گالیم
گالیم عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای نشان Ga و عدد اتمی 31 می باشد. گالیم فلز پست نرم، کمیاب و نقره ای رنگ است که در حرارت پایین شکننده بوده اما در بالاتر از دمای اطاق به حالت مایع در می آید و واقعا در کف دست می جوشد. این عنصر در مقادیر بسیار کم در سنگ معدن بوکسیت و روی وجود دارد. آرسنید گالیم به عنوان نیمه هادی و بیشتر در دیودهای نور افشان (LED ها)مورد استفاده می باشد.
ویژگی های قابل توجه
گالیم با درجه خلوص بالا رنگ نقره ای جذابی داشته و فلز جامد آن مانند شیشه می شکند. فلز گالیم در صورت سخت شدن 1/3 درصد انبساط می یابد بنابراین نباید آن را درظروف شیشه ای یا فلزی نگهداری کرد. همچنین گالیم، بیشتر فلزات دیگر را با نفوذ در شبکه فلزی آن ها فرسوده می کند.
گالیم یکی از چهار فلزی (سزیم، جیوه و روبیدیم) است که در دمای نزدیک به دمای معمولی اطاق به شکل مایع هستند و بنابراین می توان از آن ها در دماسنج های دمای بالا استفاده نمود. از نکات قابل توجه این عنصر، دارا بودن یکی از بزرگترین بازه های مایع(منظور فاصله بین دمای ذوب و دمای تبخیر می باشد) برای یک فلز و دارا بودن فشار بخار کم در دماهای زیاد است.
این فلز تمایل شدیدی به فوق سرد شدن زیر نقطه ذوب خود دارد لذا برای سخت نمودن آن استفاده از ریز بلورها( ذرات ریزی که برای منجمد کردن به کار می رود) ضروری است. گالیم با درجه خلوص بالا توسط اسیدهای معدنی به آهستگی مورد حمله قرار می گیرند. نقطه ذوب آن بسیار پایین است (T=30°c) و چگالی آن در حالت مایع بیشتر از حالت بلوری آن می باشد. ( همانند آب، برای فلزات معمولاً تاثیرات معکوس دیده می شود).
گالیم به صورت هیچ یک از ساختارهای بلوری ساده متبلور نمی شود. حالت پایدار در شرایط عادی به صورت قائم الزاویه با 8 اتم در سلول واحد معمولی می باشد. هر اتم تنها یک همسایه نزدیک ( در مسافت A 44/2 ) و شش همسایه دیگر در A39/0 دارد. بسیاری از حالات پایدار و فراپایدار، تابع دما و فشار هستند.
عامل اتصال اتم های نزدیکتر، ویژگی کووالانسی است، بنابراین دوتائی های Ga2 اساسی ترین بخش این ساختار بلوری می باشد. ترکیب آرسنید گالیم قادر است الکتریسیته را مستقیما" به نور هم فاز تبدیل کند( این ویژگی برای دیودهای نورفشان ضروری است).
کاربردهــــا
عمده ترین مورد استفاده گالیم در IC های آنالوگ است ودومین کاربرد نهائی عمده آن در دستگاه های الکترونیک نوری (بیشتر دیودهای لیزری و دیودهای نور فشان) می باشد.
کاربردهای دیگر آن به شرح زیر است:
- گالیم چون باعث خیس شدن شیشه یا چینی می شود در ساخت آئینه های بسیار شفاف به کار می رود.
- به طور وسیع برای استحکام نیمه هادی ها داشته و در ساخت ابزار جامد مثل ترانزیستور مورد استفاده قرار می گیرد.
- گالیم به راحتی با بیشتر فلزات آلیاژ تشکیل داده و بعنوان بخشی از آلیاژهای زود ذوب به کار می رود.
- استفاده از گالیت منیزیم دارای ناخالصی (مانند Mn+2 )، در ساخت پودر فسفر فعال شده با اشعه ماوراء بنفش آغاز گشته است.
تاریخچــه
گالیم را (از واژه لاتین Gallia به معنی "فرانسه" و نیز gallus به معنی خروس) Lecoq de Boisbaudran در سال 1875 با مشخصه طیف نمایی خود ( 2 خط بنفش) و در آزمایش یک مخلوط روی از کوه های پیرنه کشف نمود.
قبل از کشف بیشتر ویژگی های این عنصر توسط Dmitri Mendeleev بر مبنای جایگاهش در جدول تناوبی پیش بینی و توصیف شده بود ( او این عنصر فرضی را eka-aluminum نامید). بعدها Boisbaudran در سال 1875 با الکترولیز هیدروکسید در محلول KOH این عنصر آزاد را بدست آورد.
او نام این عنصر را از نام سرزمین مادری اش فرانسه اقتباس کرد و در یکی از جناس های چند زبانه مورد علاقه دانشمندان اوایل قرن نوزدهم ،نام این عنصر را از نــام "Lecoq " به معنی خروس گرفتند و کلمه لاتین برای خروس، "gallus" است.
مرکز یادگیری سایت تبیان - تنظیم: مریم فروزان کیا
