Gálio

É um dos poucos materiais que se expande quando congelados (como a água), e sua forma líquida tem uma densidade maior do que a forma sólida (como a água). O gálio ocorre em pequenas quantidades nos minérios de bauxita (minério de alumínio) e zinco.

Para que serve?

O gálio é mais comumente usado na forma de arseneto de gálio composto, que é um semicondutor útil para circuitos integrados, diodos emissores de luz (LEDs) e diodos de laser. O nitreto e o fosforeto de gálio também são materiais semicondutores valiosos, e o próprio gálio é usado como dopante em semicondutores.

Além disso, este metal é um componente em ligas de baixa temperatura de fusão, e sua liga com índio e estanho é usada em termômetros médicos para substituir o mercúrio. Além disso, o gálio pode ser usado no vidro para criar espelhos brilhantes.

História

Antes do gálio ser descoberto, o elemento e muitas de suas propriedades haviam sido preditas e descritas por Dmitri Mendeleev, com base em sua posição na tabela periódica. Mendeleev chamou o elemento hipotético eka-alumínio.

Em 1875, Lecoq de Boisbaudran descobriu o gálio pela técnica conhecida como espectroscopia. Ao examinar uma amostra de blenda de zinco dos Pireneus, ele notou duas linhas violetas exclusivas em seu espectro, indicativas de um elemento anteriormente desconhecido. Mais tarde, ele obteve o metal livre pela eletrólise de seu hidróxido em solução de KOH.

Ele nomeou o elemento “gallia”, em homenagem a sua terra natal, a França e também usou o termo como um trocadilho para seu sobrenome (Lecoq), que significa “o galo” em francês, e no latim é denominado gallus.

Características

Na tabela periódica, o gálio encontra-se no grupo 13 (antigo grupo 3A), entre o alumínio e o índio, e no mesmo grupo que o tálio. Consequentemente, suas propriedades se assemelham aos desses três elementos. Além disso, situa-se no período 4, entre zinco e germânio. Também é dito que é um dos “metais pobres” – elementos localizados entre os metais de transição e os metalóides na tabela periódica.

Gálio metálico de alta pureza tem uma cor prateada brilhante. Em contraste, como a maioria dos metais, o gálio finamente dividido perde seu brilho – o gálio em pó tem a cor cinza. Quando o gálio líquido se solidifica, ele se expande em 3,1%.

Assim, seu estado líquido tem uma densidade mais alta do que o estado sólido – uma característica de apenas alguns materiais, como água e bismuto. Além disso, dada a propriedade de expansão durante a solidificação, o gálio não é armazenado em recipientes de vidro ou de metal, para evitar que o recipiente se rompa quando o elemento congela.

O gálio também se difunde na rede cristalina da maioria dos outros metais. Esta é outra razão pela qual é importante manter o gálio afastado de recipientes de metal, como aço ou alumínio.

O gálio liga-se facilmente com muitos outros metais, e foi usado em pequenas quantidades no núcleo da primeira bomba atômica para ajudar a estabilizar a estrutura cristalina do plutônio.

Dado o seu ponto de fusão de 30 °C, o metal derrete prontamente na mão. Além disso, a forma líquida tem uma forte tendência ao super-resfriamento abaixo de seu ponto de fusão.

O gálio é um dos metais – juntamente com o césio, o frâncio e o mercúrio – que é líquido à temperatura ambiente ou perto dela. Pode, portanto, ser usado em termômetros de alta temperatura. Também é notável por ter uma das maiores faixas de líquido para um metal e (ao contrário do mercúrio) por ter uma baixa pressão de vapor em altas temperaturas.

Dados

Massa atômica – 69,723 u
Configuração eletrônica – [Ar] 4s² 3d¹⁰ 4p¹
Elétrons – 2, 8, 18, 3
Estado da matéria – sólido
Ponto de fusão – 302,9146 K
Ponto de ebulição – 2477 K
Entalpia de fusão – 5,59 kJ/mol
Entalpia de vaporização – 254 kJ/mol