iso:isotopo NA: abbondanza in natura TD:tempo di dimezzamento DM: modalità di decadimento DE: energia di decadimento in MeV DP: prodotto del decadimento
È unmetallo raro, tenero e di colore argenteo con lieve sfumatura azzurra. Il gallio è molto fragile atemperatura ambiente e il suo punto di fusione è di 29,76 °C, dunque può fondere se la temperatura dell'ambiente in cui si trova è di circa 30 gradi o se tenuto in mano. Quando fonde diminuisce il suo volume e quindi aumenta la sua densità. Si trova in tracce nellabauxite e in minerali dizinco.
Il gallio ad elevata purezza ha colore argento e si frattura facilmente, con fratture concoidali come quelle delvetro. Il gallio metallico si espande del 3,1% durante la solidificazione, per cui non dovrebbe mai essere tenuto in contenitori di vetro o di metallo. Inoltre il gallio è corrosivo per i metalli, perché gli atomi di gallio diffondono nella matrice cristallina metallica, formando leghe fragili.
La temperatura di fusione del gallio, ossia29,76 °C, è prossima a quella ambiente[1], quindi si può usare intermometri per alte temperature. Ha un intervallo in fase liquida tra i più grandi[2][3], nonché il rapporto tra temperatura di ebollizione e temperatura di fusione più grande in assoluto, più di 8 volte se espresso inkelvin; ha inoltre unatensione di vapore molto bassa ad alta temperatura.
Questo metallo ha una forte tendenza a sopraraffreddarsi, cioè a restare liquido anche al disotto del suopunto di fusione; per questo è necessario mettere dei semi cristallini nella massa di gallio liquido per farlo solidificare. La densità del gallio liquido è maggiore del gallio solido, come nel caso dell'acqua; di solito per i metalli si ha l'opposto. Il gallio ad alta purezza viene lentamente attaccato dagli acidi inorganici.
Il gallio noncristallizza in nessuna dellestrutture cristalline semplici: la fase stabile in condizioni normali è quellaortorombica con 8 atomi per cella cristallina. Ogni atomo ha un solo vicino più prossimo, a2,44 Å, e altri sei atomi vicini nel raggio di 2,83 Å. Esistono molte altre fasi stabili e metastabili del gallio in varie condizioni di temperatura e pressione. Il legame chimico fra gli atomi più vicini del cristallo di gallio è di tipocovalente, per cui il dimero Ga2 è considerato il costituente principale del cristallo.
Icircuiti integrati digitali e analogici e i dispositivioptoelettronici (diodi LED e diodi laser) sono l'applicazione più comune del gallio. Altri usi comprendono:
Realizzazione dispecchi molto brillanti perché aderisce al vetro e alla porcellana.
Realizzazione di leghe metalliche: si usa come componente di leghe a bassopunto di fusione. I pozzetti diplutonio dellearmi nucleari impiegano una lega di gallio per stabilizzare una formaallotropa delplutonio. Molte ricerche sono state fatte sul gallio come sostituto delmercurio negliamalgami perodontoiatria, ma i nuovi composti devono ancora dimostrare la loro validità. L'aggiunta di gallio (fino al 2%) nelle comuni paste saldanti ne aumenta la bagnabilità e le capacità flussanti.
Costruzione di termometri per alte temperature: unalega eutettica di gallio,indio estagno è oggi usata al posto del mercurio nella maggior parte dei termometri clinici. Questa lega, dal nome commerciale diGalinstan, ha un punto dicongelamento di −20 °C.
Il gallato di magnesio con impurità come Mn2+ sta trovando sempre maggiore uso in materiali fosforescenti attivate daultravioletti, che possono dar luogo a reazioni fotochimiche ritardate.[A cosa servono queste polveri?]
Il gallio è stato impiegato negli esperimentiSAGE eGALLEXArchiviato il 30 luglio 2019 inInternet Archive. al fine di rilevare il flusso dei neutrini elettronici prodotti all'interno delSole. Per assorbimento di unneutrino, il gallio si converte ingermanio con emissione di unelettrone. Gli elettroni emessi vengono poi rilevati da fotomoltiplicatori e studiati dai fisici nucleari. È possibile che i valori dispin e momento angolare dell'atomo di gallio (−3⁄2) determinino un'instabilità dell'elemento, che potrebbe andare incontro a un decadimento spontaneo, accelerato però dall'assorbimento del neutrino elettronico.
Drogaggio di catalizzatori per migliorarne la selettività.[4]
Le informazioni riportate non sono consigli medici e potrebbero non essere accurate. I contenuti hanno solo fine illustrativo e non sostituiscono il parere medico:leggi le avvertenze.
Il gallio trova impiego negli ambiti sia diagnostico sia terapeutico della medicina umana. Gli isotopi67Ga e72Ga vengono usati come marcatori radioattivi nella diagnosi di alcune formetumorali, come ilinfomi, in virtù della predisposizione del gallio ad accumularsi maggiormente nei siti in attiva proliferazione. Inoltre il gallio costituisce un agente terapeutico nelle patologie a carattere osteolitico, per esempio ilmorbo di Paget, e nelle ipercalcemie, per esempio l'ipercalcemia paraneoplastica.[5]
Il gallio (dallatinoGallia, che vuol dire "Francia" e anchegallus che significa gallo, l'animale da cortile) fu scopertospettroscopicamente daPaul Émile Lecoq de Boisbaudran nel 1875 dal suo spettro caratteristico (due righe violette) esaminando unazincoblenda proveniente daiPirenei. Prima della sua scoperta la maggior parte delle proprietà del gallio erano state previste e descritte daDmitrij Mendeleev, che aveva chiamatoeka-alluminio l'ipotetico nuovo elemento, sulla base della suatavola periodica. Più tardi nel corso di quell'anno Boisbaudran ottenne il metallo puro tramiteelettrolisi del suoidrossido in una soluzione diKOH. Egli battezzò il nuovo elemento con il nome della Francia e, con uno di quei giochi di parole multilingui molto amati dagli scienziati dell'epoca, anche con il suo: "Le coq" in francese vuol dire "ilgallo".
Il gallio non esiste puro in natura e nemmeno esistono composti di gallio sufficientemente abbondanti da costituire una fonte estrattiva. Il gallio si ottiene dalle tracce presenti inbauxite,carbone,diaspro,germanite esfalerite. La combustione del carbone può concentrare il gallio: alcune polveri residue della combustione contengono fino all'1,5% di gallio.
Del gallio si conoscono almeno 31isotopi, connumeri di massa che vanno daA = 56, adA = 86. Tra questi, quelli presenti In natura sono i due isotopi che seguono, entrambi stabili:69Ga (60,108%, spin 3/2-, il piùabbondante) e71Ga (39,892%, spin3/2-).[6] L'eccesso dineutroni suiprotoni è di 7 per il primo e di 9 per il secondo.
Il67Ga (spin 3/2-) non è stabile; decade percattura elettronica (ε) azinco-67, stabile, rilasciando un'energia pari a 1001 keV. questo valore è appena minore di 1022 keV (l'equivalente della massa di 2elettroni) e pertanto ildecadimentoβ+, che normalmente è in competizione con la cattura elettronica, in questo caso non può avvenire.[7] L'emivita dell'isotopo è di 3,262 giorni.[8]
Il68Ga (spin 1) non è stabile; per l'88,9% decade per emissione dipositrone (β+) e per il restante 11,1% per cattura elettronica;[9] in entrambi i casi si produce zinco-68, stabile (Qβ+ = 1899 keV,Qε = 2921 keV;T1/2 = 1,286 ore).[10]
Il70Ga (spin 1), che si trova in mezzo ai due isotopi stabili, non è stabile e decade secondo due modalità opposte: per 99,59% decadeβ+ a dare zinco-70 (Q = 1635 keV) e, per lo 0,41%decadeβ− a daregermanio-70 (Q = 654,56 keV), stabile; poi, lo zinco-70 così prodotto dalla cattura elettronica decade a sua volta a germanio-70, stabile (doppio decadimentoβ−). L'emivita complessiva è di 21,13 minuti.[11]
Il72Ga (spin 3-) non è stabile; decadeβ− a germanio-72, stabile (Q = 3997 keV,T1/2 = 14,11 ore).[12]
Il73Ga (spin 3/2-) non è stabile; decadeβ− a germanio-73, stabile (Q = 1598 keV,T1/2 = 4,861 ore).[13]
Il74Ga (spin 3-) non è stabile; decadeβ− a germanio-74, stabile (Q = 5373 keV,T1/2 = 8,117 ore).[14]
Il75Ga (spin 3/2-) non è stabile; decadeβ− a germanio-75 (Q = 3392 keV,T1/2 = 2,1 minuti); poi, il germanio-75 così prodotto decade a sua voltaβ− inarsenico-75, stabile.[15]
Anche se non è considerato tossico, i dati sull'effetto fisiologico del gallio non sono definitivi. Alcune fonti riportano che una prolungata esposizione al gallio può provocaredermatite, ma altri test non hanno dato tale risultato.
^In genere come "temperatura ambiente" si assume la temperatura di 25 °C (ovvero 298 K), per cui gli unici elementi che abbiano una temperatura di fusione minore di questa sonobromo(Tfus = 265,95 K) emercurio(Tfus = 234,32 K), ma, siccome nella sua accezione più generale la temperatura ambiente può essere qualsiasi temperatura compatibile con le condizioni meteorologiche, si può dire che anche gli elementi metallicicesio(Tfus = 301,59 K), gallio(Tfus = 302,91 K),francio(Tfus = 300,15 K) erubidio(Tfus = 312,46 K) sono liquidi a temperature "prossime" a quella ambiente.
