أولاً/ تعريف عنصر الغاليوم
- الغاليوم عبارة عن معدن أبيض طري.
- الغاليوم نشط نسبياً.
- يتميز بأن مجال وجود حالته السائلة كبير.
- سائل الغاليوم لا يبلل الزجاج لذا يستخدم سائله في موازين الحرارة وحتى الآن ليس هنا تفسير مقبول لهذا المجال الواسع.
- الجدول التالي يوضح اهم الخواص العامة للغاليوم:
ثانياً/ اكتشافه ووجوده في الطبيعة
- اكُتشف من طرف الكيميائي الفرنسي (ليكوك دي بوابودارن) عام 1875 م
- الغاليوم هو أول عنصر اكتشف بالتحليل الطيفي.
- اشُتق اسمه من اللاتينية Galia وهو اسم فرنسا باللاتينية.
- يعتبر معدن الغاليوم من العناصر النادرة (أجزاء من المليون) يوجد في فلزت الزنك والألومنيوم والجرمانيوم وأغنى هذ الفلزات لا يحوي أكثر من 1% من الغاليوم.
ثالثاً/ طرق الحصول على الغاليوم
يتم الحصول على الغاليوم بالتحليل الكهربائي لمحاليل أملاحه المائية (وخاصة الكبريتات).
رابعاً/ الخواص الكيميائية للغاليوم
(1) التفاعل مع الهواء والأكسجين
يعتبر الغاليوم غير فعال على عكس ما يتوقع، وذلك لتشكل طبقة رقيقة وكتيمة وشفافة من الأكسيد على سطحه، فهو ثابت في الهواء.
- عند التخلص من طبقة الأكسيد أو بالتسخين يتفاعل الغاليوم مع الأكسجين ويتشكل الأكسيد Ga2O3
(2) التفاعل مع الهالوجينات
يتفاعل الغاليوم مع الهالوجينات حتى في درجة الحرارة العادية عدا اليود، لتشكيل الهاليدات GaX3
(3) التفاعل مع الأحماض
- يكون تأثير الأحماض الممددة ضعيفاً في الغاليوم ولكن بالتسخين يتأثر بسرعة وذلك لذوبان الطبقة السطحية وبذلك تعطي Ga+3 حسب التفاعل التالي:
يذوب الغاليوم في حمض الآزوت المركز والساخن وتتناقص درجة تأثره بالاحماض بازدياد نقاوته.
(4) التفاعل مع القواعد
يتفاعل الغاليوم مع القواعد وفق التفاعل التالي:
(5) التفاعل مع العناصر الأخرى
يتفاعل الغاليوم بالتسخين إلى درجات مرتفعة مع Se و S و P حسب التفاعلات التالية:
خامساً/ أهم استخدامات الغاليوم
يتسع تدريجياً مجال نشاط مركبات الغاليوم الكيميائية.
(1) تستعمل اليوم في الآلات الحاسبة وأجهزة الرادار والخلايا الحرارية والبطاريات الشمسية والأجهزة نصف الناقلة وفي صناعة الصواريخ .
(2) تشترك في صنع أجهزة الليزر وتحضير المواد الوضاءة.
(3) تلعب دور الوسيط في عدد كثير من العمليات الهامة في الكيمياء العضوية.
(4) تستعمل سبائك الغاليوم مع الأنديوم والقصدير كمواد تشحيم أثناء جمع القطع المصنوعة من الكوارتز والزجاج والخزف، وللصق هذ القطع مع بعضها تحت الضغط.
(5) وفي الطب تستعمل مصابيح تعطي أشعة فوق بنفسجية، وكانت كاتودات هذ المصابيح تصنع من الزئبق، ولكن تبين فيما بعد أن سبيكة الألمنيوم مع الغاليوم أفضل من الزئبق لهذا الغرض ، فالضوء الذي تصدر هذ المصابيح أ غنى بالأشعة المفيدة من ضوء المصابيح السابقة.
(6) للغاليوم قدرة جيدة على عكس الأشعة الضوئية، لهذا فقد جرب في صناعة المرايا ونجح، إذ تبين أن هذا الزجاج لا يتغبش ولا يكمد حتى في درجات الحرارة المرتفعة.
حل السؤال: لماذا يذوب عنصر الغاليوم عند وضعه في اليد ؟
ينصهر الغاليوم عند وضعه على اليد وذلك لأن درجه انصهاره منخفضه جداً تصل إلى حوالي 30 درجة سلزيوس وهي أقل من درجة حرارة جسم الأنسان الطبيعي التى تبلغ 37 درجة سلزيوس.