Nguyên tố Gali là một kim loại mềm, có màu xanh bạc ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn, tuy nhiên khi ở trạng thái lỏng nó trở nên trắng bạc. Geli là một nguyên tố hóa học nằm ở ô thứ 31 trong bảng tuần hoàn. Cùng NGONAZ tìm hiểu kỹ hơn về Nguyên tố Gali (Ga) Cấu hình electron, Tính chất hoá học, Điều chế, Ứng dụng nguyên tố Gali (Ga) như nào.
Nguyên tố Gali là gì?
Gali hay còn được viết là ga-li, là một nguyên tố hóa học và có ký hiệu Ga có số nguyên tử là 31. Là một kim loại yếu có màu bạc ánh kim, gali cứng và giòn khi ở nhiệt độ thấp nhưng lại hóa lỏng rất dễ dàng, chỉ cao hơn ở nhiệt độ phòng một chút và vì thế nó sẽ nóng chảy khi nằm trong lòng bàn tay của người.
Lịch sử về nguyên tố Gali
Gali được Lecoq de Boisbaudran phát hiện bằng phương pháp quang phổ vào năm 1875 nhờ các vạch phổ đặc trưng của nó (hai vạch màu tím) khi khảo sát blenđơ kẽm thu được từ khu vực Pyrenees. Trước khi phát hiện ra nó thì phần lớn các tính chất của nó đã được D. I. Mendeleev dự đoán và miêu tả (ông gọi nguyên tổ giả thuyết của mình là “eka-aluminium” (eka-nhôm)) trên cơ sở vị trí của nó nằm trong bảng tuần hoàn của ông.
Nguyên tố Gali trong bảng tuần hoàn
| Số nguyên tử (Z) | 31 |
|---|---|
| Khối lượng nguyên tử chuẩn (±) (Ar) | 69,723(1) |
| Phân loại | Kim loại |
| Nhóm, phân lớp | 13, p |
| Chu kỳ | Chu kỳ 4 |
| Cấu hình electron | [Ar] 4s2 3d10 4p1 |
|
Mỗi lớp
|
2, 8, 18, 3 |
Tính chất vật lí của Gali
Gali là một chất rắn, màu bạc ánh kim, gali cứng và giòn ở nhiệt độ thấp nhưng lại hóa lỏng rất dễ dàng, chỉ cao hơn nhiệt độ phòng một chút (29,8 °C) và vì thế nó sẽ nóng chảy khi nằm trong lòng bàn tay của người.
Gali có khối lượng riêng là 5,904 g/cm3 và có nhiệt độ sôi là 24030C.
| Màu sắc | Ánh kim bạc trắng |
|---|---|
| Trạng thái vật chất | Chất rắn |
| Nhiệt độ nóng chảy | 302,9146 K (29,7646 °C, 85,5763 °F) |
| Nhiệt độ sôi | 2477 K (2204 °C, 3999 °F) |
| Mật độ | 5,91 g·cm−3 (ở 0 °C, 101.325 kPa) |
| Mật độ ở thể lỏng | Ở nhiệt độ nóng chảy: 6,095 g·cm−3 |
| Nhiệt lượng nóng chảy | 5,59 kJ·mol−1 |
| Nhiệt bay hơi | 254 kJ·mol−1 |
| Nhiệt dung | 25,86 J·mol−1·K−1 |
Tính chất hóa học của Gali
Là một kim loại có tính khử mạnh và có thế điện cực chuẩn E0Ga3+/Ga = – 0,53V.
Tác dụng với phi kim
Thí dụ: 2Ga + O2 → 2GaO. (đốt cháy trong không khí)
2Ga + 3Cl2→ 2GaCl3.
Tác dụng với axit
– Tác dụng với dung dịch HCl và H2SO4 loãng tạo muối và giải phóng khí hidro.
2Ga + 6HCl → 2GaCl3 + 3H2 .
– Tác dụng với dung dịch HNO3 và H2SO4 đặc: Ga khử được N+5 và S+6 xuống những mức oxi hoá thấp hơn.
Ga + 6HNO3 (đặc) → Ga(NO3)3 + 3NO2+ 3H2O.
Tác dụng với nước
– Ở điều kiện thường Ga bị thụ động hóa (do có màng oxit bảo vệ
2Ga + 6H2O (nóng) → 2Ga(OH)3 + 3H2.
2Ga + 4H2O (hơi) → 2GaO(OH) + 3H2.
Tác dụng với dung dịch kiềm
2Ga + 2NaOH (đặc, nóng) + 6H2O → 2Na[Ga(OH)4] + 3H2 .
Điều chế nguyên tố Gali (Ga)
– Gali được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy hiđrôxít của nó ở trong dung dịch hiđrôxít kali (KOH).
4Ga(OH)3 → 4Ga + 6H2O + 3O2
Ứng dụng của nguyên tố Gali
– Trong công nghiệp bán dẫn và điện tử Gali được sử dụng khá rộng rãi do giá thành của kim loại có độ tinh khiết cao (99,9999+%) là không quá cao.
– Thành phần trong chất bán dẫn asenua gali, trong các mạch tích hợp (IC) và ở trong các thiết bị quang điện như điốt laze và đèn LED.
– Gali còn được sử dụng rộng rãi như là chất liệu thêm vào các chất bán dẫn để có thể sản xuất các thiết bị như transistor.
– Gali còn là thành phần hiếm nhất trong các phức chất quang điện mới như (sulfua/selenua) đồng (indi/gali) [Cu(In, Ga)(Se, S)2], mới được các nhà khoa học Nam Phi thông báo gần đây để có thể sử dụng trong các tấm pin mặt trời như là một giải pháp thay thế cho silic tinh thể hiện tại không đủ nguồn cung cấp.
– Trong vai trò tác nhân thấm ướt và cải thiện được tính chất của hợp kim
Do tính chất thấm ướt được thủy tinh hặc đồ sứ nên gali có thể sử dụng để tạo ra được các gương rất rõ nét.
Gali dễ dàng tạo ra hợp kim với phần lớn các kim loại, đã từng được sử dụng ở trong việc sản xuất các hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp.
Gali được thêm vào tới 2% trong các loại que hàn để cải thiện tính thấm ướt và khả năng nóng chảy.
Lời kết
Với những thông tin bổ ích trên mà NGONAZ đưa ra hi vọng sẽ giúp các bạn có đam mê với hóa học sẽ hiểu hơn về khí Gali cũng như tính chất vật lý, tính chất hóa học, ứng dụng hay cách điều chế khí Gali trong đời sống. Bên cạnh đó, để hiểu rõ hơn về 118 các nguyên tố hóa học hãy truy cập ngay mục “Kiến Thức Chung” của chúng tôi mỗi ngày nhé!
