रिसंयोजक गैलियम के लवण के घोल के उपचार के दौरान जेली जैसे अवक्षेप के रूप में अवक्षेपित होता है। यह केंद्रित अमोनिया और केंद्रित अमोनियम कार्बोनेट घोल में घुल जाता है, उबालने पर अवक्षेपित हो जाता है। गर्म करके, गैलियम हाइड्रॉक्साइड को GaOOH में परिवर्तित किया जा सकता है, फिर Ga 2 O 3 *H 2 O, और अंत में Ga 2 O 3 में। ट्रिवेलेंट गैलियम के लवणों के हाइड्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जा सकता है।

GaF3 - सफेद पाउडर. टी पीएल> 1000 डिग्री सेल्सियस, टी किप 950 डिग्री सेल्सियस, घनत्व - 4.47 ग्राम / सेमी³। पानी में थोड़ा घुलनशील। ज्ञात क्रिस्टलीय GaF 3 ·3H 2 O. एक फ्लोरीन वातावरण में गैलियम ऑक्साइड को गर्म करके प्राप्त किया जाता है।

GaCl3- रंगहीन हीड्रोस्कोपिक क्रिस्टल। टी पीएल 78 डिग्री सेल्सियस, टी किप 215 डिग्री सेल्सियस, घनत्व - 2.47 ग्राम / सेमी³। पानी में अच्छे से घोल लें। में जलीय समाधानहाइड्रोलाइज्ड। सीधे तत्वों से प्राप्त किया। इसका उपयोग कार्बनिक संश्लेषण में उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है।

GaBr3- रंगहीन हीड्रोस्कोपिक क्रिस्टल। t pl 122 ° C, t kip 279 ° C घनत्व - 3.69 g / cm³। पानी में घुल जाता है। जलीय घोल में हाइड्रोलाइज। अमोनिया में थोड़ा घुलनशील। सीधे तत्वों से प्राप्त किया।

गाई 3- हाइग्रोस्कोपिक हल्की पीली सुई। टी पीएल 212 डिग्री सेल्सियस, टी किप 346 डिग्री सेल्सियस, घनत्व - 4.15 ग्राम / सेमी³। गर्म पानी से हाइड्रोलाइज करता है। सीधे तत्वों से प्राप्त किया।

गैस 3- पीले क्रिस्टल या सफेद अनाकार पाउडर के साथ t pl 1250 °C और घनत्व 3.65 g/cm³। यह पूरी तरह से हाइड्रोलाइजिंग करते हुए पानी के साथ इंटरैक्ट करता है। सल्फर या हाइड्रोजन सल्फाइड के साथ गैलियम की परस्पर क्रिया से प्राप्त होता है।

गा 2 (एसओ 4) 3 · 18 एच 2 ओ- पानी में रंगहीन, अत्यधिक घुलनशील पदार्थ। यह सल्फ्यूरिक एसिड के साथ गैलियम, इसके ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड की परस्पर क्रिया से प्राप्त होता है। क्षार धातुओं और अमोनियम के सल्फेट्स के साथ, यह आसानी से फिटकरी बनाता है, उदाहरण के लिए, KGa (SO4) 2 · 12H 2 O।

गा (सं 3) 3 8H 2 ओ- रंगहीन क्रिस्टल, पानी और इथेनॉल में घुलनशील। गरम करने पर यह गैलियम (III) ऑक्साइड बनाने के लिए विघटित हो जाता है। गैलियम हाइड्रॉक्साइड पर नाइट्रिक एसिड की क्रिया से प्राप्त होता है।

गैलियम प्राप्त करना

गैलियम का मुख्य स्रोत एल्यूमीनियम उत्पादन है। बायर विधि द्वारा बॉक्साइट के प्रसंस्करण के दौरान गैलियम अल (ओएच) 3 के आवंटन के बाद परिसंचारी मातृ शराब में केंद्रित है। पारा कैथोड पर इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा गैलियम को ऐसे समाधानों से अलग किया जाता है। पानी के साथ अमलगम के उपचार के बाद प्राप्त क्षारीय घोल से Ga(OH)3 अवक्षेपित होता है, जो क्षार में घुल जाता है और गैलियम को इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा अलग किया जाता है।

बॉक्साइट या नेफलाइन अयस्क के प्रसंस्करण की सोडा-लाइम विधि के साथ, गैलियम कार्बोनाइजेशन के दौरान जारी तलछट के अंतिम अंशों में केंद्रित है। अतिरिक्त संवर्धन के लिए, हाइड्रॉक्साइड्स के अवक्षेप को चूने के दूध से उपचारित किया जाता है। जिसमें के सबसेअल अवक्षेप में रहता है, और गैलियम घोल में चला जाता है, जिसमें से गैलियम ध्यान (6-8% Ga 2 O 3) CO 2 पास करके अलग किया जाता है; बाद वाले को क्षार में घोल दिया जाता है और गैलियम को इलेक्ट्रोलाइटिक रूप से अलग कर दिया जाता है।

तीन-परत इलेक्ट्रोलिसिस विधि द्वारा अल रिफाइनिंग प्रक्रिया के अवशिष्ट एनोडिक मिश्र धातु भी गैलियम के स्रोत के रूप में काम कर सकते हैं। जिंक के उत्पादन में, गैलियम के स्रोत सब्लिमेट्स (वेल्ट्ज ऑक्साइड) हैं जो जिंक सिंडर के लीचिंग टेलिंग के प्रसंस्करण के दौरान बनते हैं।

एक क्षारीय घोल के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त तरल गैलियम, पानी और एसिड (HCl, HNO 3) से धोया जाता है, इसमें 99.9-99.95% Ga होता है। निर्वात मेल्टिंग, ज़ोन मेल्टिंग, या मेल्ट से एक क्रिस्टल को खींचकर एक शुद्ध धातु प्राप्त की जाती है।

गैलियम का उपयोग

गैलियम आर्सेनाइड GaAs सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए एक आशाजनक सामग्री है।

गैलियम नाइट्राइड का उपयोग अर्धचालक लेसरों और नीले और पराबैंगनी रेंज में एलईडी के निर्माण में किया जाता है। गैलियम नाइट्राइड में उत्कृष्ट रासायनिक और है यांत्रिक विशेषताएं, सभी नाइट्राइड यौगिकों के विशिष्ट।

समूह III के एक तत्व के रूप में, जो अर्धचालक में "छिद्र" चालकता को बढ़ाने में योगदान देता है, गैलियम (कम से कम 99.999% की शुद्धता के साथ) जर्मेनियम और सिलिकॉन के लिए एक योजक के रूप में उपयोग किया जाता है। V समूह के तत्वों के साथ गैलियम के इंटरमेटेलिक यौगिक - सुरमा और आर्सेनिक - में स्वयं अर्धचालक गुण होते हैं।

न्यूट्रिनो का पता लगाने के लिए गैलियम -71 आइसोटोप सबसे महत्वपूर्ण सामग्री है, और इस संबंध में, न्यूट्रिनो डिटेक्टरों की संवेदनशीलता को बढ़ाने के लिए प्रौद्योगिकी को आइसोटोप को प्राकृतिक मिश्रण से अलग करने का एक बहुत ही आवश्यक कार्य का सामना करना पड़ता है। चूंकि आइसोटोप के प्राकृतिक मिश्रण में 71 गा की सामग्री लगभग 39.9% है, एक शुद्ध आइसोटोप का अलगाव और न्यूट्रिनो डिटेक्टर के रूप में इसका उपयोग पहचान संवेदनशीलता को 2.5 गुना बढ़ा सकता है।

कांच के द्रव्यमान में गैलियम को जोड़ने से प्रकाश किरणों के उच्च अपवर्तक सूचकांक के साथ चश्मा प्राप्त करना संभव हो जाता है, और गा 2 ओ 3 पर आधारित चश्मा अवरक्त किरणों को अच्छी तरह से प्रसारित करते हैं।

गैलियम महंगा है, 2005 में दुनिया के बाजार में एक टन गैलियम की कीमत 1.2 मिलियन अमेरिकी डॉलर थी, और उच्च कीमत और साथ ही इस धातु की बड़ी आवश्यकता के कारण, एल्यूमीनियम उत्पादन के दौरान इसका पूर्ण निष्कर्षण स्थापित करना बहुत महत्वपूर्ण है। और प्रसंस्करण। सख़्त कोयलातरल ईंधन के लिए।

तरल गैलियम उस पर पड़ने वाले प्रकाश का 88% परावर्तित करता है, ठोस - थोड़ा कम। इसलिए, गैलियम दर्पण का निर्माण करना बहुत आसान है - गैलियम कोटिंग को ब्रश के साथ भी लगाया जा सकता है।

गैलियम में कई मिश्र धातुएँ होती हैं जो कमरे के तापमान पर तरल होती हैं, और इसके मिश्र धातुओं में से एक का गलनांक 3 °C होता है, लेकिन दूसरी ओर, गैलियम (मिश्र धातु) डिग्री कम) अधिकांश संरचनात्मक सामग्रियों (उच्च तापमान पर मिश्र धातुओं का टूटना और क्षरण) के लिए बहुत आक्रामक है, और शीतलक के रूप में यह अप्रभावी है, और अक्सर अस्वीकार्य है।

में गैलियम का प्रयोग करने का प्रयास किया गया है परमाणु रिएक्टर, लेकिन इन प्रयासों के परिणाम शायद ही सफल माने जा सकते हैं। गैलियम न केवल सक्रिय रूप से न्यूट्रॉन (2.71 खलिहानों के क्रॉस सेक्शन पर कब्जा) को पकड़ता है, यह अधिकांश धातुओं के साथ ऊंचे तापमान पर भी प्रतिक्रिया करता है।

गैलियम परमाणु सामग्री नहीं बन पाया। सच है, इसके कृत्रिम रेडियोधर्मी आइसोटोप 72 Ga (14.2 घंटे के आधे जीवन के साथ) का उपयोग हड्डी के कैंसर के निदान के लिए किया जाता है। गैलियम -72 क्लोराइड और नाइट्रेट को ट्यूमर द्वारा सोख लिया जाता है, और इस आइसोटोप की विकिरण विशेषता को ठीक करके, डॉक्टर लगभग सटीक रूप से विदेशी संरचनाओं के आकार का निर्धारण करते हैं।

गैलियम एक उत्कृष्ट स्नेहक है। गैलियम और निकल, गैलियम और स्कैंडियम के आधार पर व्यावहारिक रूप से बहुत महत्वपूर्ण धातु चिपकने वाले बनाए गए हैं।

उच्च तापमान को मापने के लिए गैलियम धातु को क्वार्ट्ज थर्मामीटर (पारे के बजाय) में भी भरा जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि गैलियम का क्वथनांक पारे की तुलना में कहीं अधिक होता है।

गैलियम ऑक्साइड कई रणनीतिक रूप से महत्वपूर्ण लेजर सामग्री का एक घटक है।

दुनिया में गैलियम उत्पादन

इसका विश्व उत्पादन प्रति वर्ष दो सौ टन से अधिक नहीं है। हाल ही में खोजे गए दो जमाओं के अपवाद के साथ - 2001 में गोल्ड कैनियन, नेवादा, यूएसए और 2005 में इनर मंगोलिया, चीन में - औद्योगिक सांद्रता में दुनिया में कहीं भी गैलियम नहीं पाया जाता है। (बाद के जमा में, कोयले में 958 हजार टन गैलियम की उपस्थिति स्थापित की गई - यह दुनिया के गैलियम संसाधनों का दोगुना है)।

अकेले बॉक्साइट में गैलियम के विश्व संसाधन 1 मिलियन टन से अधिक होने का अनुमान है, और चीन में कोयले में 958 हजार टन गैलियम का उल्लेख किया गया है - गैलियम के विश्व संसाधनों को दोगुना करना)।

कई गैलियम उत्पादक नहीं हैं। जीईओ गैलियम गैलियम बाजार में नेताओं में से एक है। 2006 तक इसकी मुख्य सुविधाओं में स्टेड (जर्मनी) में एक संयंत्र शामिल था, जो प्रति वर्ष लगभग 33 टन का उत्पादन करता था, सालिंड्रेस में एक संयंत्र, 20 टन / वर्ष (फ्रांस) और पिंजरा (पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया) में प्रसंस्करण - संभावित (लेकिन चालू नहीं हुआ) सिस्टम) क्षमता 50 टन / वर्ष तक।

2006 में, नंबर 1 निर्माता की स्थिति कमजोर हो गई - स्टेड उद्यम को ब्रिटिश MCP और अमेरिकन रिकैप्चर मेटल्स द्वारा खरीदा गया।

जापानी कंपनी डोवा माइनिंग जस्ता उत्पादन के उप-उत्पाद के रूप में जस्ता केंद्रित से प्राथमिक गैलियम का दुनिया का एकमात्र उत्पादक है। डोवा खनन की कुल कच्चे माल की क्षमता 20 टन/वर्ष तक अनुमानित है। कजाकिस्तान में, पावलोडर में कजाकिस्तान संयंत्र के एल्युमिनियम की कुल क्षमता 20 टन/वर्ष तक है।

चीन गैलियम का बहुत गंभीर आपूर्तिकर्ता बन गया है। चीन में, प्राथमिक गैलियम के 3 प्रमुख उत्पादक हैं - Geatwall Aluminium Co. (15 टन / वर्ष तक), शेडोंग एल्युमिनियम प्लांट (लगभग 6 टन / वर्ष) और गुइझोउ एल्युमिनियम प्लांट (6 टन / वर्ष तक)। कई सह-निर्माण भी हैं। सुमितोमो केमिकल ने चीन में 40 टन/वर्ष तक की क्षमता वाला एक संयुक्त उद्यम स्थापित किया है। अमेरिकी कंपनी एएक्सटी ने सबसे बड़े चीनी एल्युमीनियम उद्यम शांक्सी एल्युमिनियम फैक्ट्री बीजिंग जीया सेमीकंडक्टर मटेरियल कंपनी लिमिटेड के साथ एक संयुक्त उद्यम स्थापित किया है। 20 टन / वर्ष तक की क्षमता के साथ।

रूस में गैलियम का उत्पादन

रूस में, गैलियम उत्पादन की संरचना एल्यूमीनियम उद्योग के गठन से निर्धारित होती है। विलय की घोषणा करने वाले दो प्रमुख समूह - रूसी एल्यूमीनियम और एसयूएएल - एल्यूमिना रिफाइनरियों में निर्मित गैलियम साइटों के मालिक हैं।

रूसी एल्यूमीनियम: यूक्रेन में निकोलेव एल्यूमिना रिफाइनरी (उष्णकटिबंधीय बॉक्साइट के प्रसंस्करण के लिए शास्त्रीय बायर हाइड्रोकेमिकल विधि, साइट क्षमता - 12 टन गैलियम / वर्ष तक) और रूस में अचिन्स्क एल्यूमिना रिफाइनरी (नेफलाइन कच्चे माल की सिंटरिंग द्वारा प्रसंस्करण - किआ-यूर्टाइट्स) शाल्टिरस्कॉय जमा क्रास्नोयार्स्क क्षेत्र, क्षेत्र क्षमता 1.5 टन गैलियम / वर्ष है)।

SUAL: कमेंस्क-उरलस्की में क्षमता (उत्तरी यूराल बॉक्साइट अयस्क क्षेत्र के बॉक्साइट की बायर-सिंटरिंग तकनीक, साइट की क्षमता - 2 टन गैलियम / वर्ष तक), बोक्सिटोगोर्स्क एल्यूमिना रिफाइनरी (प्रोसेस बॉक्साइट) में लेनिनग्राद क्षेत्रसिंटरिंग विधि, क्षमता - 5 टन गैलियम / वर्ष, वर्तमान में मोथबॉल) और पिकालेव्स्की एल्यूमिना (साइन्टरिंग द्वारा मरमंस्क क्षेत्र के एपेटाइट-नेफलाइन अयस्कों से नेफलाइन की प्रक्रिया, साइट की क्षमता - 9 टन गैलियम / वर्ष)। कुल मिलाकर, रुसल और एसयूएएल के सभी उद्यम 20 टन / वर्ष से अधिक का उत्पादन कर सकते हैं।

वास्तविक उत्पादन कम है - उदाहरण के लिए, 2005 में, रूस से 8.3 टन गैलियम और यूक्रेन से निकोलाव एल्युमिना रिफाइनरी से 13.9 टन गैलियम निर्यात किया गया था।

सामग्री तैयार करने में क्वार कंपनी की जानकारी का उपयोग किया गया था।

धातु गैलियम

गैलियम परमाणु संख्या 31 के साथ डी। आई। मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की चौथी अवधि के तीसरे समूह के मुख्य उपसमूह का एक तत्व है। इसे प्रतीक गा (अव्य। गैलियम) द्वारा नामित किया गया है। हल्की धातुओं के समूह से संबंधित है। सरल पदार्थ गैलियम (CAS संख्या: 7440-55-3) नीले रंग की टिंट के साथ चांदी-सफेद (अन्य स्रोतों के अनुसार, हल्के भूरे रंग) रंग की एक नरम नमनीय धातु है।

धातु गैलियम

गैलियम: गलनांक 29.76 डिग्री सेल्सियस

कम विषाक्तता, आप उठा सकते हैं और पिघल सकते हैं!

अर्धचालक इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए सामग्री

गैलियम आर्सेनाइड GaAs

सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए एक आशाजनक सामग्री है।

गैलियम नाइट्राइड

नीले और पराबैंगनी रेंज में सेमीकंडक्टर लेजर और एलईडी के निर्माण में उपयोग किया जाता है। गैलियम नाइट्राइड में सभी नाइट्राइड यौगिकों के विशिष्ट रासायनिक और यांत्रिक गुण हैं।

आइसोटोप गैलियम -71

न्यूट्रिनो का पता लगाने के लिए सबसे महत्वपूर्ण सामग्री है, और इसके संबंध में, न्यूट्रिनो डिटेक्टरों की संवेदनशीलता को बढ़ाने के लिए प्रौद्योगिकी को एक प्राकृतिक मिश्रण से आइसोटोप अलगाव का एक बहुत जरूरी कार्य का सामना करना पड़ता है। चूंकि आइसोटोप के प्राकृतिक मिश्रण में 71Ga की सामग्री लगभग 39.9% है, एक शुद्ध आइसोटोप का अलगाव और न्यूट्रिनो डिटेक्टर के रूप में इसका उपयोग डिटेक्शन सेंसिटिविटी को 2.5 गुना बढ़ा सकता है।

रासायनिक गुण

गैलियम महंगा है, 2005 में दुनिया के बाजार में एक टन गैलियम की कीमत 1.2 मिलियन अमेरिकी डॉलर थी, और उच्च कीमत और साथ ही इस धातु की बड़ी मांग के कारण, एल्यूमीनियम उत्पादन में इसकी पूरी निकासी स्थापित करना बहुत महत्वपूर्ण है। और तरल ईंधन पर कोयला प्रसंस्करण।

गैलियम में कई मिश्र धातुएँ होती हैं जो कमरे के तापमान पर तरल होती हैं, और इसके मिश्र धातुओं में से एक का गलनांक 3 °C (In-Ga-Sn eutectic) होता है, लेकिन दूसरी ओर, गैलियम (कुछ हद तक मिश्र धातु) अधिकांश संरचनात्मक सामग्रियों के लिए बहुत आक्रामक (उच्च तापमान पर मिश्र धातुओं का टूटना और क्षरण)। उदाहरण के लिए, एल्यूमीनियम और इसकी मिश्र धातुओं के संबंध में, गैलियम एक शक्तिशाली ताकत कम करने वाला है (सोखना शक्ति में कमी, रेहबिंदर प्रभाव देखें)। गैलियम या इसके यूटेक्टिक मिश्र धातुओं (तरल-धातु उत्सर्जन) के साथ एल्यूमीनियम के संपर्क के दौरान गैलियम की इस संपत्ति को सबसे स्पष्ट रूप से प्रदर्शित किया गया था और पीए रेबिंडर और ईडी शुकुकिन द्वारा विस्तार से अध्ययन किया गया था। शीतलक के रूप में, गैलियम अप्रभावी है, और अक्सर अस्वीकार्य है।

गैलियम एक उत्कृष्ट स्नेहक है

. गैलियम और निकेल, गैलियम और स्कैंडियम के आधार पर, व्यावहारिक रूप से बहुत महत्वपूर्ण धातु चिपकने वाले बनाए गए हैं।

गैलियम ऑक्साइड गार्नेट समूह - जीएसएचजी, वाईएजी, आईएसजीजी, आदि के कई रणनीतिक रूप से महत्वपूर्ण लेजर सामग्रियों का हिस्सा है।

परमाणु संख्या 31 वाले तत्व में से, अधिकांश पाठकों को केवल यह याद है कि यह उन तीन तत्वों में से एक है जिसकी भविष्यवाणी डी.आई. मेंडेलीव, और वह गैलियम एक बहुत ही ज्वलनशील धातु है: इसे तरल में बदलने के लिए, हथेली की गर्मी पर्याप्त होती है।

हालाँकि, गैलियम धातुओं में सबसे अधिक पिघलने योग्य नहीं है (भले ही आप पारे की गिनती न करें)। इसका गलनांक 29.75°C है, जबकि सीज़ियम 28.5°C पर पिघलता है; केवल सीज़ियम, किसी भी क्षार धातु की तरह, आप अपने हाथों में नहीं ले सकते हैं, इसलिए, आपके हाथ की हथेली में, सीज़ियम की तुलना में गैलियम को पिघलाना स्वाभाविक रूप से आसान है।

तत्व #31 के बारे में एक कहानी गाएं, हमने जान-बूझकर कुछ ऐसा उल्लेख करके शुरू किया जो लगभग हर किसी के लिए जाना जाता है। क्योंकि इस "ज्ञात" को कुछ स्पष्टीकरण की आवश्यकता है। हर कोई जानता है कि गैलियम की भविष्यवाणी मेंडेलीव ने की थी और लेकोक डी बोइसबॉड्रन द्वारा इसकी खोज की गई थी, लेकिन हर कोई नहीं जानता कि खोज कैसे हुई। लगभग सभी जानते हैं कि गैलियम फ़्यूज़िबल है, लेकिन लगभग कोई भी इस सवाल का जवाब नहीं दे सकता है कि यह फ़्यूज़िबल क्यों है।

गैलियम की खोज कैसे हुई?

1875 में, लेकोक डी बोइसबॉड्रन ने पियरेफिट (पाइरेनीस) से लाए गए जस्ता मिश्रण के स्पेक्ट्रम की जांच की। यह इस स्पेक्ट्रम में था कि एक नई बैंगनी रेखा (तरंग दैर्ध्य 4170 ए) की खोज की गई थी। नई रेखा ने खनिज में एक अज्ञात तत्व की उपस्थिति का संकेत दिया, और स्वाभाविक रूप से, लेकोक डी बोइसबॉड्रन ने इस तत्व को अलग करने के लिए हर संभव प्रयास किया। यह करना आसान नहीं था: अयस्क में नए तत्व की मात्रा 0.1% से कम थी, और कई मायनों में यह जिंक* के समान थी। लंबे प्रयोगों के बाद, वैज्ञानिक एक नया तत्व प्राप्त करने में कामयाब रहे, लेकिन बहुत कम मात्रा में। इतना छोटा (0.1 ग्राम से कम) कि लेकोक डी बोइसबॉड्रैप इसके भौतिक और रासायनिक गुणों का पूरी तरह से अध्ययन नहीं कर सका।

* जिंक ब्लेंड से गैलियम कैसे प्राप्त किया जाता है इसका वर्णन नीचे किया गया है।

गैलियम की खोज की घोषणा फ्रांस के सम्मान में है (गैलिया उसकी है लैटिन नाम) को एक नए तत्व का नाम दिया गया - पेरिस एकेडमी ऑफ साइंसेज की रिपोर्ट में दिखाई दिया।

यह अजीब लग सकता है, लेकिन उनके पहले सकारात्मक, "मजबूत" लोगों ने इस पत्र से केवल आवधिक कानून के अस्तित्व के बारे में सीखा। पहले प्रयोगों के परिणामों को सत्यापित करने के लिए उन्होंने गैलियम के दानों को फिर से पृथक और सावधानीपूर्वक शुद्ध किया। विज्ञान के कुछ इतिहासकारों का मानना \u200b\u200bहै कि आत्मविश्वासी रूसी "भविष्यवक्ता" को शर्मिंदा करने के लिए ऐसा किया गया था। लेकिन अनुभव ने विपरीत दिखाया: खोजकर्ता गलत था। बाद में उन्होंने लिखा: "यह जरूरी नहीं है, मुझे लगता है कि मेंडेलीव के सैद्धांतिक विचारों की पुष्टि के संबंध में एक नए तत्व की घनत्व के असाधारण महत्व को इंगित करने के लिए।"

मेंडेलीव द्वारा अनुमानित तत्व संख्या 31 के अन्य गुण प्रायोगिक डेटा के साथ लगभग सटीक रूप से मेल खाते हैं। "मेंडेलीव की भविष्यवाणियां मामूली विचलन के साथ सच हुईं: एकालुमिनियम गैलियम में बदल गया।" प्रकृति की द्वंद्वात्मकता में एंगेल्स इस घटना की विशेषता बताते हैं।

कहने की जरूरत नहीं है, मेंडेलीव द्वारा भविष्यवाणी की गई पहले तत्व की खोज ने आवधिक कानून की स्थिति को काफी मजबूत किया।

गैलियम फ्यूज़िबल क्यों है?

गैलियम के गुणों की भविष्यवाणी करते हुए, मेंडेलीव का मानना \u200b\u200bथा कि यह धातु फ्यूज़िबल होनी चाहिए, क्योंकि समूह में इसके एनालॉग्स - एल्यूमीनियम और इंडियम - भी अपवर्तकता में भिन्न नहीं होते हैं।

लेकिन गैलियम का गलनांक असामान्य रूप से कम होता है, इंडियम की तुलना में पाँच गुना कम। यह गैलियम क्रिस्टल की असामान्य संरचना द्वारा समझाया गया है। उसका क्रिस्टल सेलअलग-अलग परमाणुओं ("सामान्य" धातुओं के रूप में) द्वारा नहीं, बल्कि द्विपरमाणुक अणुओं द्वारा गठित। Ga 2 अणु बहुत स्थिर होते हैं; गैलियम के तरल अवस्था में परिवर्तित होने पर भी वे संरक्षित रहते हैं। लेकिन ये अणु केवल कमजोर वैन डेर वाल्स बलों द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं, और उनके कनेक्शन को तोड़ने के लिए बहुत कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

तत्व संख्या 31 के कुछ और गुण अणुओं की डायटोमिकिटी से जुड़े हैं। तरल अवस्था में, गैलियम ठोस अवस्था की तुलना में सघन और भारी होता है। ठोस गैलियम की तुलना में तरल गैलियम की विद्युत चालकता भी अधिक होती है।

बाह्य रूप से - टिन पर सबसे अधिक: एक चांदी-सफेद नरम धातु, यह ऑक्सीकरण नहीं करता है और हवा में धूमिल नहीं होता है।

और अधिकांश रासायनिक गुणों में गैलियम एल्यूमीनियम के करीब है। एल्यूमीनियम की तरह, गैलियम परमाणु की बाहरी कक्षा में तीन इलेक्ट्रॉन होते हैं। एल्यूमीनियम की तरह, गैलियम आसानी से, ठंड में भी, हलोजन (आयोडीन को छोड़कर) के साथ संपर्क करता है। दोनों धातुएँ सल्फ्यूरिक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड में आसानी से घुल जाती हैं, दोनों क्षार के साथ प्रतिक्रिया करती हैं और एम्फ़ोटेरिक हाइड्रॉक्साइड देती हैं। प्रतिक्रियाओं के पृथक्करण स्थिरांक

गा(ओएच) 3 → गा 3+ + 3ओएच -

एच 3 गाओ 3 → 3 एच + + गाओ 3– 3

एक ही क्रम की मात्राएँ हैं।

हालाँकि, में मतभेद हैं रासायनिक गुणगैलियम और एल्यूमीनियम।

शुष्क ऑक्सीजन के साथ, गैलियम को केवल 260 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर ही ऑक्सीकरण किया जाता है, और एल्यूमीनियम, अगर यह अपनी सुरक्षात्मक ऑक्साइड फिल्म से वंचित है, तो ऑक्सीजन द्वारा बहुत जल्दी ऑक्सीकरण किया जाता है।

हाइड्रोजन के साथ, गैलियम बोरॉन हाइड्राइड्स के समान हाइड्राइड्स बनाता है। दूसरी ओर, एल्युमीनियम केवल हाइड्रोजन को घोल सकता है, लेकिन इसके साथ प्रतिक्रिया नहीं कर सकता है।

और गैलियम ग्रेफाइट, क्वार्ट्ज, पानी के समान है।

ग्रेफाइट पर - वह जो कागज पर एक ग्रे निशान छोड़ता है।

क्वार्ट्ज पर - विद्युत और थर्मल अनिसोट्रॉपी।

गैलियम क्रिस्टल का विद्युत प्रतिरोध इस बात पर निर्भर करता है कि धारा किस अक्ष पर प्रवाहित होती है। अधिकतम से न्यूनतम का अनुपात 7 - किसी भी अन्य धातु से अधिक है। थर्मल विस्तार के गुणांक के लिए भी यही सच है।

तीन क्रिस्टलोग्राफिक अक्षों (रंबिक गैलियम क्रिस्टल) की दिशा में इसके मान 31:16:11 के रूप में संबंधित हैं।

और गैलियम पानी के समान है कि यह कठोर होने पर फैलता है। मात्रा में वृद्धि ध्यान देने योग्य है - 3.2%।

पहले से ही इन परस्पर विरोधी समानताओं का एक संयोजन तत्व संख्या 31 के अद्वितीय व्यक्तित्व की बात करता है।

इसके अलावा, इसमें ऐसे गुण हैं जो किसी भी तत्व में निहित नहीं हैं। पिघला हुआ, यह अपने गलनांक के नीचे कई महीनों तक अतिशीतित रह सकता है। यह एकमात्र ऐसी धातु है जो 30 से 2230°C के व्यापक तापमान पर तरल रहती है, और इसकी वाष्प की अस्थिरता न्यूनतम होती है। उच्च निर्वात में भी, यह केवल 1000 डिग्री सेल्सियस पर ही स्पष्ट रूप से वाष्पित होता है। गैलियम वाष्प, ठोस और तरल धातुओं के विपरीत, एकपरमाणुक होते हैं। संक्रमण Ga 2 → 2Ga की आवश्यकता है ऊंची कीमतेंऊर्जा; यह गैलियम को वाष्पित करने की कठिनाई की व्याख्या करता है।

तरल अवस्था की बड़ी तापमान सीमा तत्व संख्या 31 के मुख्य तकनीकी अनुप्रयोगों में से एक का आधार है।

गैलियम किसके लिए अच्छा है?

गैलियम थर्मामीटर सैद्धांतिक रूप से तापमान को 30 से 2230 डिग्री सेल्सियस तक मापने की अनुमति देता है। गैलियम थर्मामीटर अब 1200 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान के लिए उपलब्ध हैं।

एलिमेंट नंबर 31 सिग्नलिंग उपकरणों में इस्तेमाल होने वाले कम पिघलने वाले मिश्र धातुओं के उत्पादन में जाता है। गैलियम और इंडियम की एक मिश्रधातु पहले से ही 16°C पर पिघल जाती है। यह सभी ज्ञात मिश्र धातुओं में सबसे अधिक फ्यूज़ होने योग्य है।

V समूह के तत्वों के साथ गैलियम के इंटरमेटेलिक यौगिक - सुरमा और आर्सेनिक - में स्वयं अर्धचालक गुण होते हैं।

कभी-कभी ठोस सतहों को अच्छी तरह से गीला करने के लिए गैलियम की क्षमता का उपयोग किया जाता है, प्रसार वैक्यूम पंपों में पारे की जगह। ऐसे पंप पारा पंपों की तुलना में वैक्यूम को "बेहतर" रखते हैं।

परमाणु रिएक्टरों में गैलियम का उपयोग करने के प्रयास किए गए हैं, लेकिन इन प्रयासों के परिणाम शायद ही सफल माने जा सकते हैं। गैलियम न केवल सक्रिय रूप से न्यूट्रॉन (2.71 खलिहानों के क्रॉस सेक्शन पर कब्जा) को पकड़ता है, यह अधिकांश धातुओं के साथ ऊंचे तापमान पर भी प्रतिक्रिया करता है।

जैसा कि आप देख सकते हैं व्यावहारिक संभावनाएंआइटम #31 काफी विस्तृत हैं। गैलियम, बल्कि एक दुर्लभ तत्व (पृथ्वी की पपड़ी के वजन का 1.5 · 10 -3%) और बहुत बिखरा हुआ प्राप्त करने में कठिनाई के कारण अभी तक उनका पूरी तरह से उपयोग करना संभव नहीं हो पाया है। गैलियम के कुछ मूल खनिज ज्ञात हैं। इसका पहला और सबसे प्रसिद्ध खनिज, गैलाइट CuGaS 2, 1956 में ही खोजा गया था। बाद में, दो और खनिज पाए गए, जो पहले से ही काफी दुर्लभ थे।

आमतौर पर गैलियम जिंक, एल्युमिनियम, लौह अयस्कों, साथ ही इसमें कोयलामामूली अशुद्धता के रूप में। और क्या विशेषता है: यह अशुद्धता जितनी अधिक होती है, इसे निकालना उतना ही कठिन होता है, क्योंकि उन धातुओं (एल्यूमीनियम, जस्ता) के अयस्कों में अधिक गैलियम होता है जो गुणों में इसके करीब होते हैं। स्थलीय गैलियम का मुख्य भाग एल्यूमीनियम खनिजों में संलग्न है।

गैलियम का निष्कर्षण एक महंगा "आनंद" है। इसलिए, तत्व संख्या 31 का उपयोग इसके किसी भी पड़ोसी की तुलना में कम मात्रा में किया जाता है आवधिक प्रणाली.

बेशक, यह संभव है कि निकट भविष्य में विज्ञान गैलियम में कुछ ऐसा खोज लेगा जो इसे बिल्कुल आवश्यक और अपूरणीय बना देगा, जैसा कि मेंडेलीव, जर्मेनियम द्वारा भविष्यवाणी की गई एक अन्य तत्व के साथ हुआ था। केवल 30 साल पहले, यह गैलियम से भी कम इस्तेमाल किया गया था, और फिर "अर्धचालकों का युग" शुरू हुआ ...

पैटर्न खोजें

गैलियम के गुणों की भविष्यवाणी डी.आई. मेंडेलीव ने इस तत्व की खोज से पांच साल पहले की थी। सरल रूसी रसायनज्ञ ने आवधिक प्रणाली के समूहों द्वारा गुणों में परिवर्तन के पैटर्न पर अपनी भविष्यवाणियां कीं। लेकिन लेकोक डी बोइसबॉड्रन के लिए, गैलियम की खोज कोई सुखद दुर्घटना भी नहीं थी। एक प्रतिभाशाली स्पेक्ट्रोस्कोपिस्ट, 1863 की शुरुआत में उन्होंने समान गुणों वाले तत्वों के स्पेक्ट्रा में परिवर्तन में नियमितता की खोज की। इंडियम और एल्युमिनियम के स्पेक्ट्रा की तुलना करते हुए, वह इस निष्कर्ष पर पहुंचा कि इन तत्वों का एक "भाई" हो सकता है, जिसकी रेखाएं स्पेक्ट्रम के शॉर्ट-वेवलेंथ वाले हिस्से में अंतर को भर देंगी। यह लापता रेखा थी जिसे वह पियरफिट से जस्ता मिश्रण के स्पेक्ट्रम में ढूंढ रहा था और मिला था।

तुलना के लिए, हम D.I द्वारा अनुमानित मुख्य गुणों की एक तालिका प्रस्तुत करते हैं। मेंडेलीव एकालुमिनियम और गैलियम की खोज लेकोक डी बोइसबॉड्रन ने की थी।

एकालुमिनियम	गैलियम
परमाणु वजन लगभग 68	परमाणु भार 69.72
कम पिघलना चाहिए	गलनांक 29.75 डिग्री सेल्सियस
विशिष्ट गुरुत्व 6.0 के करीब	विशिष्ट गुरुत्व 5.9 (ठोस) और 6.095 (तरल)
परमाणु आयतन 11.5	परमाणु आयतन 11.8
हवा में ऑक्सीकरण नहीं करना चाहिए	केवल स्पिरिट-रेड हीट पर थोड़ा ऑक्सीकृत
उच्च तापमान पर पानी को विघटित करना चाहिए	उच्च तापमान पर पानी का अपघटन करता है
यौगिक सूत्र: ईएसीएल 3 ईए 2 ओ 3, ईए 2 (एसओ 4) 3	यौगिक सूत्र: GaCl 3, Ga 3 O 3, Ga 2 (SO 4) 3
फिटकरी Ea2 (SO4)3 Me2SO4 24H2O बनाना चाहिए, लेकिन एल्यूमीनियम की तुलना में अधिक कठिन	फिटकरी रचना (NH4) Ga (SO4) 2 · 12H 2 O बनाता है
ऑक्साइड ईए 2 ओ 3 को आसानी से कम किया जाना चाहिए और अल की तुलना में धातु को अधिक वाष्पशील बनाना चाहिए, और इसलिए यह उम्मीद की जा सकती है कि ईका एल्यूमीनियम वर्णक्रमीय विश्लेषण द्वारा खोजा जाएगा।	स्पेक्ट्रल विश्लेषण का उपयोग करके खोजे गए हाइड्रोजन की एक धारा में कैल्सीनेशन द्वारा गैलियम ऑक्साइड से आसानी से कम हो जाता है

वर्डप्ले?

विज्ञान के कुछ इतिहासकार तत्व संख्या 31 के नाम पर केवल देशभक्ति ही नहीं, बल्कि इसके खोजकर्ता की अविवेक को भी देखते हैं। यह आमतौर पर स्वीकार किया जाता है कि "गैलियम" शब्द लैटिन गैलिया (फ्रांस) से आया है। लेकिन अगर आप चाहें तो उसी शब्द में आप "मुर्गा" शब्द का संकेत देख सकते हैं! लैटिन में, "रोस्टर" गैलस है, फ्रेंच में - ले कॉक। लेकोक डी बोइसबॉडरन?

उम्र के आधार पर

खनिजों में, गैलियम अक्सर एल्यूमीनियम के साथ होता है। दिलचस्प बात यह है कि खनिज में इन तत्वों का अनुपात खनिज के बनने के समय पर निर्भर करता है। फेल्डस्पार में, गैलियम का एक परमाणु 120 हजार एल्यूमीनियम परमाणुओं पर पड़ता है। बहुत बाद में बनने वाली नेफलाइनों में, यह अनुपात पहले से ही 1: 6000 है, और यहां तक कि "छोटी" पेट्रीकृत लकड़ी में यह केवल 1:13 है।

पहला पेटेंट

गैलियम के उपयोग का पहला पेटेंट 60 साल पहले लिया गया था। एलिमेंट नंबर 31 इलेक्ट्रिक आर्क लैंप में इस्तेमाल करना चाहता था।

गंधक को विस्थापित करता है, गंधक से अपनी रक्षा करता है

बुरा प्रभाव

तरल गैलियम अधिकांश धातुओं के साथ परस्पर क्रिया करता है, बल्कि कम यांत्रिक गुणों के साथ मिश्र धातु और इंटरमेटेलिक यौगिक बनाता है। यही कारण है कि गैलियम के संपर्क में आने से कई संरचनात्मक सामग्री की ताकत कम हो जाती है। बेरिलियम गैलियम की क्रिया के लिए सबसे अधिक प्रतिरोधी है: 1000 ° C तक के तापमान पर, यह तत्व संख्या 31 की आक्रामकता का सफलतापूर्वक प्रतिरोध करता है।

और ऑक्साइड भी!

गैलियम ऑक्साइड के नगण्य जोड़ कई धातुओं के ऑक्साइड के गुणों को विशेष रूप से प्रभावित करते हैं। तो, जिंक ऑक्साइड में Ga 2 O 3 का मिश्रण इसकी सिंटरिंग को काफी कम कर देता है। लेकिन ऐसे ऑक्साइड में जिंक की घुलनशीलता शुद्ध की तुलना में बहुत अधिक होती है। और टाइटेनियम डाइऑक्साइड में, जब Ga2O3 जोड़ा जाता है, तो विद्युत चालकता तेजी से गिरती है।

गैलियम कैसे प्राप्त होता है

दुनिया में गैलियम अयस्कों के औद्योगिक भंडार नहीं पाए गए हैं। इसलिए जिंक और जिंक से गैलियम निकालना पड़ता है, जो उसमें बहुत कम होता है। एल्यूमीनियम अयस्क. चूंकि अयस्कों की संरचना और उनमें गैलियम की सामग्री समान नहीं है, तत्व संख्या 31 प्राप्त करने के तरीके काफी विविध हैं। उदाहरण के लिए, हम आपको बताएंगे कि कैसे गैलियम जिंक ब्लेंड से निकाला जाता है, एक खनिज जिसमें यह तत्व सबसे पहले खोजा गया था।

सबसे पहले, जस्ता मिश्रण ZnS को निकाल दिया जाता है, और परिणामी आक्साइड सल्फ्यूरिक एसिड से निक्षालित होते हैं। कई अन्य धातुओं के साथ मिलकर गैलियम घोल में चला जाता है। इस घोल में जिंक सल्फेट प्रमुख है - मुख्य उत्पाद जिसे गैलियम सहित अशुद्धियों से शुद्ध किया जाना चाहिए। शुद्धिकरण का पहला चरण तथाकथित लौह कीचड़ का अवक्षेपण है। अम्ल विलयन के क्रमिक निष्प्रभावीकरण के साथ, यह कीचड़ अवक्षेपित हो जाता है। इसमें लगभग 10% एल्यूमीनियम, 15% लोहा और (जो अब हमारे लिए सबसे महत्वपूर्ण है) 0.05 ... 0.1% गैलियम है। गैलियम निकालने के लिए, कीचड़ को एसिड या कास्टिक सोडा - एम्फोटेरिक गैलियम हाइड्रॉक्साइड से लीच किया जाता है। क्षारीय विधि अधिक सुविधाजनक है, क्योंकि इस मामले में कम महंगी सामग्री से उपकरण बनाना संभव है।

क्षार की क्रिया के तहत, एल्यूमीनियम और गैलियम यौगिक घोल में चले जाते हैं। जब इस घोल को सावधानी से निष्प्रभावी किया जाता है, तो गैलियम हाइड्रॉक्साइड अवक्षेपित हो जाता है। लेकिन एल्युमिनियम का एक हिस्सा अवक्षेपित भी होता है। इसलिए, अवक्षेप फिर से घुल जाता है, अब अंदर हाइड्रोक्लोरिक एसिड. यह मुख्य रूप से एल्यूमीनियम क्लोराइड से दूषित गैलियम क्लोराइड का घोल निकला है। इन पदार्थों को निष्कर्षण द्वारा पृथक किया जा सकता है। ईथर डाला जाता है और, AlCl 3 के विपरीत, GaCl 3 लगभग पूरी तरह से कार्बनिक विलायक में चला जाता है। परतों को अलग किया जाता है, ईथर को आसुत किया जाता है, और परिणामस्वरूप गैलियम क्लोराइड को एक बार फिर केंद्रित कास्टिक सोडा के साथ उपचारित किया जाता है और गैलियम से लोहे की अशुद्धता को अलग किया जाता है। इस क्षारीय विलयन से धात्विक गैलियम प्राप्त होता है। 5.5 वी के वोल्टेज पर इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया गया। गैलियम कॉपर कैथोड पर निक्षेपित होता है।

गैलियम और दांत

लंबे समय तक गैलियम को विषैला माना जाता था। केवल हाल के दशकों में इस गलत धारणा का खंडन किया गया है। कम पिघलने वाले गैलियम में रुचि रखने वाले दंत चिकित्सक। 1930 में वापस, दंत भरने वाली रचनाओं में पारा को गैलियम से बदलने का प्रस्ताव पहली बार दिया गया था। आगे के अध्ययन दोनों यहाँ और विदेश में इस तरह के प्रतिस्थापन के वादे की पुष्टि की। पारा मुक्त धातु भराव (गैलियम द्वारा प्रतिस्थापित पारा) पहले से ही दंत चिकित्सा में उपयोग किया जाता है।

जिस किसी का भी रसायन विज्ञान के पाठ में ज्ञान को उत्कृष्ट दर्जा दिया गया था, वह निश्चित रूप से इस तरह के अस्तित्व के बारे में जानता है रासायनिक तत्वसे प्रसिद्ध तालिकागैलियम की तरह। 1875 में शोध के दौरान जिंक के नमूनों में एक नए रासायनिक तत्व की खोज की गई।

गैलियम धातु

गैलियम स्टील के रंग की धातु है जो कम तामपानठोस अवस्था में है। हालाँकि, जैसे ही तापमान 29 डिग्री तक बढ़ जाता है, धातु एक तरल पदार्थ में बदलना शुरू कर देती है। यह देखते हुए कि मानव शरीर का तापमान 30 डिग्री से ऊपर है, आप देख सकते हैं कि कैसे गैलियम ठोस में परिवर्तित हो जाता है तरल धातु.

परन्तु यहाँ भी गैलियम के गुण समाप्त नहीं होते। यह 2230 डिग्री तक तापमान का सामना कर सकता है, यही वजह है कि यह उच्च तापमान थर्मामीटर के उत्पादन में सबसे उपयुक्त सामग्री है। आज, जो कोई भी आवर्त सारणी से इस असामान्य तत्व No31 के गुणों को अपने लिए देखना चाहता है, वह गैलियम खरीद सकता है।

गैलियम एक नरम और भंगुर धातु है जो आसानी से आकार बदलता है और प्रकृति में पाया जाता है शुद्ध फ़ॉर्मअसंभव। बहुत से लोग सोच रहे हैं कि गैलियम कहाँ से प्राप्त करें, क्योंकि इस तत्व का आसानी से खनन नहीं किया जाता है, जिसका अर्थ है कि इसकी लागत काफी अधिक होनी चाहिए। आप ऑनलाइन स्टोर के माध्यम से मास्को और रूस के अन्य शहरों में गैलियम खरीद सकते हैं।

गैलियम

तत्व को विशेष प्लास्टिक की शीशियों में ले जाया जाता है, क्योंकि धातु अपने गंतव्य तक पहुंचने तक कई बार अपना आकार बदल सकती है। हालांकि, हर कोई अपनी रुचि को पूरा करने के लिए गैलियम का ऑर्डर नहीं देता है। जो कोई भी जानता है कि गैलियम का उपयोग कहाँ किया जाता है, वह लंबे समय से रोजमर्रा की जिंदगी में इसका उपयोग करने में सक्षम है।

गैलियम का उपलब्ध गलनांक तत्व को किसी भी तल पर जमा करने की अनुमति देता है। यह गैलियम गैलियम गा है जो आपको सरल में बदलने की अनुमति देता है दर्पण की सतह. दर्पण को पलटें और विपरीत पक्षआप एक चांदी का लेप देखेंगे, यह तत्व है।

गैलियम खरीदने के बारे में जानने के बाद, आप पुराने दर्पणों की सतह को आसानी से पुनर्स्थापित कर सकते हैं, खरोंच और अंधेरे को खत्म कर सकते हैं। कोटिंग का उपयोग सना हुआ ग्लास खिड़कियों और पारदर्शी सामग्री (प्लास्टिक या कांच) से बने शिल्प के निर्माण में भी किया जाता है। ठीक है, धातु को सीधे कांच की संरचना में जोड़कर, आप एक उत्कृष्ट चिंतनशील सहायक प्राप्त कर सकते हैं।

गैलियम के उपयोग ने दंत चिकित्सा में अपना स्थान पाया है। यह फायर अलार्म के लिए भी एक उत्कृष्ट सामग्री है। इसलिए यह खुली आग के अभाव में भी काम करना शुरू कर देता है। कमरे के तापमान में तेज वृद्धि ऐसे उपकरण के लिए खतरे की घंटी के रूप में काम कर सकती है।

दांतों को भरने के लिए रचना में स्वास्थ्य के लिए सुरक्षित एक गैर विषैले तत्व का सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है। हालांकि, मानव शरीर के साथ धातु का सीधा संपर्क हानिकारक होगा। इसलिए, तरल गैलियम धातु खरीदते समय सभी सावधानियां बरतें और इसे बच्चों के खिलौने के रूप में इस्तेमाल न करें।

रसायन विज्ञान के पाठों में प्रयोग करने के लिए गैलियम धातु खरीदना उचित है। शिक्षक छात्रों को समझाने और स्पष्ट रूप से साबित करने में सक्षम होंगे कि गैलियम एक ऐसा तत्व है जो अपना आकार और अवस्था बदल सकता है। गैलियम की कीमत आपको रसायन विज्ञान के पाठों में उपयोग के लिए इस तत्व को खरीदने की अनुमति देती है।

और हां, गैलियम स्कूल में खराब पढ़ाई करने का एक शानदार तरीका है। वास्तव में, तरल अवस्था में, धातु पारा के समान होती है, लेकिन यह तत्व विषाक्त नहीं होता है और त्वचा के साथ थोड़ी देर के लिए पूरी तरह से सुरक्षित होता है। अपने मित्रों को यह दिखा कर चकित करें कि कैसे ठोस मिश्रधातु आपकी हथेलियों में द्रव द्रव्यमान में बदल जाती है।

आप सेंट पीटर्सबर्ग में केवल ऑनलाइन स्टोर में गैलियम खरीद सकते हैं, क्योंकि यह तत्व अलमारियों पर नहीं पाया जा सकता है। हर कोई नहीं जानता कि गैलियम की कीमत कितनी है, और आप आसानी से अनजान दोस्तों को कोई भी मज़ेदार काल्पनिक कहानी बता सकते हैं कि आपको यह कैसे मिला।

वयस्कों के लिए, यह आपके बच्चों को यह बताने का एक उत्कृष्ट अवसर होगा कि गैलियम का उपयोग कहाँ किया जाता है और यह समझाने के लिए कि दर्पण की सतह कैसे बनाई जाती है सादा गिलास. और यद्यपि रोजमर्रा की जिंदगी में उपयोग बहुत अच्छा नहीं है, लेकिन हर छात्र जीवन भर तरल-ठोस धातु के साथ इस अनुभव को याद रखेगा।

प्लास्टिक की शीशी की सामग्री का वजन छोटा होता है। इसमें केवल 20 ग्राम 99.9% गैलियम होता है। लेकिन एक दृश्य प्रयोग के लिए, आपको और अधिक की आवश्यकता नहीं है, लेकिन कम कीमतसभी के लिए उपलब्ध गैलियम खरीदें।

तरल धातु गैलियम। peculiarities

सीलबंद प्लास्टिक पैकेजिंग में बेचा जाता है;
रसायन शास्त्र के पाठ के लिए यह एक बेहतरीन प्रदर्शनी होगी;
दर्पण की सतह को पुनर्स्थापित करने में मदद करता है;
आसानी से ठोस से तरल अवस्था में और इसके विपरीत बदलता है;
यह आपको सना हुआ ग्लास खिड़कियों के निर्माण में सभी रचनात्मक कल्पनाओं को मूर्त रूप देने का अवसर देगा।

गैलियम कहां से खरीदें, यह जानकर आप तत्व की सरल लेकिन रहस्यमय प्रतिक्रिया देख सकते हैं। आपके हाथ की हथेली में एक तरल पदार्थ की एक बूंद मज़ेदार दिखेगी, क्योंकि धातु पानी की स्थिति में नहीं पिघलती है, और आपके हाथ में आसानी से आकार बदल सकती है। इस जादुई पदार्थ का उपयोग करते समय सावधानी बरतना याद रखें। कम कीमत पर, गैलियम धातु किसी के लिए भी खरीदने लायक है जो अपने हाथों में एक जादुई तत्व का एक छोटा सा टुकड़ा रखना चाहता है।

विशेषताएँ

सामग्री: गैलियम 99.99%;
गलनांक: 29 डिग्री सेल्सियस;
वजन: 20 ग्राम

उपकरण

सीलबंद प्लास्टिक पैकेजिंग में 1 x गैलियम.

शायद गैलियम की सबसे प्रसिद्ध संपत्ति इसका गलनांक है, जो 29.76 डिग्री सेल्सियस है। यह आवर्त सारणी (पारा के बाद) में दूसरी सबसे ज्वलनशील धातु है। फ्यूजिबिलिटी, साथ ही धातु गैलियम की कम विषाक्तता ने यह तस्वीर लेना संभव बना दिया। वैसे, गैलियम उन कुछ धातुओं में से एक है जो पिघले हुए जमने पर फैलती है (अन्य Bi, Ge हैं)।

गैलोडेंट, टिन के साथ गैलियम का यूटेक्टिक
गैलियम धातु में कम विषाक्तता होती है, एक समय में इसका उपयोग भरने के लिए भी किया जाता था (अमलगम भरने के बजाय)। यह अनुप्रयोग इस तथ्य पर आधारित है कि जब तांबे के पाउडर को पिघले हुए गैलियम के साथ मिलाया जाता है, तो एक पेस्ट प्राप्त होता है, जो कुछ घंटों के बाद कठोर हो जाता है (इंटरमेटेलिक यौगिक बनने के कारण) और फिर पिघलने के बिना 600 डिग्री तक गर्म हो सकता है। गैलियम बहुत भंगुर है (इसे कांच की तरह तोड़ा जा सकता है)।

गैलियम के बड़े क्रिस्टल
दूसरा दिलचस्प विशेषतागैलियम - सुपरकूल करने के लिए इसके पिघलने की क्षमता। पिघले हुए गैलियम को उसके गलनांक से लगभग 10-30 डिग्री नीचे ठंडा किया जा सकता है, और यह तरल बना रहेगा, लेकिन यदि आप ठोस गैलियम या सूखी बर्फ का एक टुकड़ा इस तरह के पिघल में फेंकते हैं, तो यह तुरंत बढ़ने लगेगा बड़े क्रिस्टल. फोटो में - गैलियम का एक ठोस पिंड। फोटो स्पष्ट रूप से दिखाता है कि क्रिस्टलीकरण तीन स्थानों पर शुरू हुआ, और उसी समय तीन बड़े एकल क्रिस्टल बढ़ने लगे, जो तब मिले और एक पिंड का गठन किया (यह शूटिंग के लगभग दो घंटे बाद हुआ)।

गैलियम चम्मच
घर का बना गैलियम चम्मच। इस चम्मच को पिघलाने वाला वीडियो:

थर्मामीटर में उच्च तापमान गैलियम थर्मामीटर क्वार्ट्ज गैलियम थर्मामीटर गैलियम
और यहाँ गैलियम का एक और उपयोग है।
गैलियम बहुत व्यापक तापमान सीमा में एक तरल अवस्था में है, और, सिद्धांत रूप में, गैलियम थर्मामीटर 2000 डिग्री तक तापमान माप सकते हैं। गैलियम का पहली बार थर्मोमेट्रिक तरल के रूप में उपयोग काफी समय पहले प्रस्तावित किया गया था। गैलियम थर्मामीटर पहले से ही 1200 डिग्री तक तापमान मापते हैं, लेकिन समान्य व्यक्ति, इन थर्मामीटरों को प्रयोगशाला में लाइव देखना अक्सर संभव नहीं होता है।
कई कारणों से ऐसे थर्मामीटर का व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है। सबसे पहले, उच्च तापमान पर गैलियम एक बहुत ही आक्रामक पदार्थ है। 500 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर, यह टंगस्टन, साथ ही कई अन्य सामग्रियों को छोड़कर लगभग सभी धातुओं को संक्षारित करता है। क्वार्ट्ज 1100 डिग्री सेल्सियस तक पिघले हुए गैलियम के लिए प्रतिरोधी है, लेकिन एक समस्या उत्पन्न हो सकती है क्योंकि इस धातु द्वारा क्वार्ट्ज (साथ ही साथ अधिकांश अन्य ग्लास) अत्यधिक गीला है। यही है, गैलियम बस अंदर से थर्मामीटर की दीवारों से चिपक जाएगा, और तापमान जानना असंभव होगा। एक अन्य समस्या तब उत्पन्न हो सकती है जब थर्मामीटर को 28 डिग्री से नीचे ठंडा किया जाता है। जमने पर, गैलियम पानी की तरह व्यवहार करता है - यह फैलता है और थर्मामीटर को अंदर से तोड़ सकता है। कुंआ अंतिम कारणजिसके अनुसार उच्च तापमान वाला गैलियम थर्मामीटर अब बहुत कम पाया जा सकता है, यह प्रौद्योगिकी और इलेक्ट्रॉनिक्स का विकास है। यह कोई रहस्य नहीं है कि एक तरल की तुलना में एक डिजिटल थर्मामीटर का उपयोग करना अधिक सुविधाजनक है। आधुनिक तापमान नियंत्रक, उदाहरण के लिए, प्लैटिनम-प्लैटिनम-रोडियम थर्मोक्यूल्स के साथ पूर्ण, तरल थर्मामीटर के लिए अप्राप्य सटीकता के साथ -200 से +1600 डिग्री सेल्सियस तक तापमान को मापना संभव बनाता है। इसके अलावा, थर्मोकपल नियंत्रक से काफी दूरी पर स्थित हो सकता है।

गैलियम कई धातुओं के साथ कम पिघलने वाली यूटेक्टिक मिश्र धातु बनाता है, और उनमें से कुछ कमरे के तापमान से नीचे के तापमान पर भी पिघल जाते हैं।
गैलियम और इंडियम का एक मिश्रधातु 15.7 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पिघलता है, यानी कमरे के तापमान पर यह एक तरल है। इस तरह के मिश्र धातु को तैयार करने के लिए, धातु की पट्टी को पिघलाने के लिए गर्म करना भी आवश्यक नहीं है, यह केवल गैलियम और इंडियम के टुकड़ों को कसकर निचोड़ने के लिए पर्याप्त है। वीडियो में दिखाया गया है कि दो धातुओं के संपर्क के बिंदु से (एक बड़ा सिलेंडर गैलियम है, एक छोटा इंडियम है), एक यूटेक्टिक मिश्र धातु टपकने लगती है।

न केवल पिघलने के साथ, बल्कि गैलियम के जमने के साथ भी एक दिलचस्प प्रयोग किया जा सकता है। सबसे पहले, गैलियम उन कुछ पदार्थों में से एक है जो जमने पर (बिल्कुल पानी की तरह) फैलता है, और दूसरी बात, पिघली हुई धातु का रंग ठोस के रंग से काफी अलग होता है।
तरल गैलियम की एक छोटी मात्रा को कांच की शीशी में डाला जाता है और ठोस गैलियम का एक छोटा टुकड़ा शीर्ष पर रखा जाता है (क्रिस्टलीकरण के लिए बीज, चूंकि गैलियम सुपरकूल करने में सक्षम होता है)। वीडियो स्पष्ट रूप से दिखाता है कि धातु के क्रिस्टल कैसे बढ़ने लगते हैं (सिल्वर-सफेद पिघल के विपरीत, उनके पास एक नीला रंग है)। थोड़ी देर बाद, फैलते हुए गैलियम ने बुलबुला फोड़ दिया।
वीडियो के मध्य भाग (गैलियम क्रिस्टल की वृद्धि) को दस गुना बढ़ा दिया गया है ताकि वीडियो बहुत लंबा न हो।

पारे की तरह, पिघले हुए गैलियम का उपयोग "धड़कता हुआ दिल" बनाने के लिए किया जा सकता है, हालांकि, इस तथ्य के कारण कि गैलियम लोहे की तुलना में अधिक इलेक्ट्रोपोसिटिव धातु है, यह दूसरी तरह से काम करता है। जब कील की नोक पिघले हुए गैलियम की एक बूंद को छूती है, तो यह सतह के तनाव में कमी के कारण "फैल" जाती है। और जैसे ही कील से संपर्क टूटता है, सतह का तनाव बढ़ जाता है और बूंद फिर से इकट्ठी हो जाती है, जब तक कि वह कील को छू न ले।

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28.09.2019

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