Քիմիա

Գալիում #31

գալիումի ենթախումբ. Այս ենթախմբի անդամներից յուրաքանչյուրի պարունակությունը երկրակեղևում գալիում (4-10~4%) - ինդիում (2-10~6) - թալիում (8-10-7) շարքում նվազում է։ Բոլոր երեք «տարրերը չափազանց ցրված են, և որոշակի օգտակար հանածոների տեսքով լինելը նրանց բնորոշ չէ: Ընդհակառակը, դրանց միացությունների չնչին կեղտերը պարունակում են բազմաթիվ մետաղների հանքաքարեր: նման հանքաքարեր.
Ազատ վիճակում գալիումը, ինդիումը և թալիումը արծաթ-սպիտակ մետաղներ են։ Նրանց ամենակարևոր հաստատունները համեմատվում են ստորև.
Գա Ի Թլ

Գալիումի ֆիզիկական հատկությունները

Խտություն, գ/cjH3 5.9 7.3 11.9
Հալման ջերմաստիճանը, °С. . . 30 157 304
Եռման կետ, °С... . 2200 2020 1475
Էլեկտրական հաղորդունակություն (Hg = 1) . . 2 11 6

Ըստ կարծրության գալիումառաջատարին մոտ, Ին և Թի - էլ ավելի մեղմ 6-13:
Գալիումը և ինդիումը չոր օդում չեն փոխվում, իսկ թալիումը ծածկված է օքսիդի մոխրագույն թաղանթով։ Երբ ջեռուցվում է, բոլոր երեք տարրերն ակտիվորեն միավորվում են թթվածնի և ծծմբի հետ: Նրանք քլորի և բրոմի հետ փոխազդում են արդեն սովորական ջերմաստիճանում, յոդի հետ միայն տաքացնելիս։ Գտնվելով երկաթի մոտ մի շարք լարումների մեջ՝ Ga, In և Ti լուծելի են թթուներում:14 '15
Գալիումի և ինդիումի սովորական վալենտությունը երեքն է։ Թալիումը տալիս է ածանցյալներ, որոնցում այն ​​եռաչափ և միավալենտ է: տասնութ
Գալիումի և նրա անալոգների օքսիդները՝ սպիտակ Ga 2 O 3, դեղին 1p203 և շագանակագույն T1203, անլուծելի են ջրում. համապատասխան հիդրօքսիդները E (OH) 3 (որոնք կարելի է ստանալ աղերից) դոնդողանման նստվածքներ են, գործնականում ջրում չլուծվող, բայց լուծելի է թթուներում: Ga-ի և In-ի սպիտակ հիդրօքսիդները նույնպես լուծելի են ուժեղ ալկալիների լուծույթներում՝ գալլատների և ալյումինատների նման ինդատների ձևավորմամբ։ Հետևաբար, դրանք ունեն ամֆոտերային բնույթ, և թթվային հատկությունները ավելի քիչ են արտահայտված 1p(OH) 3-ում և ավելի ուժեղ են Ga(OH) 3-ում, քան Al(OH) 3-ում: Այսպիսով, բացի ուժեղ ալկալիներից, Ga (OH) 3-ը լուծելի է NH 4 OH-ի ուժեղ լուծույթներում: Ընդհակառակը, կարմիր-շագանակագույն Ti(OH) 3-ը չի լուծվում ալկալիներում։
Ga»»» և «In» իոնները անգույն են, Ti» իոնն ունի դեղնավուն գույն։ Դրանցից արտադրվող թթուների մեծ մասի աղերը շատ լուծելի են ջրում, բայց բարձր հիդրոլիզացված են. Թույլ թթուների լուծվող աղերից շատերն անցնում են գրեթե ամբողջական հիդրոլիզ։ Թեև Ga-ի և In-ի ստորին վալենտների ածանցյալները նրանց բնորոշ չեն, թալիումի համար առավել բնորոշ են հենց այն միացությունները, որոնցում այն ​​միավալենտ է: Հետևաբար, T13+ աղերն ունեն ընդգծված օքսիդացնող հատկություններ:

Թալիումի օքսիդը (T120) առաջանում է բարձր ջերմաստիճանում տարրերի փոխազդեցության արդյունքում։ Այն սև հիգրոսկոպիկ փոշի է։ Ջրի հետ թալիումի օքսիդը ձևավորում է դեղին ազոտի օքսիդ (T10H), որը տաքացնելիս հեշտությամբ պոկվում է ջուրը և վերադառնում T120:
Թալիումի օքսիդի հիդրատը շատ լուծելի է ջրում և ամուր հիմք է: Նրա կազմած աղերը հիմնականում անգույն են և
բյուրեղացնել առանց ջրի: Քլորիդը, բրոմը և յոդը գրեթե չեն լուծվում, բայց որոշ այլ աղեր լուծելի են ջրում։ Կամայական TiOH-ը և հիդրոլիզի պատճառով թույլ թթուները լուծույթում տալիս են ալկալային ռեակցիա։ Ուժեղ օքսիդացնող նյութերի (օրինակ՝ քլորաջուր) ազդեցության տակ միավալենտ թալիումը օքսիդացվում է եռավալենտի։57-66
Տարրերի և դրանց միացությունների քիմիական հատկությունների առումով գալիումի ենթախումբը շատ առումներով նման է գերմանիումի ենթախմբին: Այսպիսով, Ge-ի և Ga-ի համար ավելի բարձր վալենտությունն ավելի կայուն է, Pb-ի և T1-ի համար՝ ավելի ցածր, քիմիական Ge-Sn-Pb և Ga-In-Ti շարքի հիդրօքսիդների բնույթը նույն տիպի փոփոխությունների է ենթարկվում: Երբեմն ավելի նուրբ «նմանության առանձնահատկություններ են ի հայտ գալիս, օրինակ՝ հալոգենային (Cl, Br, I) աղերի ցածր լուծելիությունը: ինչպես Pbn-ի, այնպես էլ Ti-ի: Այնուամենայնիվ, երկու ենթախմբի տարրերի միջև կան էական տարբերություններ (մասամբ պայմանավորված նրանց տարբեր վալենտությամբ). գերմանիումի ենթախմբից, ի տարբերություն PbF 2-ի, թալիումի ֆտորիդը շատ լուծելի է և այլն։

Գալիումի հավելում

1. Քննարկվող ենթախմբի բոլոր երեք անդամները հայտնաբերվել են սպեկտրոսկոպի միջոցով՝ 1 թալիումը՝ 1861 թվականին, ինդիումը՝ 1863 թվականին և գալիումը՝ 1875 թվականին: Այս տարրերից վերջինը կանխատեսել և նկարագրել է Դ. 1). Բնական գալիումը կազմված է 69 (60.2%) և 71 (39.8) զանգվածային թվերով իզոտոպներից։ ինդիում-113 (4.3) և 115 (95.7); թալիում - 203 (29,5) և 205 (70,5%):
2. Հիմնական վիճակում գալիումի ենթախմբի տարրերի ատոմներն ունեն արտաքին էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածք՝ 4s2 34p (Ga), 5s25p (In), 6s26p (Tl) և միարժեք են, i ) կկալ/գ-ատոմ։ Հաջորդական իոնացման էներգիաները կազմում են 6,00; 20.51; 30,70 Ga; 5,785; 18.86; 28.03 համար In: 6.106; 20.42; 29,8 էՎ T1-ի համար: Թալիումի ատոմի հարաբերակցությունը էլեկտրոնի նկատմամբ գնահատվում է 12 կկալ/գ-ատոմ։
3. Գալիումի համար հայտնի է հազվագյուտ միներալ գալիտը (CuGaS 2): Այս տարրի հետքերը մշտապես հայտնաբերվում են ցինկի հանքաքարերում։ Դրա զգալի մեծ քանակություն՝ E (մինչև 1,5%) հայտնաբերվել է որոշ կարծր ածխի մոխրի մեջ։ Այնուամենայնիվ, գալիումի արդյունաբերական արտադրության հիմնական հումքը բոքսիտն է, որը սովորաբար պարունակում է չնչին կեղտեր (մինչև 0,1%)։ Այն արդյունահանվում է էլեկտրոլիզի միջոցով ալկալային հեղուկներից, որոնք հանդիսանում են բնական բոքսիտի վերամշակման միջանկյալ արտադրանք՝ առևտրային կավահողով: Գալիումի տարեկան համաշխարհային արտադրության ծավալը դեռևս գնահատվում է մի քանի տոննա, բայց կարող է զգալիորեն աճել։
4. Ինդիումը հիմնականում ստացվում է որպես կողմնակի արտադրանք՝ Zn, Pb և Cu ծծմբի հանքաքարերի համալիր մշակման ժամանակ։ Նրա տարեկան համաշխարհային արտադրությունը մի քանի տասնյակ տոննա է։
5. Թալիումը կենտրոնացած է հիմնականում պիրիտում (FeS2): Ուստի ծծմբաթթվի արտադրության տիղմը լավ հումք է այս տարրը ստանալու համար։ Թալիումի տարեկան համաշխարհային արտադրությունը Հնդկաստանից քիչ է, բայց նաև տասնյակ տոննաներով։
6. Ga-ը, In-ը և T1-ն ազատ վիճակում մեկուսացնելու համար օգտագործվում է կամ դրանց աղերի լուծույթների էլեկտրոլիզը կամ օքսիդների շիկացումը ջրածնի հոսքում։ Մետաղների հալման և գոլորշիացման ջերմությունները ունեն հետևյալ արժեքները՝ 1,3 և 61 (Ga), 0,8 և 54 (In), 1,0 և 39 կկալ/գ-ատոմ (T1)։ Նրանց սուբլիմացիայի ջերմությունները (25°C-ում) կազմում են 65 (Ga), 57 (In) և 43 կկալ/գ-ատոմ (T1): Զույգերով բոլոր երեք տարրերը կազմված են գրեթե բացառապես միատոմային մոլեկուլներից։
7. Գալիումի բյուրեղային ցանցը ձևավորվում է ոչ թե առանձին ատոմներից (ինչպես սովորական է մետաղների դեպքում), այլ երկատոմային մոլեկուլներով (rf = 2,48A): Այսպիսով, դա մոլեկուլային և մետաղական կառուցվածքների համակեցության հետաքրքիր դեպք է (III § 8): Ga2-ի մոլեկուլները պահպանված են նաև հեղուկ գալիումում, որի խտությունը (6,1 գ/սմ) ավելի մեծ է, քան պինդ մետաղի խտությունը (անալոգիա ջրի և բիսմուտի հետ)։ Ճնշման բարձրացումը ուղեկցվում է գալիումի հալման կետի նվազմամբ։ Բարձր ճնշումների դեպքում, բացի սովորական մոդիֆիկացիայից (Գալ), հաստատվել է դրա երկու այլ ձևերի առկայությունը։ Եռակի կետերը (հեղուկ փուլով) գտնվում են Gal - Gall-ի համար 12 հազար ատմ և 3 °C ջերմաստիճանում, իսկ Gall-ի համար - Gall - 30 հազար ատմ և 45 °C ջերմաստիճանում:
8. Գալիումը շատ հակված է հիպոթերմային, և այն հնարավոր է եղել պահել հեղուկ վիճակում մինչև -40 ° C: Գերսառեցված հալվածքի արագ բյուրեղացման կրկնությունը կարող է ծառայել որպես գալիումի մաքրման մեթոդ: Շատ մաքուր վիճակում (99,999%) այն ստացվել է նաև էլեկտրոլիտիկ զտման, ինչպես նաև խնամքով մաքրված GaCl3-ի ջրածնային վերականգնմամբ։ Բարձր եռման կետը և տաքացման ժամանակ բավականին միատեսակ ընդլայնումը գալիումը դարձնում են արժեքավոր նյութ բարձր ջերմաստիճանի ջերմաչափերը լցնելու համար: Չնայած սնդիկի հետ արտաքին նմանությանը, երկու մետաղների փոխադարձ լուծելիությունը համեմատաբար ցածր է (10-ից մինչև 95 °C միջակայքում, այն տատանվում է 2,4-ից 6,1 ատոմային տոկոսի սահմաններում Ga-ի համար Hg-ում և 1,3-ից մինչև 3,8 ատոմային տոկոսի միջև Hg-ից մինչև Ga): ): Ի տարբերություն սնդիկի, հեղուկ գալիումը չի լուծում ալկալիական մետաղները և լավ թրջում է շատ ոչ մետաղական մակերեսներ։ Մասնավորապես, դա վերաբերում է ապակու վրա, կիրառելով գալիում, որի վրա կարելի է ստանալ հայելիներ, որոնք ուժեղորեն արտացոլում են լույսը (սակայն կա ցուցում, որ շատ մաքուր գալիումը, որը չի պարունակում ինդիումի կեղտեր, չի թրջում ապակիները): Գալիումի նստվածքը պլաստիկ հիմքի վրա երբեմն օգտագործվում է ռադիո շղթաներ արագ ստանալու համար: 88% Ga և 12% Sn համաձուլվածքը հալվում է 15°C-ում, և մի քանի այլ համաձուլվածքներ, որոնք պարունակում են գալիում (օրինակ՝ 61,5% Bi, 37,2% Sn և 1,3% Ga) առաջարկվել են ատամների լցոնումների համար։ Նրանք չեն փոխում իրենց ծավալը ջերմաստիճանի հետ և լավ են պահում: Գալիումը կարող է օգտագործվել նաև որպես փականի կնիք վակուումային տեխնոլոգիայի մեջ: Այնուամենայնիվ, պետք է հաշվի առնել, որ բարձր ջերմաստիճանի դեպքում այն ​​ագրեսիվ է ինչպես ապակու, այնպես էլ շատ մետաղների նկատմամբ։
9. Գալիումի արտադրության ընդլայնման հնարավորության հետ կապված՝ հրատապ է դառնում այս տարրի և նրա միացությունների յուրացման (այսինքն՝ պրակտիկայի միջոցով յուրացման) խնդիրը, ինչը պահանջում է հետազոտություն՝ դրանց ռացիոնալ օգտագործման համար տարածքներ գտնելու համար: Գալիումի վերաբերյալ կա գրախոսական հոդված և մենագրություններ։
10. Ինդիումի սեղմելիությունը մի փոքր ավելի բարձր է, քան ալյումինինը (10 հազար ատմ, ծավալը բնօրինակի 0,84 է)։ Ճնշման աճով նրա էլեկտրական դիմադրությունը նվազում է (մինչև 70000 ատմ սկզբնական արժեքի մինչև 0.5), իսկ հալման կետը մեծանում է (մինչև 400°C 65000 ատմ): Մետաղական ինդիումի ձողիկները ճռճռում են, երբ ծռվում են, ինչպես պյութերը: Թղթի վրա թողնում է մուգ գիծ։ Ինդիումի կարևոր օգտագործումը կապված է գերմանիումի AC ուղղիչ սարքերի արտադրության հետ (X § 6 add. 15): Իր հալման շնորհիվ այն կարող է քսանյութի դեր խաղալ առանցքակալների մեջ։
11. Փոքր քանակությամբ ինդիումի ներմուծումը պղնձի համաձուլվածքների մեջ մեծապես մեծացնում է նրանց դիմադրողականությունը ծովի ջրի նկատմամբ, իսկ ինդիումի ավելացումը արծաթին մեծացնում է նրա փայլը և կանխում օդում աղտոտումը: Ինդիումի ավելացումը ատամնաբուժական լցոնումների համաձուլվածքներին տալիս է ամրություն: Այլ մետաղների ինդիումի էլեկտրոլիտային ծածկույթը լավ պաշտպանում է դրանք կոռոզիայից: Ինդիումի համաձուլվածքը անագով (1:1 ըստ զանգվածի) ապակին լավ զոդում է ապակու կամ մետաղի հետ, իսկ 24% In և 76% Ga-ի համաձուլվածքը հալվում է 16°C-ում: 47°C-ում 18,1% հալվող համաձուլվածքը 41,0 - Bi, 22,1 - Pb, 10,6 - Sn և 8,2 - Cd-ով հալվում է բժշկական կիրառություն ոսկորների բարդ կոտրվածքների դեպքում (գիպսի փոխարեն): Գոյություն ունի մենագրություն ինդիումի քիմիայի վերաբերյալ
12. Թալիումի սեղմելիությունը մոտավորապես նույնն է, ինչ ինդիումը, բայց դրա համար հայտնի են երկու ալոտրոպ մոդիֆիկացիաներ (վեցանկյուն և խորանարդ), որոնց միջև անցումային կետը գտնվում է 235 ° C-ում: Բարձր ճնշման տակ առաջանում է ևս մեկը։ Բոլոր երեք ձևերի եռակի կետը գտնվում է 37 հազար ատմ և 110°C: Այս ճնշումը համապատասխանում է մետաղի էլեկտրական դիմադրության կտրուկ նվազմանը մոտ 1,5 գործակցով (որը 70 հազար ատմ-ում սովորականի մոտ 0,3-ն է)։ 90000 ատմ ճնշման տակ թալիումի երրորդ ձևը հալվում է 650°C ջերմաստիճանում։
13. Թալիումը հիմնականում օգտագործվում է անագի և կապարի հետ համաձուլվածքների արտադրության համար, որոնք ունեն բարձր թթվային դիմադրություն։ Մասնավորապես, 70% Pb, 20% Sn և 10% T1 խառնուրդի բաղադրությունը լավ դիմանում է ծծմբական, աղաթթուների և ազոտական ​​թթուների խառնուրդների ազդեցությանը: Թալիումի մասին մենագրություն կա։
14. Ինչ վերաբերում է ջրին, ապա գալիումը և կոմպակտ ինդիումը կայուն են, մինչդեռ օդի առկայության դեպքում թալիումը նրա կողմից դանդաղորեն ոչնչացվում է մակերեսից: Գալիումը ազոտաթթվի հետ արձագանքում է միայն դանդաղ, մինչդեռ թալիումը շատ բուռն է։ Ընդհակառակը, ծծմբային և հատկապես աղաթթուն հեշտությամբ լուծարում է Ga-ն և In-ը, մինչդեռ T1-ը նրանց հետ փոխազդում է շատ ավելի դանդաղ (մակերեսի վրա քիչ լուծվող աղերի պաշտպանիչ թաղանթի ձևավորման պատճառով): Ուժեղ ալկալիների լուծույթները հեշտությամբ լուծում են գալիումը, դանդաղ են գործում ինդիումի վրա և չեն փոխազդում թալիումի հետ։ Գալիումը նույնպես նկատելիորեն լուծվում է NH4OH-ում։ Բոլոր երեք տարրերի ցնդող միացությունները բնորոշ գույներով գունավորում են անգույն բոցը. Ga - մուգ մանուշակագույնով (L. \u003d 4171 A), գրեթե աննկատ աչքի համար, In - մուգ կապույտով (L, \u003d 4511 A), T1 - զմրուխտ կանաչով (A, \u003d \u003d 5351 A):
15. Գալիումը և ինդիումը թունավոր չեն թվում: Ընդհակառակը, թալիումը շատ թունավոր է, և գործողության բնույթով այն նման է Pb-ին և As-ին։ Այն ազդում է նյարդային համակարգի, մարսողական համակարգի և երիկամների վրա։ Սուր թունավորման ախտանշաններն ի հայտ են գալիս ոչ թե անմիջապես, այլ 12-20 ժամ հետո։ Դանդաղ զարգացող քրոնիկական թունավորումների դեպքում (ներառյալ մաշկի միջոցով), հիմնականում նկատվում են գրգռվածություն և քնի խանգարում: Բժշկության մեջ թալիումի պատրաստուկներն օգտագործում են մազերի հեռացման համար (քարաքոսերի համար և այլն)։ Թալիումի աղերը կիրառություն են գտել լուսաշող կոմպոզիցիաներում որպես նյութեր, որոնք մեծացնում են փայլի տևողությունը։ Նրանք նաև ապացուցեցին, որ լավ միջոց են մկների և առնետների համար:
16. Լարման շարքում գալիումը գտնվում է Zn-ի և Fe-ի միջև, իսկ ինդիումը և թալիումը գտնվում են Fe-ի և Sn-ի միջև: Ga և In անցումներն ըստ E + 3 + Ze = E սխեմայի համապատասխանում են նորմալ պոտենցիալներին՝ -0,56 և -0,33 Վ (թթվային միջավայրում) կամ -1,2 և -1,0 Վ (ալկալային միջավայրում): Թալիումը թթուների միջոցով վերածվում է միավալենտ վիճակի (նորմալ պոտենցիալ -0,34 Վ): T1 + 3 + 2e \u003d T1 + անցումը բնութագրվում է + 1,28 Վ նորմալ ներուժով թթվային միջավայրում կամ + 0,02 Վ - ալկալային միջավայրում:
17. Գալիումի E203 օքսիդների և նրա անալոգների առաջացման ջերմությունները նվազում են 260 (Ga), 221 (In) և 93 կկալ/մոլ (T1) շարքի երկայնքով: Օդում տաքացնելիս գալիումը գործնականում օքսիդանում է միայն GaO-ի: Հետեւաբար, Ga203 սովորաբար ստացվում է Ga (OH) h-ի ջրազրկմամբ: Ինդիումը, երբ տաքանում է օդում, ձևավորում է In2O3, իսկ թալիումը՝ T12O3 և T120 խառնուրդ, ինչքան բարձր է օքսիդի պարունակությունը, այնքան ցածր է ջերմաստիճանը։ Մինչև T1203 թալիումը կարող է օքսիդացվել օզոնի ազդեցությամբ։
18. E2O3 օքսիդների լուծելիությունը թթուներում մեծանում է Ga - In - Tl շարքի երկայնքով: Նույն շարքում տարրի և թթվածնի միջև կապի ուժը նվազում է. Ga2O3-ը հալվում է 1795°C-ում առանց տարրալուծման, ln203-ը վերածվում է ln304-ի միայն 850°C-ից բարձր, իսկ նուրբ բաժանված T1203-ը սկսում է թթվածինը բաժանել արդեն մոտ 90°-ում։ Գ. Այնուամենայնիվ, շատ ավելի բարձր ջերմաստիճաններ են պահանջվում T1203-ը T120-ի ամբողջական փոխակերպման համար: Թթվածնի ավելցուկային ճնշման տակ In203-ը հալվում է 1910°C-ում, իսկ T1203-ը՝ 716°C-ում։
19. Օքսիդների հիդրացման ջերմություններն ըստ E2O3 + ZH20 = 2E(OH)3 սխեմայի կազմում են +22 կկալ (Ga), +1 (In) և -45 (T1): Համապատասխանաբար, հիդրօքսիդներով ջուրը պառակտելու հեշտությունը Ga-ից դառնում է T1. եթե Ga(OH)3-ը ամբողջությամբ ջրազրկվում է միայն կալցինացման ժամանակ, ապա T1(OH)3-ն անցնում է T1203-ի մեջ նույնիսկ այն հեղուկի տակ, որտեղից այն գտնվում է: մեկուսացված էր.
20. Երբ գալիումի աղերի թթվային լուծույթները չեզոքացվում են, դրա հիդրօքսիդը նստում է մոտավորապես pH = 3-4 միջակայքում: Թարմ նստեցված Ga(OH)3-ը շատ լուծելի է ուժեղ ամոնիակային լուծույթներում, բայց քանի որ այն ծերանում է, լուծելիությունն ավելի ու ավելի է նվազում: Նրա իզոէլեկտրական կետը գտնվում է pH = 6,8, իսկ PR = 2 10~37: Lp(OH)3-ի համար հայտնաբերվել է PR = 1 10-31, իսկ T1(OH)3-ի համար՝ 1 10~45:
21. Ga(OH)3-ի երկրորդ և երրորդ դիսոցման հաստատունների համար որոշվել են հետևյալ արժեքները՝ ըստ թթվային և հիմնային տեսակների.

H3Ga03 /C2 = 5-10_I K3 = 2-10-12
Ga(OH)3 K2“2. Yu-P / Nz \u003d 4 -10 12
Այսպիսով, գալիումի հիդրօքսիդը էլեկտրոլիտի դեպք է, որը շատ մոտ է իդեալական ամֆոտերիականությանը:

1. Գալիումի հիդրօքսիդների և նրա անալոգների թթվային հատկությունների տարբերությունը հստակ դրսևորվում է, երբ դրանք փոխազդում են ուժեղ ալկալիների (NaOH, KOH) լուծույթների հետ։ Գալիումի հիդրօքսիդը հեշտությամբ լուծվում է՝ առաջացնելով M տեսակի գալլատներ, որոնք կայուն են ինչպես լուծույթում, այնպես էլ պինդ վիճակում։ Տաքացնելիս նրանք հեշտությամբ կորցնում են ջուրը (Na աղ՝ 120, K աղ՝ 137°C) և անցնում MGa02 տիպի համապատասխան անջուր աղերի մեջ։ Գալլատների լուծույթներից ստացված երկվալենտ մետաղները (Ca, Sr) բնութագրվում են մեկ այլ տեսակով՝ M3 ■ 2H20, որոնք նույնպես գրեթե անլուծելի են։ Դրանք ամբողջությամբ հիդրոլիզվում են ջրով։
   Թալիումի հիդրօքսիդը հեշտությամբ պեպպտացվում է ուժեղ ալկալիների կողմից (բացասական լուծույթի ձևավորմամբ), սակայն անլուծելի է դրանցում և չի տալիս թալլատներ։ Չոր եղանակով (օքսիդների միաձուլմամբ համապատասխան կարբոնատների հետ) ստացվել են ME02 տիպի ածանցյալներ գալլիումի ենթախմբի բոլոր երեք տարրերի համար։ Սակայն թալիումի դեպքում պարզվեց, որ դրանք օքսիդների խառնուրդներ են։
   1. Ga3+, In3* և T13* իոնների արդյունավետ շառավիղները համապատասխանաբար 0.62, 0.92 և 1.05 Ա են: Ջրային միջավայրում դրանք, ըստ երևույթին, ուղղակիորեն շրջապատված են ջրի վեց մոլեկուլներով: Նման հիդրատացված իոնները որոշ չափով տարանջատված են ըստ E(OH2)a T *E (OH2)5 OH + H սխեմայի, և դրանց դիսոցման հաստատունները գնահատվում են 3 ■ 10-3°(Ga) և 2 10-4 (In) .
   2. Ga3+, In3* և T13*'-ի հալոգենիդային աղերը հիմնականում նման են A13*-ի համապատասխան աղերին։ Բացի ֆտորիդներից, դրանք համեմատաբար դյուրահալ են և հեշտությամբ լուծվում են ոչ միայն ջրում, այլև մի շարք օրգանական լուծիչներում։ Դրանցից միայն դեղին Gal3-ն է ներկված

   Գալիում քիմիական տարրը բնության մեջ գործնականում չի հանդիպում ազատ տեսքով։ Այն գոյություն ունի օգտակար հանածոների կեղտերում, որոնցից դժվար է այն առանձնացնել։ Գալիումը համարվում է հազվագյուտ նյութ, նրա որոշ հատկություններ լիովին չեն հասկացվում: Այնուամենայնիվ, այն օգտագործվում է բժշկության և էլեկտրոնիկայի մեջ: Ի՞նչ է այս տարրը: Ի՞նչ հատկություններ ունի այն:

   Գալիում - մետաղական, թե ոչ մետաղ.

   Տարրը պատկանում է չորրորդ շրջանի տասներեքերորդ խմբին։ Անվանվել է պատմական տարածաշրջանի՝ Գալիայի պատվին, որի մի մասն էր կազմում Ֆրանսիան՝ տարերքի հայտնաբերողի ծննդավայրը։ Այն նշելու համար օգտագործվում է Ga նշանը։

   Գալիումը ալյումինի, ինդիումի, գերմանիումի, անագի, անտիմոնի և այլ տարրերի հետ ընդգրկված է թեթև մետաղների խմբում։ Որպես պարզ նյութ՝ այն փխրուն է և փափուկ, ունի արծաթափայլ սպիտակ գույն՝ թեթև կապտավուն երանգով։

   Հայտնաբերման պատմություն

   Մենդելեևը «կանխատեսել» է գալիումը` դրա համար տեղ թողնելով պարբերական համակարգի երրորդ խմբում (ըստ հնացած համակարգի): Նա մոտավորապես անվանեց դրա ատոմային զանգվածը և նույնիսկ կանխատեսեց, որ տարրը կհայտնաբերվի սպեկտրոսկոպիկ եղանակով:

   Մի քանի տարի անց մետաղը հայտնաբերեց ֆրանսիացի Պոլ Էմիլ Լեկոկը։ 1875 թվականի օգոստոսին մի գիտնական ուսումնասիրում էր Պիրենեյան հանքավայրի սպեկտրը և նկատեց նոր մանուշակագույն գծեր: Տարրը ստացել է գալիում անվանումը։ Դրա պարունակությունը հանքանյութում չափազանց փոքր է եղել, և Lecoq-ին հաջողվել է մեկուսացնել ընդամենը 0,1 գրամ: Մետաղի հայտնաբերումը Մենդելեեւի կանխատեսման ճիշտության հաստատումներից մեկն էր։

   

   Ֆիզիկական հատկություններ

   Գալիումի մետաղը շատ ճկուն է և դյուրահալ: Ցածր ջերմաստիճանի դեպքում այն ​​գտնվում է պինդ վիճակում։ Այն հեղուկի վերածելու համար բավարար է 29,76 աստիճան Ցելսիուս կամ 302,93 Կալվին ջերմաստիճան։ Այն կարող եք հալեցնել՝ պահելով ձեր ձեռքում կամ գցելով տաք հեղուկի մեջ։ Չափազանց բարձր ջերմաստիճանն այն դարձնում է շատ ագրեսիվ. 500 աստիճան Ցելսիուս և բարձր ջերմաստիճանում այն ​​կարող է կոռոզիայի ենթարկել այլ մետաղներ:

   Գալիումի բյուրեղային ցանցը ձևավորվում է երկատոմային մոլեկուլներով։ Նրանք շատ կայուն են, բայց թույլ փոխկապակցված: Նրանց կապը խզելու համար շատ քիչ էներգիա է պահանջվում, ուստի գալիումը առանց դժվարության դառնում է հեղուկ: Այն հինգ անգամ ավելի դյուրահալ է, քան ինդիումը։

   Հեղուկ վիճակում մետաղն ավելի խիտ է և ծանր, քան պինդ վիճակում։ Բացի այդ, այն ավելի լավ է փոխանցում էլեկտրականությունը։ Նորմալ պայմաններում դրա խտությունը կազմում է 5,91 գ/սմ³։ Մետաղը եռում է -2230 աստիճան Ցելսիուսում։ Պնդանալիս այն ընդլայնվում է մոտավորապես 3,2%-ով։

   

   Քիմիական հատկություններ

   Բազմաթիվ քիմիական հատկություններով գալիումը նման է ալյումինին, բայց ավելի քիչ ակտիվություն է ցուցաբերում, և նրա հետ ռեակցիաները ավելի դանդաղ են ընթանում: Այն չի արձագանքում օդի հետ՝ ակնթարթորեն ձևավորելով օքսիդ թաղանթ, որը կանխում է դրա օքսիդացումը: Այն չի արձագանքում ջրածնի, բորի, սիլիցիումի, ազոտի և ածխածնի հետ:

   Մետաղը լավ փոխազդում է գրեթե ցանկացած հալոգենի հետ: Յոդի հետ փոխազդում է միայն տաքացնելիս, քլորի և բրոմի հետ՝ նույնիսկ սենյակային ջերմաստիճանում։ Տաք ջրի մեջ այն սկսում է տեղաշարժել ջրածինը, հանքային թթուներով աղեր է կազմում, ինչպես նաև ջրածին է արտազատում։

   Այլ մետաղների հետ գալիումը կարողանում է ամալգամներ առաջացնել։ Եթե ​​հեղուկ գալիումը գցվի ալյումինի ամուր կտորի վրա, այն կսկսի ներթափանցել դրա մեջ: Ներխուժելով ալյումինի բյուրեղային ցանց՝ հեղուկ նյութը այն կդարձնի փխրուն: Մի քանի օր անց ամուր մետաղյա ձողը կարող է մանրացնել ձեռքով, առանց մեծ ջանքերի:

   Դիմում

   Բժշկության մեջ գալիումի մետաղը օգտագործվում է ուռուցքների և հիպերկալցեմիայի դեմ պայքարելու համար, այն նաև հարմար է ոսկրային քաղցկեղի ռադիոիզոտոպային ախտորոշման համար։ Այնուամենայնիվ, նյութ պարունակող պատրաստուկները կարող են առաջացնել կողմնակի բարդություններ, ինչպիսիք են սրտխառնոցն ու փսխումը:

   Գալիումի մետաղը նույնպես օգտագործվում է միկրոալիքային էլեկտրոնիկայի մեջ: Այն օգտագործվում է կիսահաղորդիչների և լուսադիոդների արտադրության համար՝ որպես պիեզո նյութ։ Մետաղական սոսինձները ստացվում են սկանդիումի կամ նիկելի հետ գալիումի համաձուլվածքից։ Պլուտոնիումով համաձուլվածքում այն ​​ստաբիլիզատորի դեր է խաղում և օգտագործվում է միջուկային ռումբերում։

   Այս մետաղով ակնոցները ունեն ճառագայթների բեկման բարձր ինդեքս, և դրա օքսիդը Ga 2 O 3 թույլ է տալիս ապակին փոխանցել ինֆրակարմիր ճառագայթները: Մաքուր գալիումը կարելի է օգտագործել պարզ հայելիներ պատրաստելու համար, քանի որ այն լավ է արտացոլում լույսը։

   

   Գալիումի բաշխումը և պաշարները

   Որտեղ ստանալ գալիում: Մետաղը կարելի է հեշտությամբ պատվիրել առցանց։ Դրա արժեքը տատանվում է 1 կիլոգրամի համար 115-360 դոլարի սահմաններում։ Մետաղը համարվում է հազվագյուտ, այն շատ ցրված է երկրակեղևում և գործնականում չի կազմում իր սեփական հանքանյութերը։ 1956 թվականից երեքն էլ հայտնաբերվել են։

   Հաճախ գալիումը հայտնաբերվում է ցինկի, երկաթի բաղադրության մեջ, դրա կեղտերը հայտնաբերված են ածխի, բերիլի, նռնաքարի, մագնետիտի, տուրմալինի, դաշտային սպաթի, քլորիտների և այլ հանքանյութերում: Միջինում նրա պարունակությունը բնության մեջ կազմում է մոտ 19 գ/տ։

   

   Գալիումի մեծ մասը հայտնաբերված է այն նյութերում, որոնք բաղադրությամբ մոտ են դրան: Դրա պատճառով դրանցից դուրս հանելը դժվար և թանկ է։ Մետաղի սեփական հանքանյութը կոչվում է գալիտ՝ CuGaS 2 բանաձևով: Պարունակում է նաև պղինձ և ծծումբ։

   Ազդեցություն մարդու վրա

   Մետաղի կենսաբանական դերի և մարդու օրգանիզմի վրա դրա ազդեցության մասին քիչ բան է հայտնի։ Պարբերական աղյուսակում այն ​​գտնվում է մեզ համար կենսական նշանակություն ունեցող տարրերի կողքին (ալյումին, երկաթ, ցինկ, քրոմ): Կարծիք կա, որ որպես ուլտրամիկրոտարր՝ գալիումը արյան մի մասն է՝ արագացնելով դրա հոսքը և կանխելով թրոմբների առաջացումը։

   Այսպես թե այնպես, նյութի փոքր քանակությունը պարունակվում է մարդու օրգանիզմում (10 -6 - 10 -5%)։ Գալիումը մտնում է ջրի և գյուղատնտեսական սննդի հետ միասին։ Այն մնում է ոսկրային հյուսվածքի և լյարդի մեջ:

   Գալիումի մետաղը համարվում է ցածր թունավոր կամ պայմանականորեն թունավոր: Մաշկի հետ շփման դեպքում դրա վրա մնում են մանր մասնիկներ։ Կարծես մոխրագույն կեղտոտ տեղ է, որը հեշտությամբ հեռացվում է ջրով: Նյութը չի թողնում այրվածքներ, սակայն որոշ դեպքերում կարող է առաջացնել դերմատիտ։ Հայտնի է, որ գալիումի բարձր պարունակությունն օրգանիզմում առաջացնում է լյարդի, երիկամների և նյարդային համակարգի խանգարումներ, սակայն դրա համար անհրաժեշտ է շատ մեծ քանակությամբ մետաղ։

   Գալիում(lat. Gallium), Ga, Դ.Ի.Մենդելեևի պարբերական համակարգի III խմբի քիմիական տարր, սերիական համար 31, ատոմային զանգված 69,72; արծաթափայլ սպիտակ փափուկ մետաղ: Բաղկացած է երկու կայուն իզոտոպներից՝ 69 (60,5%) և 71 (39,5%) զանգվածային թվերով։

   Գալիումի («էկաալյումինի») և նրա հիմնական հատկությունների գոյությունը կանխագուշակվել է 1870 թվականին Դ. Ի. Մենդելեևի կողմից։ Տարրը հայտնաբերվել է սպեկտրալ վերլուծության միջոցով Պիրենեյան ցինկի խառնուրդում և մեկուսացվել 1875 թվականին ֆրանսիացի քիմիկոս Պ. Է. Լեկոկ դե Բոյսբոդրանի կողմից; Ֆրանսիայի անունով (լատ. Գալիա)։ Գալիումի հատկությունների ճշգրիտ համընկնումը կանխատեսվածների հետ պարբերական համակարգի առաջին հաղթանակն էր:

   Գալիումի միջին պարունակությունը երկրակեղևում համեմատաբար բարձր է՝ 1,5·10 -3% կշռով, որը հավասար է կապարի և մոլիբդենի պարունակությանը։ Գալիումը բնորոշ հետքի տարր է: Գալիումի միակ հանքանյութը՝ CuGaS 2 գալիտը, շատ հազվադեպ է: Գալիումի երկրաքիմիան սերտորեն կապված է ալյումինի երկրաքիմիայի հետ, ինչը պայմանավորված է նրանց ֆիզիկաքիմիական հատկությունների նմանությամբ։ Գալիումի հիմնական մասը լիթոսֆերայում պարփակված է ալյումինի միներալներով։ Գալիումի պարունակությունը բոքսիտում և նեֆելինում տատանվում է 0,002-ից մինչև 0,01%: Գալիումի բարձր կոնցենտրացիաներ նկատվում են նաև սֆալերիտներում (0,01-0,02%), կարծր ածուխներում (գերմանիումի հետ միասին), ինչպես նաև որոշ երկաթի հանքաքարերում։

   Գալիումի ֆիզիկական հատկությունները.Գալիումն ունի ռոմբիկ (կեղծոտրագոնալ) վանդակ՝ a = 4,5197Å, b = 7,6601Å, c = 4,5257Å պարամետրերով։ Պինդ մետաղի խտությունը (գ / սմ 3) 5,904 (20 ° C), հեղուկ 6,095 (29,8 ° C), այսինքն՝ պնդացման ժամանակ գալիումի ծավալը մեծանում է. t pl 29,8 ° C, t bp 2230 ° C: Գալիումի տարբերակիչ առանձնահատկությունը հեղուկ վիճակի մեծ տիրույթն է (2200°C) և ցածր գոլորշիների ճնշումը մինչև 1100-1200°C ջերմաստիճանում: Պինդ Գալիումի տեսակարար ջերմային հզորությունը 376,7 Ջ/(կգ Կ), այսինքն՝ 0,09 կկալ/(գ դգ) 0-24°C միջակայքում, հեղուկ, համապատասխանաբար, 410 ջ/(կգ Կ), այսինքն՝ 0,098 կկալ/։ (g deg) 29-100°C-ի սահմաններում: Պինդ գալիումի էլեկտրական դիմադրողականություն (օմ սմ) 53,4 10 -6 (0°C), հեղուկ 27,2 10 -6 (30°C): Մածուցիկություն (poise \u003d 0,1 n վրկ / մ 2): 1,612 (98 ° C), 0,578 (1100 ° C), մակերևութային լարվածություն 0,735 ն / մ (735 դին / սմ) (30 ° C H 2 մթնոլորտում) . 4360Å և 5890Å ալիքների երկարությունների արտացոլման գործակիցները համապատասխանաբար կազմում են 75,6% և 71,3%: Ջերմային նեյտրոնային գրավման խաչմերուկը կազմում է 2,71 գոմ (2,7 10 -28 մ 2):

   Գալիումի քիմիական հատկությունները.Գալիումը սովորական ջերմաստիճաններում կայուն է օդում։ Չոր թթվածնի 260°C-ից բարձր ջերմաստիճանում նկատվում է դանդաղ օքսիդացում (օքսիդ թաղանթը պաշտպանում է մետաղը): Ծծմբական և աղաթթուներում գալիումը դանդաղ է լուծվում, ֆտորաջրածնային թթուում՝ արագ, ազոտական ​​թթուում՝ սառը ժամանակ, գալիումը կայուն է։ Գալիումը դանդաղորեն լուծվում է տաք ալկալային լուծույթներում: Սառը ժամանակ քլորը և բրոմը փոխազդում են գալիումի հետ, յոդը՝ տաքացնելիս: Հալած գալիումը 300 ° C-ից բարձր ջերմաստիճանում փոխազդում է բոլոր կառուցվածքային մետաղների և համաձուլվածքների հետ:

   Գալիումի ամենակայուն եռարժեք միացությունները, որոնք շատ առումներով նման են ալյումինի քիմիական միացություններին։ Բացի այդ, հայտնի են միաձույլ և երկվալենտ միացություններ։ Ամենաբարձր օքսիդը Ga 2 O 3 սպիտակ նյութ է, ջրի մեջ չլուծվող: Համապատասխան հիդրօքսիդը նստում է գալլիումի աղերի լուծույթներից՝ սպիտակ ժելատինային նստվածքի տեսքով։ Ունի ընդգծված ամֆոտերիկ բնույթ։ Ալկալիներում լուծվելիս առաջանում են գալլատներ (օրինակ՝ Na), թթուներում լուծվելիս՝ գալիումի աղեր՝ Ga 2 (SO 4) 3, GaCl 3 և այլն: Գալիումի հիդրօքսիդի թթվային հատկություններն ավելի ցայտուն են, քան ալյումինի հիդրօքսիդինը։ [Al(OH) 3-ը գտնվում է pH = 10,6-4,1, իսկ Ga(OH) 3-ը pH = 9,7-3,4 միջակայքում]:

   Ի տարբերություն Al(OH) 3-ի, գալիումի հիդրօքսիդը լուծվում է ոչ միայն ուժեղ ալկալիներում, այլև ամոնիակի լուծույթներում։ Եռալիս գալիումի հիդրօքսիդը կրկին նստում է ամոնիակի լուծույթից։

   Գալիումի աղերից ամենամեծ նշանակությունն ունեն GaCl 3 քլորիդը (mp 78°C, bp 200°C) և Ga 2 սուլֆատը (SO 4) 3։ Վերջինս ալկալիական մետաղի և ամոնիումի սուլֆատների հետ առաջացնում է շիբի տիպի կրկնակի աղեր, օրինակ (NH 4) Ga (SO 4) 2 12H 2 O: Գալիումը առաջացնում է ֆերոցյանիդ Ga 4 3, որը վատ է լուծվում ջրում և նոսր թթուներում, որը. կարող է օգտագործվել այն Al-ից և մի շարք այլ տարրերից առանձնացնելու համար։

   Ստանալով Գալիա.Գալիումի հիմնական աղբյուրը ալյումինի արտադրությունն է։ Գալիումը Բայերի մեթոդով բոքսիտների մշակման ժամանակ կենտրոնանում է շրջանառվող մայր լիկյորներում՝ Al(OH) 3-ի տեղաբաշխումից հետո: Նման լուծույթներից գալիումը մեկուսացվում է սնդիկի կաթոդի վրա էլեկտրոլիզի միջոցով։ Ամալգամը ջրով մշակելուց հետո ստացված ալկալային լուծույթից նստեցվում է Ga(OH) 3, որը լուծվում է ալկալիում, իսկ գալիումը մեկուսացվում է էլեկտրոլիզով։

   Բոքսիտի կամ նեֆելինի հանքաքարի վերամշակման սոդա-կրային մեթոդով գալիումը խտանում է ածխաթթվացման ընթացքում արտանետվող նստվածքների վերջին ֆրակցիաներում։ Լրացուցիչ հարստացման համար հիդրօքսիդների նստվածքը մշակվում է կրաքարի կաթով։ Այս դեպքում Al-ի մեծ մասը մնում է նստվածքում, իսկ գալիումը անցնում է լուծույթի մեջ, որից CO 2 անցնելու միջոցով անջատվում է գալիումի խտանյութը (6-8% Ga 2 O 3); վերջինս լուծվում է ալկալիում, իսկ գալիումը մեկուսացվում է էլեկտրոլիտով։

   Ալի վերամշակման գործընթացի մնացորդային անոդային համաձուլվածքը եռաշերտ էլեկտրոլիզի մեթոդով կարող է ծառայել նաև որպես գալիումի աղբյուր։ Ցինկի արտադրության մեջ Գալիումի աղբյուրները սուբլիմատներն են (Weltz oxides), որոնք առաջացել են ցինկի ցողունների տարրալվացման պոչամբարների մշակման ժամանակ։

   Ջրով և թթուներով (HCl, HNO 3) լվացված ալկալային լուծույթի էլեկտրոլիզի արդյունքում ստացված հեղուկ գալիումը պարունակում է 99,9-99,95% Ga: Ավելի մաքուր մետաղ է ստացվում վակուումային հալման, զոնայի հալման կամ հալոցքից մեկ բյուրեղ քաշելով:

   Գալիումի կիրառում.Գալիումի ամենահեռանկարային կիրառումը քիմիական միացությունների տեսքով է, ինչպիսիք են GaAs, GaP, GaSb, որոնք ունեն կիսահաղորդչային հատկություններ: Դրանք կարող են օգտագործվել բարձր ջերմաստիճանի ուղղիչներում և տրանզիստորներում, արևային բջիջներում և այլ սարքերում, որտեղ կարելի է օգտագործել լուսաէլեկտրական էֆեկտը պատնեշի շերտում, ինչպես նաև ինֆրակարմիր ճառագայթման ընդունիչներում: Գալիումը կարող է օգտագործվել օպտիկական հայելիներ պատրաստելու համար, որոնք ունեն բարձր ռեֆլեկտիվ: Որպես բժշկության մեջ օգտագործվող ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման լամպերի կաթոդ սնդիկի փոխարեն առաջարկվել է ալյումինի համաձուլվածք գալլիումով։ Հեղուկ գալիումը և նրա համաձուլվածքները առաջարկվում են օգտագործել բարձր ջերմաստիճանի ջերմաչափերի (600-1300°C) և մանոմետրերի արտադրության համար։ Հետաքրքիր է գալիումի և նրա համաձուլվածքների օգտագործումը որպես հեղուկ հովացուցիչ նյութ էներգիայի միջուկային ռեակտորներում (դա խոչընդոտվում է աշխատանքային ջերմաստիճանում Գալիումի ակտիվ փոխազդեցությամբ կառուցվածքային նյութերի հետ. Ga-Zn-Sn էվեկտիկական համաձուլվածքն ունի ավելի քիչ քայքայիչ ազդեցություն, քան մաքուրը: Գալիում):

   Գալիումը Դ. Ի. Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի չորրորդ շրջանի երրորդ խմբի հիմնական ենթախմբի տարր է՝ ատոմային համարով 31։ Նշանակվում է Ga (լատ. Գալիում) նշանով։ Պատկանում է թեթև մետաղների խմբին։ Գալիում պարզ նյութը արծաթասպիտակ (այլ աղբյուրների համաձայն՝ բաց մոխրագույն) գույնի փափուկ, ճկուն մետաղ է՝ կապտավուն երանգով։
   Գալիումի միջին պարունակությունը երկրակեղևում 19 գ/տ է։ Գալիումը երկակի երկրաքիմիական բնույթով բնորոշ հետքի տարր է։ Իր բյուրեղային քիմիական հատկությունների սերտության շնորհիվ հիմնական ապարաստեղծ տարրերի (Al, Fe և այլն) և նրանց հետ իզոմորֆիզմի լայն հնարավորության պատճառով գալիումը մեծ կուտակումներ չի առաջացնում՝ չնայած զգալի կլարկի արժեքին։
   

   Գալիումի բարձր պարունակությամբ առանձնանում են հետևյալ միներալները՝ սֆալերիտ (0 - 0.1%), մագնետիտ (0 - 0.003%), կասիտիտ (0 - 0.005%), նռնաքար (0 - 0.003%), բերիլ (0 - 0.003%): ), տուրմալին (0 - 0.01%), սպոդումեն (0.001 - 0.07%), ֆլոգոպիտ (0.001 - 0.005%), բիոտիտ (0 - 0.1%), մուսկովիտ (0 - 0.01%), սերիցիտ (0 - 0.005%), լեպիդոլիտ (0,001 - 0,03%), քլորիտ (0 - 0,001%), դաշտային սպաթներ (0 - 0,01%), նեֆելին (0 - 0,1%), հեքմանիտ (0,01 - 0,07%), նատրոլիտ (0 - 0,1%): Գալիումի կոնցենտրացիան ծովի ջրում 3 10-5 մգ/լ է։
   Գալիումի հանքավայրերը հայտնի են Հարավարևմտյան Աֆրիկայում, Ռուսաստանում և ԱՊՀ երկրներում։ Գալիումի համաշխարհային պաշարները բոքսիտում գնահատվում են ավելի քան մեկ միլիարդ կիլոգրամ: Բացի այդ, զգալի քանակությամբ գալիում առկա է ցինկի հանքաքարի համաշխարհային պաշարներում։ Այնուամենայնիվ, բոքսիտի և ցինկի հանքաքարի գալիումի միայն մի փոքր մասն է տնտեսապես վերականգնվող:
   Գալիումը կարող է բավարար չլինել, բայց այն չի կարելի հազվադեպ անվանել։ Այն ավելի առատ է, քան շատ հայտնի մետաղներ, ինչպիսիք են անտիմոնը, մոլիբդենը, արծաթը և վոլֆրամը, բայց ի տարբերություն այս տարրերի, գալիումը հազվադեպ է, եթե երբևէ, հայտնաբերվել է բնական հանքանյութերում տնտեսական կոնցենտրացիաներում: Առևտրային գալիումի երկու հիմնական աղբյուրներն են նրա արդյունահանումը բոքսիտից ալյումինի արտադրության ժամանակ և դրա արդյունահանումը ցինկի օքսիդի տարրալվացման արդյունքում առաջացած մնացորդներից մինչև էլեկտրոլիզը:
   Գալիումը երկրակեղևում գոյություն չունի տարրական ձևով, բայց ամենից հաճախ հանդիպում է գալիումի (III) աղի տեսքով։ Proizvodstvoditsya հիմնականում բոքսիտից: 2010 թվականին 256-261 տոննա համաշխարհային արտադրական հզորությամբ այս եղանակով արտադրվել է 78 տոննա մետաղ։ Ամբողջ աշխարհում գալիումի արտադրությունը 2010 թվականին գնահատվել է մոտավորապես 201-212 տոննա։ Այս հանգամանքը հստակորեն ցույց է տալիս մետաղի երկրորդական կրճատման բարձր աստիճանը, ինչպես նաև ներկայում արտադրական/մշակման հզորությունը։ Գալիումի սպառումը 2010 թվականին եղել է 280 տոննա մակարդակում, ինչը վկայում է համաշխարհային շուկայում դեֆիցիտի և պաշարներից մետաղի մասնակի սպառման մասին։ 2011 թվականին գալիումի սպառումը նվազել է մինչև 218 տոննա, ինչի արդյունքում շուկայում մետաղի ավելցուկ է առաջացել (առաջնային գալիումի համաշխարհային արտադրությունը կազմել է 292 տոննա)։
   Գալիումի երկրորդական վերականգնում (մշակում): Հանքաքարից ստացված գալիումի պակասը հանգեցրել է դրա երկրորդային արտադրության զգալի ծավալների։ Ճապոնիայում մոտավորապես 90 տոննա մետաղական գալիում 2010 թվականին արտադրվել է թափոններից վերամշակման արդյունքում, և ևս 60 տոննա գալիում, որը պոտենցիալ պարունակվում է հեղուկ ֆազային էպիտաքսիայի արտադրության օղակում, որը անմիջապես հասանելի չէ սպառման կամ այլ նպատակների համար օգտագործելի տեսքով:
   Գալիումի երկրորդական նվազեցումը կիսահաղորդիչների արտադրության գործընթացներում նույնպես կարևոր աղբյուր է: Կիսահաղորդիչների արտադրության բազմաքայլ բնույթի և յուրաքանչյուր քայլի համար չափազանց բարձր որակի վերահսկման պահանջի պատճառով շատ ավելի շատ գալիում է պահանջվում, քան իրականում պարունակվում է կիսահաղորդիչներում: ԱՄՆ էներգետիկայի նախարարությունը զեկուցել է, որ 2010 թվականին գալիումի վերամշակման համաշխարհային հզորությունը կազմել է գալլիումի համաշխարհային արտադրության հզորության մոտավորապես 42%-ը (մասամբ վերոհիշյալ կիսահաղորդիչների արտադրության գործընթացի արդյունքում):
   Ենթադրվում է, որ Չինաստանը առաջնային գալիումի առաջատար արտադրողն է, որին հաջորդում են Գերմանիան, Ղազախստանը, Ուկրաինան, Հարավային Կորեան և Ռուսաստանը: Գալիումը արտադրվում է նաև Հունգարիայում և Ճապոնիայում։ Զտված գալիումի համաշխարհային արտադրությունը, ներառյալ թափոններից վերականգնումը, գնահատվում է 378 տոննա (2011 թ.):
   Չինաստանը, Ճապոնիան, Մեծ Բրիտանիան և ԱՄՆ-ը 2010 թվականին զտված գալիումի հիմնական արտադրողներն էին: Գալիումը արտադրվում է Կանադայում, Գերմանիայում, Ճապոնիայում, Մեծ Բրիտանիայում և ԱՄՆ-ում վերամշակման արդյունքում: Neo Material-ը գնահատել է, որ 2010 թվականին աշխարհում սպառված գալիումի 50%-ը ստացվել է վերամշակված աղբյուրներից:
   Չինաստանում գալիումի հիմնական արտադրողներն են Aluminium Corporation China Ltd, Beijing Jia Semiconductor Material Co. Ltd, China Crystal Technologies Ltd, East Mianchi Gallium Hope Industry Co. և Ժուհայ Ֆանյուան։ Չինաստանում գալիումի արտադրության ընդհանուր հզորությունը 2010 թվականին գնահատվել է 141 տոննա:
   Գալիումի արտադրության առաջնային հզորությունների մեծ մասն այժմ գտնվում է Չինաստանում, Գերմանիայում և Ղազախստանում` Ռուսաստանում գալիումի վերամշակմամբ զբաղվող ընկերությունների թվի կրճատումից և Ֆրանսիայում գործարանի փակումից հետո: Չինաստանը մեծացրել է իր առաջնային գալիումի արտադրության հզորությունը 2010 թվականի 141 տոննայից տարեկան մինչև 280 տոննա/տարի մինչև 2011 թվականի վերջը:
   Գալիումի զգալի մասը ստացվում է երկրորդային արտադրությունից, հատկապես GaAs-ի և հեղուկ ֆազային էպիտաքսիայի արդյունքում առաջացող թափոնների վերամշակումից: Երկրորդային արտադրության հիմնական կենտրոններն են Ճապոնիան և Հյուսիսային Ամերիկան։ Միաժամանակ, Չինաստանում գալիում պարունակող թափոնների արդյունավետ վերամշակման վերաբերյալ բավարար տվյալներ չկան, չնայած այն հանգամանքին, որ երկիրը դառնում է այս մետաղի հիմնական սպառողներից մեկը։
   Գալիումը էլեկտրոնիկայի արդյունաբերության հիմքն է։ Գալիումը միացությունների հիմքն է, ինչպիսիք են գալիումի արսենիդը (GaAs) և գալիումի նիտրիդը (GaN), կիսահաղորդիչներ, որոնք օգտագործվում են էլեկտրոնային արդյունաբերության մեջ։ Այն նաև օգտագործվում է հիշողության բջիջների արտադրության մեջ։
   Օպտոէլեկտրոնային սարքերը, ինչպիսիք են LED-ները, լազերային դիոդները, ֆոտոսենսորները և արևային բջիջները, որոնք պատրաստված են GaAs-ից, շարունակում են մնալ ամբողջ աշխարհում գալիումի սպառման հիմնական տարածքը: Մոտ ապագայում ակնկալվում է GaAs-ի կիրառման աճ, հատկապես կապի շուկաներում։ Ակնկալվում է, որ բջջային կապի և արբանյակային նավիգացիոն սարքերի օգտագործման աճը կհանգեցնի գալիումի պահանջարկի ավելացմանը:
   Գալիումը GaN-ի տեսքով օգտագործվում է լազերային դիոդներում և լուսարձակող դիոդներում (LED): Նոր GaN սարքերն օգտագործվում են բարձր խտության պահեստավորման (CD նվագարկիչներ և թվային վիդեո նվագարկիչներ), բարձրորակ լազերային տպագրություն, հաղորդակցություն և լուսավորություն ստեղծելու համար: GaN տրանզիստորներն աշխատում են ավելի բարձր լարման և էներգիայի ավելի բարձր խտության դեպքում, քան GaAs սարքերը: Գալիումը օգտագործվում է բարձր ջերմաստիճանի որոշ ջերմաչափերում, իսկ գալիումի, ինդիումի և անագի էվեկտիկական համաձուլվածքը լայնորեն օգտագործվում է նման ջերմաչափերում՝ փոխարինելով սնդիկը։ Գալիումը օգտագործվում է նաև որպես բաղադրիչ ցածր հալեցման համաձուլվածքների և փայլուն հայելիների ստեղծման համար։ Բժշկության մեջ օգտագործվում են գալիումի աղեր, ինչպիսիք են գալիումի ցիտրատը և գալիումի նիտրատը։
   Գալիումի համաշխարհային պահանջարկը վերջին տարիներին ամենաուժեղն է օպտոէլեկտրոնիկայի արդյունաբերության մեջ, հատկապես լուսադիոդների: Իր գերազանց հատկությունների պատճառով GaAs-ն ավելի ու ավելի է օգտագործվում սիլիցիումի փոխարեն ինտեգրալ սխեմաներում անվտանգության բազմաթիվ ծրագրերում: Բջջային հեռախոսների շուկան հիմնականում պատասխանատու է վերջին մի քանի տարիների ընթացքում գալլիումի սպառման աճի համար:
   Գալիումի շուկան աճ գրանցեց. 2010 թվականին մետաղի պահանջարկը մեծ էր ինչպես էլեկտրոնիկայի, այնպես էլ օպտոէլեկտրոնային ոլորտներում: Գալիումի սպառման աճը պայմանավորված էր սմարթֆոնների և բազմաշերտ, բազմաֆունկցիոնալ հեռախոսների պահանջարկի աճով, ինչպես նաև լուսավորության և էկրանի էկրաններում LED-ների օգտագործման ավելացմամբ: Չինաստանում հայտնաբերված սպառման մոտ կեսը բաժին է ընկնում NdFeB մագնիսական նյութերին, մի օրինաչափություն, որը չի կրկնվում աշխարհի այլ վայրերում, բայց որը աճի ներուժ ունի Ճապոնիայում:
   Գալիումը կիսահաղորդչային արտադրության մեջ կարող է փոխարինվել ինդիումով, իսկ արևային բջիջների բարակ թաղանթների տեխնոլոգիայում՝ սիլիցիումի վրա հիմնված տեխնոլոգիաներով, կադմիումի սելենիդի բարակ թաղանթով կամ պղնձի ինդիում սելենիդի վրա հիմնված ֆոտոգալվանային բջիջներով: Արևային բջիջների տեխնոլոգիայի այս տարբեր ձևերի զարգացումը նշանակում է, որ գալիումի համաշխարհային շուկայի հեռանկարը մնում է անհասկանալի: Գալիումի առավելությունները՝ որպես արևային մարտկոցների տեխնոլոգիաների բաղադրիչ, նույնպես վերջնական առավելություն չեն թվում մրցակից նյութերի և կոմպոզիցիաների համեմատությամբ։
   Գալիումի հիմնական օգտագործումը օպտոէլեկտրոնիկայի և կիսահաղորդիչների արտադրության մեջ է։ Գալիումի հետագա պահանջարկը գալիս է որպես թափանցիկ անոդ մեծ տարածքի էկրանների և պինդ վիճակի լուսավորության, բարակ թաղանթային տրանզիստորների, նեոդիմում երկաթի բորային մագնիսների և մարտկոցների, լիթիումի մարտկոցների և պղնձա-ինդիումի գալիում սելենիդի ֆոտովոլտային բջիջների օգտագործումից: Ընդհանուր առմամբ, որոշ էլեկտրոնիկայի մեջ գալիումի օգտագործումը հետաձգվել է դրա սահմանափակ մատակարարման պատճառով: Մետաղը փոխարինվում է որպես տնտեսապես պակաս կարևոր, ընդ որում համաշխարհային ընդհանուր արտադրությունը ինդիումի միայն մեկ տասներորդն է:

   Գալիումի սպառումը աշխարհում, տոննա*

   տարին	2008	2009	2010	2011	2012
   Ճապոնիա	122.3	111.3	116.0	114.0	110.0
   ԱՄՆ	28.7	24.9	33.5	35.3	35.0
   Այլ երկրներ	39.2	40.6	130.5	68.7	75.0
   Ընդամենը	190.2	176.8	280.0	218.0	220.0

   * ամփոփ տվյալներ

   Գալիումի գները (այսուհետ՝ ԱՄՆ ներմուծվող գալիումի գինը՝ USGS տվյալներ) աճել են 2004-ից 2011 թվականներին, բացառությամբ 2005, 2006 և 2009 թվականների՝ պայմանավորված սմարթֆոնների շուկայի աճով, լուսավորության մեջ LED-ների օգտագործման և օպտոէլեկտրոնային սարքերի պահանջարկով։ (Blu-ray, DVD և այլն): 2003-2011 թվականներին համաշխարհային շուկայում գալիումի գներն աճել են ավելի քան 1,5 անգամ՝ մոտ $411/կգ-ից մինչև $688/կգ։ 2012 թվականին գալիումի գները փոքր-ինչ իջել են՝ մինչև միջինը $556/կգ, բայց մնացին շատ բարձր մակարդակի վրա:
   

   Բոքսիտի հսկայական պաշարներով Հնդկաստանը ներուժ ունի ավելացնելու ալյումինի արտադրությունը արտահանմանն ուղղված ձուլարաններից, ինչը կարող է խթանել մետաղի մատակարարումները ներքին սպառման և համաշխարհային շուկայի համար: Գալիումի պահանջարկը, ամենայն հավանականությամբ, կաճի՝ կապված երկրի էլեկտրոնիկայի արդյունաբերության աճի հետ: Ռազմավարական նշանակություն ունի տեղական տեխնոլոգիաների զարգացումը, ինչպես նաև արտասահմանյան երկրների հետ համագործակցությունը մետաղի մաքրման և արտադրության համար։ Ցինկի հանքավայրերը, որպես այլընտրանքային աղբյուր, տնտեսապես կենսունակ կդառնան, երբ սպառվեն գալիումի մատչելի աղբյուրները:
   Կանխատեսվում է, որ գալիումի պահանջարկը կաճի տարեկան մոտ 15%-ով մինչև 2015 թվականը, և այս աճող պահանջարկը կապահովվի ինչպես առկա ավելցուկային հզորությամբ, հատկապես երկրորդական վերամշակման, այնպես էլ Չինաստանի և, հնարավոր է, Հյուսիսային Ամերիկայի համար նախատեսված նոր հիմնական հզորությամբ: Վերամշակված նյութերի չօգտագործված պաշարները կկուտակվեն Չինաստանում, մինչդեռ վերամշակումը մնում է ցածր: