Galliy

Galliy – to‘rtinchi davrning o‘n uchinchi guruhiga mansub element. Atom raqami 31. Formulasi Ga. Oddiy modda shaklidagi galliy oqish-kumush tusli, yumshoq mo‘rt metall

Kashf qilinishi va atama etimologiyasi

Ushbu elementning tabiatda mavjudligi haqidagi Dmitriy Mendeleyev 1869-yilda ilmiy bashorat bergan. Mendeleyevning o‘zi 31-raqamli elementi «eka-alyuminiy» degan shartli nom bilan qayd etgan va uning muhim fizik va kimyoviy xossalarini ham bayon qilib bergan. Xususan, uning qaydlarida, 31-element oson eriydigan metall bo‘lishi taxmin qilingan.

 

1875-yilning 27-avgust kuni Fransiyada kimyogar Lekok de Buabodran tomonidan Pireneya yarimorolidagi Arjeles vodiysidagi kondan keltirilgan rudani tadqiq qilish chog‘ida, xossalariga ko‘ra, o‘sha «eka-alyuminiy»ga o‘xshash moddani aniqlaydi. U spektral tahlil orqali ushbu moddani yanada sinchiklab tadqiq qilish orqali, uning haqiqatan ham yangi, ilgari fanga ma’lum bo‘lmagan kimyoviy element ekanini aniqlaydi. Bu haqida Buabodran Parij fanlar akademiyasiga maktub yo‘llab ma’lum qiladi va o‘sha maktubning o‘zida, yangi elementga gallium degan nom berishni taklif qiladi. Buabodran bunda o‘z vatani – Fransiyaning qadimgi nomi – Galliya sharafiga shu nomni tanlaganini ma’lum qilgan. Buabodranning ushbu xati Parij fanlar akademiyasida 1875-yilning 20-sentyabrida o‘qib eshittirilgan.

Buabodran yangi elementni alohida holda ajratib olishga juda qiynalgan. Chunki, rudadagi galliy ulushi 0,2% atrofida bo‘lgan xolos. U birinchi tajribalarida katta mashaqqatlar evaziga atiga 0,1 gramm galliy ajratib olishga muvaffaq bo‘lgan.

Tabiatda tarqalganligi

Galliy ikkiyoqlama geokimyoviy tabiatga ega bo‘lgan siyrak tarqalgan element hisoblanadi. Uning yer qobig‘idagi miqdori 19 gramm/tonna atrofida deb baholangan. Galliy elementi minerallar tarkibida ham juda-juda oz miqdorda bo‘ladi. Asosiy galliy minerallari bu – sfalerit (ko‘pi bilan 0,1% galliyga ega bo‘ladi); magnetit (0,003%), kassiterit (0,005%), granat (0,003%), berill (0,003%) va ho kazolardir. Dengiz suvidagi galliy konsentratsiyasi 3·10⁻⁵ mg/l atrofida bo‘ladi.

Izotoplari

Tabiiy galliy ikkita barqaror izotop – ⁶⁹Ga va ⁷¹Ga izotoplariga ega. Tabiatdagi galliyning 60% atrofidagi qismini Ga-69, qolgan 40% ga yaqin qismini esa Ga-71 izotoplari tashkil qiladi. Bundan tashqari galliyning yana 29 xil sun’iy radioaktiv izotopi aniqlangan bo‘lib, ularning massa soni ⁵⁶Ga dan 86Ga gacha oraliqda bo‘ladi. Ular orasida eng uzoq yashovchani ⁶⁷Ga bo‘lib, uning yarim yemirilish davri 3,26 sutkani tashkil qiladi. Yana bir nisbatan barqaror galliy izotopi – Ga-72 14 soat yarim yemirilish davriga ega.

Fizik xossalari

Kristall galliyning 5 xil polimorfik modifikatsiyasi mavjud bo‘lib, biroq, ular ichida faqat bittasi barqaror kristall panjara strukturasiga egadir. Uning kristall panjara shakli ortoromb ko‘rinishida bo‘ladi va а = 4,5186 Å, b = 7,6570 Å, c = 4,5256 Å parametrlarga ega bo‘ladi. 20 ℃ haroratdagi qattiq galliyning zichligi 5,904 g/sm³; 29,8 ℃ haroratda erib suyuqlanadi va suyuq galliyning zichligi 6,095 g/sm³ ga yetadi. Shu jihatdan, galliy elementi, suv, kremniy, germaniy, surma, vismut va plutoniy singari, qotganda hajman kengayadigan noyob moddalar turkumiga kiradi. Galliyning yana bir qiziq fizik xossasi, uning suyuq holatda bo‘lishi harorat intervali juda kattaligidir. U 30 ℃ haroratdan 2230 ℃ gacha suyuq fazada bo‘ladi va 2330 ℃ dagina qaynay boshlaydi. 0-24 ℃ harorat intervalida qattiq galliyning solishtirma issiqlik sig‘imi 376,7 J/kg·K; 29-100 ℃ harorat intervalidagi suyuq galliyning solishtirma issiqlik sig‘imi 410  J/kg·K. Qattiq galliyning solishtirma elektr qarshiligi 53,4·10⁻⁶ Om·sm; suyuq galliyniki esa 27,2·10⁻⁶ Om·sm.

Kimyoviy xossalari

Galliy kimyoviy xossalariga ko‘ra alyuminiyga yaqin. Shunga qaramay, metall galliyning kimyoviy faolligi nisbatan sust ekanini alohida aytib o‘tish lozim va shu sababli, u qatnashgan reaksiyalar sekinroq kechadi. Galliyda ham havoda juda yupqa oksid plyonkasi hosil bo‘ladi va uning keyingi oksidlanish jarayonlaridan to‘sadi.

Galliy qaynoq suv bilan reaksiyaga kirishib, undan vodorodni chiqarib tashlaydi va galliy gidrooksidi hosil qiladi:

2Ga+6H₂O→2Ga(OH)+3H₂↑

350 ℃ haroratdagi o‘ta qizigan bug‘ bilan reaksiyada esa u galliy oksidi gidrati, yoki, metagalliy kislotasi – GaOOH hosil qiladi:

2Ga+4H₂O→2GaOOH+3H₂↑

Mineral kislotalar bilan ta’sirlashganda galliy tuz hosil qiladi va vodorod ajralib chiqishiga sabab bo‘ladi:

2Ga+6HCl→2GaCl₃+3H₂↑

Galliy galogenlar bilan ha reaksiyaga kirishadi: uning xlor va brom bilan reaksiyasi xona haroratida ham boshlanaveradi; ftor bilan esa hatto −35℃ da ham reaksiyaga kirishadi va harorat 20 ℃ va undan baland bo‘lsa, reaksiya alanga oladi. Yod b reaksiyaga kirishishi uchun esa qizdirish talab etiladi.

Galliy elementi vodorod, uglerod, azot, kremniy va brom bilan reaksiyaga kirishmaydi.

Olinishi

Metall galliy olish uchun odatda CuGaS₂ kimyoviy formulasiga ega bo‘lgan noyob mineral – gallit qayta ishlanadi. Bu mineralda mis sulfid va galliy sulfid aralashma ko‘rinishida saqlanadi. Gallit minerali ko‘pincha, xalkopirit, sfalerit va germanit minerallari bilan birga uchraydi. Galliyning sezilarli miqdori (1,5 % atrofida) ayrim toshko‘mir turlari tarkibida ham mavjud bo‘ladi. Shu tufayli, galliyni ko‘mirning yarimmetall rudalaridan ham olish usuli mavjud. Odatda elektroliz usuli bilan ajratib olinadi.

Asosiy konlari

Asosiy galliy konlari Afrika qit’asining janubi-g‘arbida joylashgan. Shuningdek Xitoy va Rossiyada ham galliy konlari mavjud.

Qo‘llanishi

Galliy noyob metall sifatida juda qimmat baholanadi. Umumiy ishlab chiqarish miqdorining 95% dan ziyod qismi yarimo‘tkazgichlar tayyorlash sohasiga yo‘naltiriladi va bu borada asosan Xitoy yetakchilik qiladi. Galliyning qotishmalari fanda gallamma deyiladi va bunday qotishmalarning aksariyati xona haroratida suyuq holatda bo‘ladi. Gallammalar ayrim o‘rinlarda, nisbatan bezarar modda sifatida, toksik simob o‘rniga qo‘llaniladi. Galliy va uning qotishmalari qattiq metallarga nisbatan reaktiv va agressiv ta’sirga ega ekani sababli, konstruksion materiallarda kamdan-kam qo‘llanadi. Galliy aralashgan metall konstruksiyalar mo‘rt bo‘lib qoladi. Shu tufayli, galliyning amaliy qo‘llash sohalari juda tor bo‘lib, yuqorida aytilganidek, u asosan yarimo‘tkazgichlar sanoatidan tashqariga chiqmaydi.

Yarimo‘tkazgichlar sohasida galliy eng ko‘p qo‘llanadigan yo‘nalish bu – nur diodlari (svetodiod) tayyorlash texnologiyasi bo‘lib, unda galliyning arsenidi GaAs p-n-p o‘tishga asoslangan nur diodlarida va o‘ta yuqori aniqlikdagi yarimo‘tkazgich lazerlarda ishlatiladi.

Yadro fizikasida ham, galliyning Ga-71 izotopi neytrinoni qayd qilish vositasi sifatida ishlatiladi. Xususan, bu izotopning neytrino detektori sifatidagi sezgirligi boshqalarga qaraganda 2,5 karra yuqoriroq ekanini qayd etish o‘rinlidir.

Galliy shuningdek tibbiyotda ham muayyan qo‘llanish sohasiga ega. Xususan, onkologiyada suyak yemirilishini oldini olish uchun galliydan foydalaniladi, hamda, chuqur tana ichkari yaralardan qon ketishini to‘xtatish uchun ham galliy ishlatiladi.

Biologik ahamiyati

Galliyning biologik ahamiyati aniqlanmagan. Galliyning toksik xossasi juda past deb qaraydigan olimlar ham bor va uning yuqori toksik xususiyatga ega deb ta’kidlaydigan olimlar ham bor. Shunga qaramay, galliy bilan zaharlanish holatlari oz sonda bo‘lsa-da, har holda tibbiyotda bir necha marta qayd qilingan. Bunda zaharlangan bemor harakat susayishi, adinamiya, nafas olishning qiyinlashishi, keskin qo‘zg‘aluvchanlik singari klinik belgilarni namoyon qilishi kuzatilgan. Teriga galliy tushsa, o‘sha joy kulrang dog‘ bo‘lib yaqqol ajralib qoladi. Artib tashlash uchun ishqalansa u teri ichiga yanada ichkari kirishi mumkin. Shuning uchun galliy tekkan joyni yaxshilab sovunlab yuvib tashlash kerak.

 

Umumiy ma’lumotlar
Nomi	Galliy;
Formulasi	Ga
Raqami	31;
Kashf etgan olimlar	Pol Emil Lekok de Buabodran
Kashf etilgan sana	1875-yil,
Kashf etilgan davlat	Fransiya;
Atom xossalari
Atom raqami	69,723 m.a.b. (g/mol);
Elektron konfiguratsiyasi	[Ar] 3d10 4s2 4p1
Atom radiusi	141 pm;
Kimyoviy xossalari
Elektrmanfiyligi	1,81 (Poling shkalasi bo‘yicha);
Kovalent radiusi	126 pm
Ion radiusi	62 (+3e); 8 (+1e) pm
Oksidlanish darajasi	+1, +3;
Ionizatsiya energiyasi (birinchi elektron)	587,7 kJ/mol; (6,00 eV)
Elektrod potensiali	0
Termodinamik xossalari
Zichligi	5,91 g/sm3;
Erish harorati	302,93 K; 29,8 ℃
Qaynash harorati	2477 K; 2330 ℃
Issiqlik o‘tkazuvchanligi	(300 K) 35,9 Vt/(m·K);
Solishtirma erish issiqligi	5,59 kJ/mol
Solishtirma bug‘lanish issiqligi	270,3 kJ/mol
Molyar issiqlik sig‘imi	26,07 J/(mol·K)
Molyar hajmi	11,8 sm3/mol
Struktura panjarasi shakli	ortorobmik
Panjara parametrlari	а = 4,5186, b = 7,6570, c = 4,5256 Å
Debay harorati	240 K

 

---