Хімічний елемент галій практично не зустрічається в природі в вільному вигляді. Він існує в домішках мінералів, від яких його досить складно відокремити. Галій вважається рідкісним речовиною, деякі його властивості не вивчені повністю. Тим не менш він застосовується в медицині і електроніці. Що це за елемент? Якими властивостями він володіє?

Галій – метал або металоїд?

У періодичній системі елемент відноситься до тринадцятої групі четвертого періоду. Він названий на честь історичної області - Галлії, частиною якою була Франція – батьківщина першовідкривача елемента. Для її позначення використовують символ Ga.


Галій входить до групи легких металів разом з алюмінієм, індієм, германієм, оловом, сурмою і іншими елементами. Як проста речовина він є тонким і м'яким, має сріблясто-білим кольором з легким голубуватим відтінком.

Історія відкриття

Менделєєв "передбачив" галій, залишивши для нього місце в третій групі періодичної таблиці (за застарілою системою). Він приблизно назвав його атомну масу і навіть передбачив, що елемент спектроскопически. Вже через кілька років метал був виявлений французом Полем Емілем Лекоком. В серпні 1875 року вчений вивчав спектр мінералу сфалерита з родовища в Піренеях і помітив нові фіолетові лінії. Елемент був названий галієм. Його вміст в мінералі було вкрай маленьким і Лекоку вдалося виділити лише 01 грама. Відкриття металу стало одним з підтверджень правильності передбачення Менделєєва.

Фізичні властивості

Метал галій дуже пластичний і легкоплавкий. При низьких температурах він перебуває у твердому стані. Для перетворення його в рідину достатньо температури 2976 градусів Цельсія або 30293 за Кальвіну. Розплавити його можна тримаючи в руці або опустивши в гарячу рідину. Занадто високі температури роблять його дуже агресивним: при 500 градусах за Цельсієм і вище він здатен роз'їдати інші метали.


Кристалічна решітка галія утворена двохатомних молекул. Вони дуже стійкі, але слабо між собою пов'язані. Щоб порушити їх зв'язок, необхідно зовсім невелика кількість енергії, тому галій без праці стає рідким. За легкоплавкости він у п'ять разів перевершує індій. У рідкому стані метал більш щільний і важкий, ніж у твердому. Крім того, він краще проводить електрика. При нормальних умовах його щільність становить 591 г/см3. Закипає метал при -2230 градусах за Цельсієм. При затвердінні він розширюється приблизно 32%.

Хімічні властивості

По багатьом хімічним властивостям галій схожий на алюміній, але проявляє меншу активність і реакції з ним проходять повільніше. Він не вступає в реакцію з повітрям, моментально утворюючи оксидну плівку, яка запобігає його окислення. Він не реагує на водень, бор, кремній, азот і вуглець. Метал відмінно взаємодіє практично з будь-якими галогенами. З йодом вступає в реакцію тільки при нагріванні, з хлором і бромом реагує навіть при кімнатній температурі. В гарячій воді він починає витісняти водень, з мінеральними кислотами утворює солі і теж вивільняє водень.
З іншими металами галій здатний створювати амальгами. Якщо рідкий галій капнути на твердий шматок алюмінію, він почне проникати в нього. Вторгаючись в кристалічну решітку алюмінію, рідке речовина зробить його крихким. Вже через кілька днів твердий металевий брусок можна буде кришити руками, не докладаючи особливих зусиль.

Застосування

У медицині метал галій використовують для боротьби з пухлинами і гіперкальціємією, він також підходить для радіоізотопної діагностики раку кісток. Проте препарати, що містять речовину, можуть викликати побічні ефекти, наприклад, нудоту і блювоту. Застосування метал галій знаходить і в сверхчастотной електроніці. Його використовують для виготовлення напівпровідників і світлодіодів, як пьезоматериала. З сплаву галія зі скандієм або нікелем виходять металеві клеї. В сплаві з плутонієм він грає роль стабілізатора і застосовується в ядерні бомби. Скла з цим металом володіють високим коефіцієнтом заломлення променів, а його оксид Ga 2 O 3 дозволяє склу пропускати інфрачервоні промені. Чистий галій може використовуватися для виготовлення простих дзеркал, так як добре відбиває світло.

Поширеність і родовища галія

Де взяти галій? Метал легко можна замовити в інтернеті. Його вартість коливається від 115 до 360 доларів за кілограм. Метал вважається рідкісним, він дуже неуважний в земній корі і практично не утворює власних мінералів. З 1956 році їх було знайдено всі три. Найчастіше галій знаходять у складі цинкових, залізних, алюмінієвих руд. Його виявляють домішки в кам'яному вугіллі, берилле, гранаті, магнетит, турмаліні, польовому шпате, хлоритах та інших мінералах. В середньому його вміст в природі становить близько 19 г/т. Найбільше галія міститься в речовинах, які близькі до нього за складом. З-за цього його складно і дорого з них отримувати. Власний мінерал металу називається галій з формулою CuGaS 2 . Він містить мідь і сірку.

Вплив на людину

Про біологічної ролі металу та його впливі на організм людини відомо мало. У періодичній таблиці він знаходиться поряд з елементами, які нам життєво необхідні (алюміній, залізо, цинк, хром). Існує думка, що в якості ультрамикроэлемента галій входить до складу крові, прискорюючи її струм і запобігаючи утворенню тромбів.
Так чи інакше, невелику кількість речовини міститься в організмі людини (10 -6 – 10 -5 %). Галій надходить до нього разом з водою і сільськогосподарськими продуктами харчування. Він затримується в кістковій тканині й печінці. Метал галій вважається малотоксичних або умовно-токсичним. При контакті з шкірою дрібні частинки залишаються на ній. Це виглядає як сіра брудна пляма, яке легко забирається водою. Речовина не залишає опіків, але в окремих випадках може викликати дерматит. Відомо, що високий вміст галія в організмі викликає порушення в печінці, нирках і нервовій системі, але для цього потрібно дуже велику кількість металу.