Gallium (Ga)
| Ordnungszahl | 31 |
|---|---|
| Atommasse | 69.7231 u |
| Kategorie | Post-Übergangsmetall |
| Elektronenkonfiguration | [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p¹ |
| Aussehen | silberweiß |
| Dichte (STP) | 5904 g/L |
| Schmelzpunkt | 302.9146 K |
| Siedepunkt | 2673 K |
| Elektronegativität | 1.81 (Pauling) |
| Ionisierungsenergie | 578.8 kJ/mol |
| Atomradius | 130 pm |
| Kristallstruktur | Basiszentriert orthorhombisch |
| Entdeckt von | Lecoq de Boisbaudran (1875) |
Kurzbeschreibung
Gallium (Ga) ist ein weiches, silbriges Metall, das nahe Raumtemperatur flüssig ist (Schmelzpunkt 29,76°C) und den größten Flüssigkeitsbereich aller Elemente aufweist. Es wird hauptsächlich in der Elektronik und Optoelektronik eingesetzt. Die wichtigsten Fakten zu Gallium (Ga) im Überblick:
Verwendung: Unverzichtbar für Halbleiterbauelemente (Galliumarsenid GaAs in der Hochfrequenzelektronik, in Solarzellen und LEDs), integrierte Schaltkreise, blaue und violette LEDs und Laserdioden (Galliumnitrid GaN), Photovoltaikmodule sowie einige medizinische Anwendungen. Geringe Mengen werden in Thermometern und Wärmeübertragungssystemen verwendet.
Herstellung/Gewinnung: Fällt als Nebenprodukt bei der Aluminium- und Zinkraffination aus Bauxit an. Primäre Galliumerze gibt es nicht. China produziert den Großteil des weltweiten Galliums. Wird auch aus Kohleflugasche zurückgewonnen.
Geschichte: 1871 von Dmitri Mendelejew vorhergesagt (als „Eka-Aluminium“). 1875 von Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran durch Spektroskopie von Zinkblende entdeckt. Benannt nach Gallia (lateinisch für Frankreich), wobei manche ein Wortspiel mit Lecoqs Namen vermuten (lateinisch „gallus“ = Hahn/Lecoq).
Gesundheit & Sicherheit: Gilt in metallischer Form als relativ ungiftig, allerdings sind die Sicherheitsdaten begrenzt. Galliumverbindungen können giftig sein. Flüssiges Gallium kann bei Körpertemperatur kurzzeitig gefahrlos angefasst werden, verfärbt aber Haut und Kleidung. Einige Isotope sind radioaktiv.
Preis/Markt: Der Preis unterliegt erheblichen Schwankungen. Wachsende Nachfrage aus der LED- und Halbleiterindustrie. Exportbeschränkungen Chinas haben die Weltmärkte beeinflusst. Als kritischer Rohstoff für Technologieanwendungen eingestuft.
Eigenschaften: Schmilzt in der Hand (29,76°C), bleibt bis 2204°C flüssig (größter Flüssigkeitsbereich), dehnt sich beim Erstarren aus (wie Wasser), benetzt Glas und die meisten Materialien, ist unterhalb von 1,083 K supraleitend und tritt überwiegend in der Oxidationsstufe +3 auf.
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