10 interessante Fakten über Gallium
Gallium ist ein Element der Hauptuntergruppe der dritten Gruppe der vierten Periode des Mendelejewschen Periodensystems der chemischen Elemente mit der Ordnungszahl 31. Es wird durch das Symbol Ga (lateinisch: Gallium) bezeichnet. Es gehört zur Gruppe der Leichtmetalle. Die einfache Substanz Gallium (CAS-Nummer: 7440-55-3) ist ein weiches, duktiles Metall mit silbrig-weißer Farbe und bläulichem Farbton. Gallium ist übrigens ein Metall, das in den Händen schmilzt.
1. Die Existenz von Gallium wurde von D. I. Mendelejew wissenschaftlich vorhergesagt. Als er 1869 das Periodensystem der chemischen Elemente auf der Grundlage des von ihm entdeckten Periodengesetzes erstellte, ließ er in der dritten Gruppe Lücken für unbekannte Elemente – Analoga von Aluminium und Silizium (Ekaaluminium und Eqasilicium). Mendelejew beschrieb auf der Grundlage der Eigenschaften benachbarter, gut untersuchter Elemente nicht nur die wichtigsten physikalischen und chemischen Eigenschaften, sondern auch die Methode der Entdeckung – die Spektroskopie. Insbesondere in einem Artikel vom 11. Dezember (29. November, alter Stil) 1870, veröffentlicht im Journal of the Russian Chemical Society. Mendelejew wies darauf hin, dass das Atomgewicht von Aluminium nahe bei 68 liegt, mit einem spezifischen Gewicht von etwa 6 g/cm3. Im metallischen Zustand ist das Metall schmelzbar. Gallium wurde bald entdeckt, als einfache Substanz isoliert und von dem französischen Chemiker Paul Émile Lecoq de Boisbaudrand untersucht. 20. September 1875. Auf einer Sitzung der Pariser Akademie der Wissenschaften wurde ein Brief von Lecoq de Boisbaudran über die Entdeckung eines neuen Elements und die Untersuchung seiner Eigenschaften verlesen. Der Brief berichtete, dass er am 27. August 1875 zwischen 15 und 16 Uhr in einer Zinkblende, die aus der Pierfitte-Mine im Argelès-Tal (Pyrenäen) stammte, Anzeichen eines neuen einfachen Körpers fand. Bei der Untersuchung des Spektrums der Probe identifizierte Lecoq de Boisbaudran beispielsweise zwei neue violette Linien, die auf das Vorhandensein eines unbekannten Elements in dem Mineral hinweisen. Im selben Brief schlug er vor, das neue Element Gallium zu nennen. Die Isolierung des Elements war mit erheblichen Schwierigkeiten behaftet, da der Gehalt des neuen Elements im Erz weniger als 0,2 % betrug. Infolgedessen gelang es Lecoq de Boisbaudran, ein neues Element in einer Menge von weniger als 0,1 g zu erhalten und zu untersuchen. In Bezug auf die Eigenschaften erwies sich das neue Element als ähnlich wie Zink.
2. Paul Émile Lecoq de Boisbaudran benannte das Element zu Ehren seines Heimatlandes Frankreich nach seinem lateinischen Namen – Gallia. Obwohl es eine undokumentierte Legende gibt, dass sein Entdecker im Namen des Elements implizit seinen Nachnamen (Lecoq) verewigt hat. Der lateinische Name des Elements (Gallium) ist konsonant mit gallus – “Hahn” (lateinisch). Bemerkenswert ist, dass es der Hahn le coq (französisch) ist, der das Symbol Frankreichs ist.
3. Die Dichte von Gallium im festen Zustand bei einer Temperatur von 20 °C beträgt 5,904 g/cm³, flüssiges Gallium (tpl. = 29,8 °C) hat eine Dichte von 6,095 g/cm³, d.h. beim Erstarren nimmt das Volumen von Gallium zu. Diese Eigenschaft ist sehr selten und wird nur von wenigen einfachen Substanzen und Verbindungen (insbesondere Wasser, Silizium, Germanium, Antimon, Wismut und Plutonium) gezeigt.
4. Bei niedrigen Temperaturen befindet es sich in einem festen Zustand, schmilzt aber bei einer Temperatur, die nicht viel höher als Raumtemperatur (29,8 °C) ist.
5. Gallium siedet bei 2230 °C. Eines der Merkmale von Gallium ist ein breiter Temperaturbereich des flüssigen Zustands (von 30 bis 2230 °C), während es einen niedrigen Dampfdruck bei Temperaturen von bis zu 1100-1200 °C hat.
6. Die spezifische Wärmekapazität von festem Gallium im Temperaturbereich T = 0-24°C beträgt 376,7 J/kg•K (0,09 cal/g•deg), im flüssigen Zustand bei T = 29-100°C beträgt die spezifische Wärmekapazität 410 J/kg•K (0,098 cal/g•deg).
Gallium wird hauptsächlich aus Zinkerzen und Bauxit abgebaut, es existiert nicht in seiner reinen Form.
7. Der durchschnittliche Gehalt an Gallium in der Erdkruste beträgt 19 g/t.
8. Die wichtigsten Galliumvorkommen befinden sich in Südwestafrika, Russland und den GUS-Staaten.
9. Gegenwärtig wird Gallium hauptsächlich in der Mikroelektronik verwendet.
10. Es ist in der Medizin weit verbreitet, da festgestellt wurde, dass Galliumpartikel in der Lage sind, Eisenpartikel zu ersetzen, die für das Funktionieren des Körpers notwendig sind. Es ist auch in der Zusammensetzung verschiedener Arzneimittel enthalten. Metallisches Gallium füllt unter anderem Quarzthermometer zur Messung hoher Temperaturen und ersetzt das gewohnte Quecksilber. Das liegt daran, dass das Metall im Vergleich zu Quecksilber einen sehr hohen Siedepunkt hat.