Все ли металлы одинаковы ? Галлий.
Привыкли воспринимать металлы как материалы с повышенной твердостью, которые трудно деформировать, а расплавить в бытовых условиях и вовсе невозможно?
Тогда пришло время удивиться: существуют удивительные сплавы, температура плавления которых ниже нуля — например, состав рубидий плюс натрий (91,8% и 8,2% соответственно) или калий-натрий (77,3% и 22,7). Но использование таких соединений ограничено из-за их высокой химической активности.
При 28,5оС плавится цезий. Только этот элемент не стоит трогать и приближаться к нему опасно. А вот покладистый галлий вполне безобиден. Чтобы его превратить в вязкую жидкость достаточно тепла ладони.
Удивительный галлий: свойства и характеристики
Кристаллическая решетка галлия — это двухатомные молекулы. Структура устойчива, она сохраняется при переходе элемента в другое агрегатное состояние. И еще одно чудо-свойство: в жидком состоянии плотность и вес увеличиваются, усиливается электропроводность металла.
Как выглядит это загадочное вещество? Оно напоминает всем известное олово. Мягкий белый с серебрянкой металл не окисляется под воздействием кислорода, не становится тусклым после пребывания на открытом воздухе.
Свойства элемента сравнимы с распространенным алюминием: растворяется в сильных концентрациях серной кислоты и солянки, реагирует со щелочами. Галлий оставляет на бумаге серую дорожку, похожую на линию, проведенную графитовым карандашом. Он сопоставим с водой: при затвердевании жидкая субстанция расширяется.
Но есть и уникальные стороны: жидкая консистенция сохраняется в диапазоне температур от 30 до 2230оС. Его летучесть незначительна. Это единственный металл с подобной способностью.
Галлий в природе
Минерал имеется в незначительных количествах в породах, составляющих земную кору. Но месторождения с его высоким содержанием обнаружены лишь в Намибии и Заире. Там ведется добыча галлита и корневалита. Несколько процентов элемента рассеяно в алюминиевых рудах, щелочных пегматитах и других ископаемых. В чистом виде руд не выявлено.
Поэтому галлий остается побочным продуктом при получении алюминиевого сплава, применения каменноугольного сырья. Чистый элемент можно получить только в лабораторных условиях путем испарения в вакууме или способом зонной плавки.
Применение галлия и интересные эксперименты
Галлий востребован в микроэлектронике. Арсенид металла применим в микроволновых схемах, нитрид — в полупроводниковых лазерах, светодиодах. Биологическая роль природного элемента научно не обоснована. Иногда его ионы заменяют железо в сфере медицины, содержатся в составе специфичных препаратов, помогают уточнить диагностику онкологических заболеваний: например, определить размер костных новообразований.
В качестве добавки металл улучшает свойства стекла: повышает коэффициент преломления световых лучей. Производят галлиевые зеркала. Покрытие отражает 88% света. Попытки использовать соединения в атомной отрасли не увенчались успехом.