H290 : Peut être corrosif pour les métaux H314 : Provoque de graves brûlures de la peau et des lésions oculaires P234 : Conserver uniquement dans le récipient d’origine. P280 : Porter des gants de protection/des vêtements de protection/un équipement de protection des yeux/du visage. P301+P330+P331 : En cas d'ingestion : rincer la bouche. NE PAS faire vomir. P303+P361+P353 : En cas de contact avec la peau (ou les cheveux) : enlever immédiatement les vêtements contaminés. Rincer la peau à l’eau/se doucher. P305+P351+P338 : En cas de contact avec les yeux : rincer avec précaution à l’eau pendant plusieurs minutes. Enlever les lentilles de contact si la victime en porte et si elles peuvent être facilement enlevées. Continuer à rincer. P309+P311 : En cas d’exposition prouvée ou suspectée : appeler immédiatement un CENTRE ANTIPOISON ou un médecin.
Prédit sous le nom d'éka-aluminium parMendeleïev, découvert en1875, son nom lui a été donné par son découvreur, le chimistefrançaisPaul-Émile Lecoq de Boisbaudran. Une théorie prétend que le nom du gallium provient de celui de son découvreur (car « coq » enlatin se ditgallus), mais Lecoq de Boisbaudran a au contraire affirmé avoir donné ce nom à l'élément« en l'honneur de la France »[9]. Par la suite, legermanium et lescandium seront nommés par analogie en référence à laGermanie et à laScandie par leurs découvreurs respectifs, l'AllemandClemens Winkler et le SuédoisLars Fredrik Nilson.
Le gallium possède 31 isotopes connus, de nombre de masse variant de 56 à 86, ainsi que troisisomères nucléaires. Parmi ces isotopes, deux sont stables,69Ga et71Ga, et constituent l'ensemble du gallium naturel dans une proportion 60/40. La masse atomique standard du gallium est donc de 69,723(1)u.
Comme l'aluminium qui est juste au-dessus dans letableau périodique des éléments, le gallium est présent dans la nature à l'état d'oxydation +3. Il se rencontre sous forme d'impuretés dans les minerais d'aluminium (bauxite). Lors de l'obtention de l'alumine parhydrométallurgie (procédé Bayer), les ions Ga3+, qui ont des propriétés similaires aux ions Al3+, sont extraits sous forme d'ions gallate GaO2− en même temps que les ions aluminate AlO2−. Cependant, les ions gallate ne précipitent pas sous forme d'hydroxyde de gallium(III) Ga(OH)3 lors de l'étape de précipitation de l'hydroxyde d'aluminium Al(OH)3 puisqu'ils sont en trop faible concentration. La solution basique surnageante de l'étape de précipitation étant réutilisée pour une nouvelle extraction d'ions aluminium, le gallium subit un phénomène de concentration. Quand les ions gallate sont suffisamment concentrés, la solution est orientée dans une cellule d'électrolyse.
Grâce à son potentiel rédox (E° = -0,56V), bien plus élevé que celui de l'aluminium, le gallium peut être sélectivement réduit sous forme d'amalgame de gallium (Ga[Hg]) par électrolyse dans des cellules à cathode de mercure. La décomposition de cet amalgame en milieu basique redonne du gallate de sodium, mais cette fois sans aluminium. Une seconde électrolyse donne du gallium métallique avec un bon niveau de pureté. Les données industrielles étant confidentielles, peu d'informations détaillées sont accessibles[11], mais une obtention par électrolyse donne dans le cas du cuivre une pureté de 99,99 %. L'ultrapurification du gallium (99,9999 %), que requiert l'industrie dessemi-conducteurs, est conduite par le procédé de croissance monocristalline (méthode de la zone fondue) et est commercialement, dans les décennies 2000/2010, largement disponible.
La production annuelle en 2008 était de 111 tonnes[13]. La Chine produisait 83 % de l'approvisionnement mondial[14] en 2006, et 98 % du gallium raffiné en 2024[15].
Les réserves sont difficilement évaluables. Elles sont cependant estimées à 1 Mt[16], soit 9 000 ans de production annuelle.
La principale utilisation du gallium est la fabrication de divers matériauxsemi-conducteurs. On peut notamment citer parmi les semi-conducteurs binaires III-V l'arséniure de gallium (GaAs), l'antimoniure de gallium (GaSb), lephosphure de gallium (GaP) et lenitrure de gallium (GaN), et parmi les principaux semi-conducteurs ternaires, l'arséniure d'aluminium-gallium (AlGaAs) et lenitrure d'aluminium-gallium (AlGaN). Parmi ces matériaux, le plus courant est l'arséniure de gallium, second matériau semi-conducteur le plus utilisé derrière lesilicium ; il possède par rapport à ce dernier des propriétés électroniques et opto-électroniques intéressantes, notamment une conductivité des électrons plus importante, ainsi qu'un gap direct permettant, contrairement au silicium, de l'utiliser dans des applications optoélectroniques, aussi bien dans des dispositifs d'émission (LED) que de détection (photodétecteur). Il constitue le substrat privilégié des composants actifshyperfréquences. Le gallium est utilisé pour les dépôts encouche mince enépitaxie en phase gazeuse (MOCVD) pour le dépôt de couches de GaAs ou de GaN épitaxiées, sous deux formes[17] :
Un radioisotope du gallium,67Ga est utilisé enimagerie médicale (scintigraphie au gallium 67), dans la détection de sites d'inflammation, de sites d'infection —ostéomyélite, abcès et autres infections localisées, infections tuberculeuses et àmycobactéries,pneumonie à P. Carinei, etc. — ainsi que dans la recherche de certainesnéoplasies, notamment leslymphomes et lescarcinomes hépatocellulaires. Un autre radioisotope,68Ga, est lui utilisé, pour l'instant de façon marginale, comme émetteur depositron entomographie par émission de positrons (PET scan).
En dépit du potentiel de risques d'exposition à l'arséniure de gallium (GaAs) dans l'industrie des semi-conducteurs, le gallium ne semble pas avoir fait l'objet d'études toxicologiques ou écotoxicologiques poussées. Le gallium était considéré comme faiblement toxique et réputé ne pas présenter de problème pour la santé aux doses habituellement présentes dans notre environnement ou alimentation[18]. Il semble néanmoins corrosif pour lapeau et lesmuqueuses[19].
Certains de ses composés présentent une toxicité encore mal comprise ; lié à l'un des composants (arsenic par exemple) ou intrinsèque.
L'arséniure de gallium pourrait êtrereprotoxique. Il se montre en effet facteur dedélétion de la spermatogenèse chez le rat[22]. Une nette toxicitétesticulaire a été aussi observée chez le rat (exposé à des doses de 7,7 mg d'arséniure de gallium par kg (deux fois par semaine, pour un total de 16 inhalations)[22]. On constate dans ce cas une diminution du nombre despermatozoïdes et une augmentation du taux de spermatozoïdes anormaux. Une anomalie dégénérative particulière de la tête du spermatozoïde augmente particulièrement (40 fois plus fréquente aux stades postspermiation, stades IX, X et XI) dans le groupe exposé à l'Arséniure de gallium. Cet effet dedélétion de la spermatogenèse était plus important que celui observé chez les rats exposés à de l'oxyde d'arsenic[22]. Un produit chimique proche, également utilisé par l'industrie de l'électronique, l'Arséniure d'indium a également provoqué une diminution du nombre de spermatozoïdes dans l'épididyme, mais sa toxicité testiculaire semble nettement plus faible que celle de l'arséniure de gallium[22]. On pourrait penser que c'est letrioxyde d'arsenic (As2O3), produit probable de dégradation et dissolution de l'arséniure de gallium et de l'arséniure d'indiumin vivo, qui en est responsable, mais il n'a pas montré de toxicité testiculaire[22].
Dans le romanGallium[26] d'Olivier Marchand, ledopage et latransmutation du gallium sont au cœur de l'intrigue d'un monde brutalement dépourvu des techniques modernes.
↑Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
↑a etbEntrée « Gallium » dans la base de données de produits chimiquesGESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand,anglais), accès le 27 août 2018(JavaScript nécessaire)
↑« Gallium élémentaire » dans la base de données de produits chimiquesReptox de laCSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
↑A. Rauscher, M. Frindel, P. Baumgartner, F. K. Bodéré et A. F. Chauvet, A. F., « Retour d’expérience de 4 ans de marquage au Gallium-68 (68Ga) »,Médecine Nucléaire,vol. 41,no 3,,p. 186(DOI10.1016/j.mednuc.2017.02.130).
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