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Gallium ( Ga )

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Allgemeine Beschreibung  

1875 in Paris von P.E. Lecoq des Boisbaudran entdeckt.

Eines der vier Metalle, das bei Zimmertemperatur verflüssigt werden kann. Gallium hat den größten Flüssigkeitsbereich aller Metalle (2175 C). Unter seinem Schmelzpunkt ist Gallium ein weiches, silbrig-weißes Metall, das sich sowohl im Wasser als auch an der Luft stabil verhält. Wie Indium und Thallium, die auf Gallium im Periodensystem in derselben Gruppe folgen, kommt Gallium nur als kleiner Bestandteil verschiedener Mineralien vor. Seine Häufigkeit in der Erdkruste beträgt 18 ppm. Das Element wird durch elektrolytische Reduktion in wäßriger Lösung extrahiert. Gallium wird in der Halbleiterindustrie verwendet, da es in Legierungen mit Phosphor, Arsen und Antimon Halbleitereigenschaften aufweist. Darüber hinaus wird es bei der Produktion von Lichtdioden und Mikrowellen-Ausrüstungen eingesetzt.

Noch vor der Entdeckung Galliums im Jahre 1875 wurden sowohl seine Existenz als auch seine physikalischen und chemischen Eigenschaften präzise von Dimitri Mendeleev infolge seiner Arbeit am Periodensystem der Elemente vorausgesagt.

   

Atomische Eigenschaften

Atomgewicht ( amu ) 69,72
Atomradius - Goldschmidt ( nm ) 0,135
Elektronenstruktur Ar 3d1O 4s2 4p1
Ionisationspotential Nr. eV
1 5.99
2 20.51
3 30.71
4 64.0
Kristallstruktur orthorhombisch
Natürliche Isotopenverteilung Massenzahl %
69 60
71 40
Ordnungszahl 31
Photoelektrische Austrittsarbeit ( eV ) 4,2
Thermischer Neutronenabsorptionsquerschnitt ( Barns ) 3,1
angegebene Valenzen 2, 3

Elektrische Eigenschaften

Elektrischer Widerstand bei 20C ( µOhmcm ) 15,5
Temperaturkoeffizient bei 0-100C ( K-1 ) 0,004
Supraleitfähigkeit kritische Temperatur ( K ) 1,08

Mechanische Eigenschaften

Materialzustand polykristallin
E-modul im Zugversuch ( GPa ) 9,81
Härte - Mohs 1,5-2,5
Poissonsche Konstante 0,47

Physikalische Eigenschaften

Dichte bei 20C ( g cm-3 ) 5,904
Schmelzpunkt ( C ) 29,8
Siedepunkt ( C ) 2205

Thermische Eigenschaften

Latente Schmelzwärme ( J g-1 ) 80,1
Latente Verdampfungswärme ( J g-1 ) 3984
Linearer Wärmeausdehnungskoeffizient bei 0-100C ( x10-6 K-1 ) 18,3
Spezifische Wärme bei 25C ( J K-1 kg-1 ) 330
Wärmeleitfähigkeit bei 0-100C ( W m-1 K-1 ) 33-41

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