Gallium ist ein Metall (chemisches Element), welches erstmals 1875 vom französischen Chemiker Paul-Emile Lecoq de Boisbaudran entdeckt wurde, der ihm auch den Namen gab, benannt nach Gallien, dem lateinischen Namen für Frankreich. Möglich wäre auch, dass sich der Entdecker hier selbst verewigt hat, denn Le coq ist französisch und bedeutet der Hahn, der auf lateinisch gallus heißt.
| |||||||||||||||||||
| Allgemein | |||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Name, Symbol, Ordnungszahl | Gallium, Ga, 31 | ||||||||||||||||||
| Serie | Metalle | ||||||||||||||||||
| Gruppe, Periode, Block | 13 (IIIA), 4, p | ||||||||||||||||||
| Dichte, Mohshärte | 5904 kg/m3, 1,5 | ||||||||||||||||||
| Aussehen | silbrig weiß | ||||||||||||||||||
| Atomar | |||||||||||||||||||
| Atomgewicht | 69,723 amu | ||||||||||||||||||
| Atomradius (berechnet) | 130 (136) pm | ||||||||||||||||||
| Kovalenzradius | 126 pm | ||||||||||||||||||
| van der Waals-Radius | 187 pm | ||||||||||||||||||
| Elektronenkonfiguration | [Ar]3d10 4s2 4p1 | ||||||||||||||||||
| e- 's pro Energieniveau | 2, 8, 18, 3 | ||||||||||||||||||
| Oxidationszustände (Oxid) | 3 (amphoter) | ||||||||||||||||||
| Kristallstruktur | orthorhombisch (Ga-I) | ||||||||||||||||||
| Physikalisch | |||||||||||||||||||
| Aggregatzustand (Magnetismus) | fest | ||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | 302,91 K (29,76 °C) | ||||||||||||||||||
| Siedepunkt | 2477 K (2204 °C) | ||||||||||||||||||
| Molares Volumen | 11,80 · 10-3 m3/mol | ||||||||||||||||||
| Verdampfungswärme | 258,7 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| Schmelzwärme | 5,59 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| Dampfdruck | 9,31 · 10-36 Pa bei 302,9 K | ||||||||||||||||||
| Schallgeschwindigkeit | 2740 m/s bei 293,15 K | ||||||||||||||||||
| Verschiedenes | |||||||||||||||||||
| Elektronegativität | 1,81 (Pauling-Skala) | ||||||||||||||||||
| Spezifische Wärmekapazität | 370 J/(kg · K) | ||||||||||||||||||
| Elektrische Leitfähigkeit | 6,78 · 106/m Ohm | ||||||||||||||||||
| Wärmeleitfähigkeit | 40,6 W/(m · K) | ||||||||||||||||||
| 1. Ionisierungsenergie | 578,8 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| 2. Ionisierungsenergie | 1979,3 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| 3. Ionisierungsenergie | 2963 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| 4. Ionisierungsenergie | 6180 kJ/mol | ||||||||||||||||||
| Stabilste Isotope | |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| SI-Einheiten und Standardbedingungen werden benutzt, sofern nicht anders angegeben. | |||||||||||||||||||
Das noch unbekannte Element wurde schon bei der Erstellung des Periodischen Systems von D. Mendelejew (1869) und L. Meyer (1870) vorhergesagt und kurz daraufhin auch entdeckt. Interessant ist die zarte hellbaue Metallfarbe des kristallinen Galliums. Auffallend der niedrige Schmelzpunkt und der relativ hohe Siedepunkt. Bis zum heutigen Tage sind 4 Normaldruck- und 3 Hochdruckmodifikationen bekannt. Die Dichte von flüssigem Gallium ist 6100 kg/m3, also größer als die von festem Gallium (Dichteanomalie). Die Schmelze ist silberweiß. Gallium oxidiert langsam an der Luft und behält seinen Glanz.
Vorkommen
Gallium kommt in der Natur stets vergesellschaftet vor. Als wichtigstes Erz dient der Bauxit, dem es als Begleitmetall während der Schmelzflusselektrolyse bei der Aluminiumgewinnung entzogen wird. Weitere Minerale sind die Zinkblende und der Germanit (Germanium). Die Hauptvorkommen an Gallium befinden sich in Kasachstan, in Australien, in Tschechien, in Indien und in Guinea. Größere Recyclinganlagen stehen in den USA, in Japan und in Deutschland.
Verwendung
Gallium ist relativ teuer, was die Verwendung stark einschänkt. Es eignet sich als Thermometerfüllung mit sehr breitem Anzeigebereich als ungiftiger, nichtflüchtiger Quecksilberersatz. Als Bestandteil von Halbleitermaterialien z.B. Gallium-Arsenid (GaAs, Gallium + Arsen), das nach der Kristallzucht und der Weiterverarbeitung zu Wafern vor allem für elektronische Hochfrequenzbauteile = Integrierte Schaltkreise und Leuchtdioden beziehungsweise Laser Anwendung findet. Ein weiteres wichtiges Verfahren ist hierbei die Darstellung von Halbleitern mit der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD). Als Legierungszusatz im dentaltechnischen-edelmetallverarbeitenden Bereich wird es eingesetzt. Galliumoxide werden zu speziellen starklichtbrechenden Kristallmaterialien und in der Forschung verwendet. Galliumionen lassen sich lückenlos mit Aluminiumionen austauschen.
Biogene Eigenschaften
Gallium gilt als ungiftig.
