|
Gálio é um elemento químico de símbolo Ga
, de número atômico 31 (31 prótons e 31 elétrons) e
massa atómica igual a 69,7 u. É um metal pertencente ao
grupo 13 (3A) da classificação periódica dos elementos.
A temperaturas um pouco mais altas do que a temperatura
ambiente encontra-se no estado líquido.
Foi descoberto em 1875 por Lecoq de Boisbaudran. Na
forma metálica é utilizado para a produção de espelhos,
ligas metálicas de baixos pontos de fusão e termômetros.
O seu composto arsenieto de gálio é empregado na
produção de circuitos integrados e diodos.
Características principais
O gálio é um metal mole, grisáceo no estado líquido e
prateado brilhante ao solidificar. Quando sólido
desagrega a baixas temperaturas pois funde ao redor da
temperatura ambiente (como o césio , mercúrio e rubídio),
inclusive quando colocado nas mãos, devido ao seu baixo
ponto de fusão (28,76 °C). A faixa de temperatura na
qual permanece no estado líquido é um dos mais altos
entre os metais (2.174 °C separam seus pontos de fusão e
ebulição) e sua pressão de vapor é baixa mesmo a altas
temperaturas. O gálio se expande aproximadamente 3,1% ao
solidificar e flutua no seu líquido do mesmo modo que o
gelo na água.
Apresenta uma forte tendência a permanecer no estado
líquido abaixo do seu ponto de fusão, sendo necessário
um grão (pequeno sólido adicionado ao líquido) para
ocorrer a solidificação. A cristalização não produz
nenhuma das estruturas cristalinas simples. A fase
estável nas condições normais é ortorrômbica com 8
átomos em cada célula unitária, na qual cada átomo
apresenta um único átomo na vizinhança a uma distância
de 2,44 Å, e com demais seis a 2,83 Å. Nesta estrutura a
ligação química formada entre os átomos mais próximos é
do tipo covalente sendo a molécula Ga2 a que realmente
forma o retículo cristalino.
Em outras condições de pressão e temperatura se tem
encontrado numerosas fases estáveis e metaestáveis
diferentes.
O gálio corroi outros metais quando se difunde em suas
redes cristalinas
Aplicações
A principal aplicação do gálio, na forma de arsenieto de
gálio, é na construção de circuitos integrados e
dispositivos optoeletrônicos como diodos de laser e
diodos LED.
Devido ao seu intenso aspecto prateado brilhante e a
capacidade de impregnar superfícies de vidro e porcelana
é utilizado na construção de espelhos.
Se emprega para dopar materiais semicondutores e
construir dispositivos diversos como transístores
Em termômetros de alta temperatura por seu baixo ponto
de fusão.
O gálio forma facilmente ligas metálicas com a maioria
dos metais produzindo ligas de baixos pontos de fusão.
O isó radioactivo Ga-67 é empregado em medicina
nuclear como análogo fisiológico do ion Ferro 3+.
Descobriu-se recentemente que ligas de gálio-alumínio em
contato com água produzem uma reação química dando como
resultado hidrogênio, por impedir a formação de camada
protetora (passivadora) de óxido de alumínio e fazendo o
lumínio se comportar similarmente a um metal alcalino
como o sódio ou o potássio.Tal propriedade é pesquisada
como fonte de hidrogênio para motores, em substituição
aos derivados de petróleo e outros combustíveis de
motores de combustão interna.
História
O Gálio é importante para a fabricação de televisores.O
gálio (do latim Gallia, França), foi descoberto através
da espectroscopia por Lecoq de Boisbaudran em 1875 por
seu espectro característico (duas linhas no ultravioleta)
ao examinar uma blenda de zinco procedente dos Pirenéus.
No mesmo ano foi isolado pelo próprio Lecoq através do
processo de eletrólise do hidróxido numa solução de
hidróxido de potássio (KOH) dando ao novo elemento o
nome do seu país natal: Gallia. Como era do gosto dos
cientistas dos finais do século XIX, O descobridor
utilizou um jogo de palavras com seu próprio nome para
nomear o elemento: gallus significa galo, coq em francês.
Antes da descoberta da maioria das propriedades do
elemento, estas já haviam sido previstas e descritas por
Mendeleyev — que o chamou de eka-aluminio — baseando-se
na posição que este elemento deveria ocupar na tabela
periódica.
Abundância e obtenção
Se tem encontrado traços do metal em minerais como a
bauxita, carvão, diáspora, germanita e esfalerita , e
como subproduto em processos de obtenção de vários
metais.
Isós
Em medicina nuclear se emprega o gálio como elemento
traçador (escaner de galio) para o diagnóstico de
enfermidades inflamatórias ou infecciosas ativas ,
tumores e abcessos devido ao seu acumulo nos tecidos que
apresentam estas patologias. O isó Ga-67 é injetado
na corrente sanguínea através de uma veia do braço na
forma de citrato de gálio. O escaneamento é feito dois
ou três minutos após a aplicação para dar tempo que este
se acumule nos tecidos afetados. Posteriormente ocorre a
sua eliminação pela urina e fezes. A exposição a
radiação do gálio é inferior a de outros procedimentos
como o raio X ou Tomografia computadorizada.
Precauções
Devido a expansão ao solidificar, o gálio líquido não
deve ser armazenado em recipientes rígidos como
metálicos ou vidro. Pelo mesmo motivo o recipiente não
pode ser completamente preenchido com gálio líquido.
Geral
Nome, símbolo, número Gálio, Ga, 31
Classe , Série química Metal , do boro
Grupo, Período, Bloco 13 (3 A), 4 , p
Densidade, Dureza 5904 kg/m3, 1,5
Cor e aparência branco prateado
Propriedades atómicas
Massa atómica 69,723(1) u
Raio atómico (calc.) 130 (136) pm
Raio covalente 126 pm
Raio de van der Waals 187 pm
Configuração electrónica [Ar]3d10 4s2 4p1
elétrons por nível de energia 2, 8, 18, 3
Estado de oxidação (óxido) 3 (anfótero)
Estrutura cristalina Ortorrômbica
Propriedades físicas
Estado da matéria Sólido
Ponto de fusão 302,15 K (29,76 °C)
Ponto de ebulição 2477 K (2204 °C)
Volume molar 11,80 ×10-6 m3/mol
Entalpia de vaporização 258,7 kJ/mol
Entalpia de fusão 5,59 kJ/mol
Pressão de vapor 9,31 × 10–36 Pa a 302,9 K
Velocidade do som 2740 m/s a 293,15 K
Informações diversas
Electronegatividade 1,81 (Escala de Pauling)
Capacidade calorífica 370 J/(kg*K)
Condutividade elétrica 6,78 · 106/m ohm
Condutividade térmica 40,6 W/(m*K)
1º Potencial de ionização 578,8 kJ/mol
2º Potencial de ionização 1979,3 kJ/mol
3º Potencial de ionização 2963 kJ/mol
4º Potencial de ionização 6180 kJ/mol
Isós mais estáveis
iso Ab Meia-vida MD ED MeV PD
69Ga 60,1% Ga é isó estável com 38 neutrons
71Ga 39,9% Ga é estável com 39 neutrons
Unidades SI e CNTP exceto quando indicado o contrário.
Referências
Purdue University(April 10, 2007).Purdue Energy Center
symposium to pave the road to a hydrogen economy. Press
release.
"New process generates hydrogen from aluminum alloy to
run engines, fuel cells", PhysOrg.com, 16 May 2007.
Enciclopedia Libre
Los Alamos National Laboratory - Gallium
|
