Galio

Galioa (latinetik: Gallia, Frantzia) elementu kimiko bat da, Ga ikurra eta 31 zenbaki atomikoa dituena. Metal txiro bigun zilarkara da. Solido hauskorra da tenperatura baxuetan eta giro-tenperatura baino apur bat altuagoetan likidotzen da. Eskuetan hartuz gero, urtu egiten da. Galioa ezin da aske aurkitu naturan, baina aztarna-kantitateetan ageri da bauxita eta zink meatan. Galio nitruro eta galio artseniuro konposatu eran erdieroale gisa erabiltzen da, batez ere LED diodoetan.

Galioa
31 Zinka ← Galioa → Germanioa
31 Ga                                                                                                                                                                                                                                           Taula periodikoa
Ezaugarri orokorrak
Izena, ikurra, zenbakia	Galioa, Ga, 31
Serie kimikoa	metal txiroak
Taldea, periodoa, orbitala	13, 4, p
Masa atomikoa	69,723(1) g/mol
Konfigurazio elektronikoa	[Ar] 3d10 4s2 4p1
Elektroiak orbitaleko	2, 8, 18, 3
Propietate fisikoak
Egoera	solidoa
Dentsitatea	(0 °C, 101,325 kPa) 5,91 g/L
Urtze-puntua	302,91 K (29,76 °C, 85,57 °F)
Irakite-puntua	2.477 K (2.204 °C, 3.999 °F)
Urtze-entalpia	5,59 kJ·mol−1
Irakite-entalpia	254 kJ·mol−1
Bero espezifikoa	(25 °C) 25,86 J·mol−1·K−1
Lurrun-presioa P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k T/K 1.310 1.448 1.620 1.838 2.125 2.518
Propietate atomikoak
Kristal-egitura	ortoerronbikoa
Oxidazio-zenbakia(k)	3, 2 [1], 1 (oxido anfoterikoa)
Elektronegatibotasuna	1,81 (Paulingen eskala)
Ionizazio-potentziala	1.a: 578,8 kJ/mol 2.a: 1.979,3 kJ/mol 3.a: 2.963 kJ/mol
Erradio atomikoa (batezbestekoa)	130 pm
Erradio atomikoa (kalkulatua)	136 pm
Erradio kobalentea	126 pm
Van der Waalsen erradioa	187 pm
Datu gehiago
Eroankortasun termikoa	(300 K) 40,6
Soinuaren abiadura	2.740 m/s
Isotopo egonkorrenak
Galioaren isotopoak iso UN Sd-P D DE (MeV) DP 69Ga `,11 Ga egonkorra da 38 neutroirekin 71Ga 9,89 Ga egonkorra da 40 neutroirekin

Izena

Galioa 1875ean aurkitu zen, espektroskopio baten bidez, Paul Emile Lecoq de Boisbaudran zientzialari frantziarrari esker. Kimikariak ezarri zion izena, bere aberriaren ohorez, Frantzia antzina Galia izenarekin ezagutzen baitzen. Pirinioetatik eskuratu zuen zinkez osaturiko blenda bat behatu zuen, bertan, elementuaren espektro bereizgarria (bi lerro ultramore) ikusteko aukera izan eta modu horretan burutu zuen aurkikuntza. Urte hartan elementua elektrolisi bidez hidroxidotik bakantzea lortu zuen, potasio hidroxidozko (K₂OH) disoluzio batean. Garai hartako zientzialariek hitz-jokoak atsegin zituzten eta Lecoq ez zen salbuespena izan, elementuari izena jartzean esanahi bikoitza eman zion, izan ere, galio hitzak bere aberriari erreferentzia egiteaz gain, bere izenari ere egiten dio, Lecoq-ek oilarra esan nahi baitu, gallus-ek bezala.

Ezaugarri nagusiak

Aurrez aipatu bezala, Galioaren zenbaki atomikoa 31 da, taula periodikoaren laugarren periodoan kokatzen da eta aldi berean, hamabigarren taldean. Bere izaerari dagokionean, metal gisa hartzen da, nahiz eta metaloideak alboan eduki (germanioa) eta ez-metalak nahiko hurbil, taulan duten kokapena erreferentziatzat hartuz gero. Hau hala izanik, galioak elektroiak galtzeko edo askatzeko joera du, bestela esanda, katioi bihurtzeko joera. Taula periodikoan duen kokapenak elementua biguna eta fusio edo urtze-puntu baxukoa dela adierazten digu.

Galioa giro-tenperaturan solidoa da, baina urtze-puntu oso baxua duenez, zehazki, 302,91 K-ekoa (29,76 °C), eskuetan edukitze hutsarekin urtu daiteke. Irakite-puntua ordea, bereziki altua du: 2.477 K (2,204 °C). Elementu honen erradio atomikoa 130 pm-koa da, periodo bereko beste elementuekin alderatuta txikia, izan ere, bere nukleoan periodo bereko beste elementu gehienek baino protoi gehiago ditu, hauek, beraien erakarpen indarrak baliatuz, inguruko elektroiak hurbilarazten dituzte, hala, erradioa murriztuz. Erradio atomiko txiki samarra edukitzea ionizazio-energiarekin eta afinitate elektronikoarekin lotu dezakegu; erradioa zenbat eta txikiagoa izan, orduan eta indar gehiagorekin eutsiko ditu atomoak bere inguruko elektroiak. Gainera, aipatutakoak eragin zuzena du afinitate elektronikoan, nukleoak zenbat eta indar gehiago eragin, orduan eta errazago erakarriko dituelako atomotik at dauden beste elektroiak. Hala ere, galioaren afinitate elektronikoa ez da oso handia ez-metalenenarekin alderatuta: 29. Adibidez, boroaren afinitate elektronikoa baino handiagoa duen arren, ezin dugu kloroarenarekin (egun ezagutzen den handiena) konparatu: 349. Elektronegatibotasunari dagokionean, metal gehienak baino negatiboagoa da.

Hasieran aipatu dugun moduan, bauxita, ikatz, germanita eta esfalerita mineraletan aurki daiteke metal hau, askotan beste hainbat metal eskuratzeko prozesuetan azpiproduktu gisa erabiltzen da.

Erabilerak

Galio kristalak.

Galioa erabilera ugariko elementua da, bere ezaugarri bereziei esker (urtze-puntu baxua eta irakite-puntu altua izatea jar dezakegu adibidetzat) zenbait alorretan funtsezkoa baita. Jarraian adibideak:

• Tenperatura altuak neurtzeko termometroetan erabiltzen da, bere urtze zein irakite-puntu baxuak horretarako oso erabilgarri bihurtzen duelako.
• Galioa osagaitzat duten zenbait konposatu (GaAs eta GaP) erdieroale oso onak dira eta beraz, transistore, artezgailu, zelula fotoelektriko, laser diodo eta bestelako gailu elektronikoen osagaiak sortzeko erabiltzen dira.
• Aleazio mota batzuetan ere erabiltzen da, adibidez, Wiga metalean (Sn, Bi eta Ga).
• Galioaren beste erabilera garrantzitsu bat erdieroale gisa baliatzean datza, mikrouhinen zirkuituetan edota infragorrien zenbait aplikazioetan erabiltzen da era honetan.
• Arma nuklearretan ere erabiltzen da, plutonioa egonkortzeko.
• Teleskopio baten barnean ezarriz gero, neutrinoak aurkitzeko aukera ematen digu.
• Ispiluen ekoizpenean baliatzen da.
• Medikuntzaren arloari dagokionean, galio-gatza odolean kaltzio gehiegi duten gaixoak tratatzeko erabiltzen da. Horretaz gain, medikuntza nuklearrean ere badu bere aplikazioa, izan ere, elementu honen zenbait isotopo egoera jakin bateko pazienteak behatzeko baliatzen dira.

Galio metala solidotzen denean eremu gehiago hartzen du egoera likidoan dagoenean baino, beraz, ez da ontzi zurrunetan (metalikoak edo beirazkoak) gorde behar, ontzia galio likidoz toperaino bete behar ez den bezala. Aipatutakoa betetzen ez bada, ontzi zurrun horiek hautsi litezke, egoera solidoan duen hedapenaren ondorio gisa.

Galioa biosferan

Galio tantak nola elkartzen diren erakusten duen bideoa.

Galioak biosferan zein hau osatzen duten izaki bizidun eta inguruneetan eragina du. Jarraian dauden azpiatalek hori aztertzea dute helburu.

Gizakiengan duen eragina

Galioa gure gorputzean aurkitu dezakegun elementu bat da, baina oso kopuru txikian. Adibidez, hirurogeita hamar kiloko masa duen pertsona batean, 0,7 miligramo galio baino ez daude. Kopuru hau ontzi batean kondentsatuta egongo balitz, honek, albotik begiratuta, 0,49 milimetro edukiko lituzke. Gaur egun dakigunaren arabera, elementu honek ez dizkigu aparteko onurarik ekartzen, seguruenik, ingurunean (uretan, barazkietan, frutetan) duen presentziaren ondorioz nahigabe geureganatzen dugun substantzia bat baino ez da. Aipatutakoaren adibidetzat jar dezakegu, zenbait bitaminetan eta ur komertzialean galioa aurkitu dezakegula, nahiz eta oso kopuru txikian izan: milioi bat unitatetik batean. Galio puruak, azalarekin kontaktuan dagoenean, ez digu kalterik eragiten. Sarritan eskuetan nola urtzen den ikusteko erabili izan da, honek eragiten suen sentsazio hutsarengatik. Honek ez du esan nahi eskuetan orbanik uzten ez dituenik. Dirudienez galioa, gure espezieari dagokionean, oso lagunkoia da, izan ere, bere osagai erradioaktiboa, galio zitratoa (67Ga), gorputzean xiringatu daiteke, hala, galio bidezko eskanerrak egiteko, inolako kalterik eragin gabe. Elementu guztiekin gertatzen den bezala, kopuru handietan kontsumituz gero, kaltegarria izan daiteke. Kopuru handietan, galioaren zenbait konposatu oso kaltegarriak izan daitezke, horren adibide dugu galio (III) kloruroa, eztarriko narritadura, arnasteko orduan zailtasunak, bularreko mina, eta beste hainbat kalte eragiten dituelako. Gainera, konposatu horren lurrunak kalte askoz larriagoak eragin ditzake, hala nola, biriketako edema eta paralisi partziala.

Ingurunearengan duen eragina

Galioa arma nuklearrek eragiten duten eztabaida sutsuaren tartean kokatu behar dugu, ingurunearen kutsadurarekin lotura duela ere esan dute zenbait adituk. Hel diezaiogun elementu honek kutsaduran duen paperari; minak elkarrekiko lotzeko erabiltzen da. Mina hauek mozten direnean plutonio oxidozko hautsa sortzen da, hala, plutonioaren erabilera (erregai gisa) zapuztu egiten da, galioa beste elementu batzuekiko korrosiboa delako. Haatik, galioa plutonioa dagoen eremutik kentzen bada, erabilgarritasuna berreskuratzen du. Arazoa ordea azken prozesu horretan dago, galioa ezabatzeko substantzia erradioaktiboak erabili eta sarritan, ura kutsatzen delako. Minetan erabiltzeko elementu bikaina den arren, Lur planetan orokorrean sortzen duen kutsadura ikaragarria da. Etorkizunean plutonioa erregaitzat erabili nahi bada, galioak funtsezko papera jokatuko luke ziurrenik, baina kutsadura handia ere eragingo luke. Egungo teknologiarekin, elementu honek ingurunearengan duen inpaktua murrizteko saiakerak eginda ere, zailtasun handiak topatuko genituzke eta noski, aurrekontua asko handitu beharko litzateke, etekinak gutxituz. Itxaropenik bada, zientzialariek arazo hau konpontzeko lanean dihardute, hala ere, luze itxaron beharko dugula dirudi.

Arma nuklearrei dagokienez, argi dago horrelako armak egiteko beharrezkoa den elementu honek kalte nabariak egin ditzakeela planetan. Bonba nuklearrek tokiko ekosistemak erabat suntsitu ditzakete, egoera larrienetan, mundu mailara zabaldu daitezke iraungipen hauek.

Isotopoak

⁶⁷Ga isotopoa baliatuz giza gorputz bati egin zitzaion eskanerra. Eskanerrari esker, sarkoidosia atzeman zitzaion gaixoari.

Grafiko honek galioaren isotopo egonkorrek naturan duten ugaritasuna adierazten du.

Galio naturala (³¹Ga), bi isotopo egonkorren arteko ( ⁶⁹Ga eta ⁷¹Ga) nahasketa da, bere masa atomiko erlatiboa 69.723koa delarik. Elementu honen erradioisotoporik garrantzitsuenak, merkatal-munduari dagokionean, ⁶⁷Ga eta ⁶⁸Ga dira.

⁶⁷Ga isotopoak 3,3 eguneko erdidesintegrazioa du, gamma igortzaile bat da (elektroiak bereganatu eta berehalakoan gamma izpiak igortzen ditu) eta medikuntza arloan egiten diren argazki nuklearretan (galio-eskaner gisa ere ezagunak) erabiltzen da bereziki. Aipatutako isotopoa, sarritan, Ga ³ ioi aske gisa baliatzen da. Erradioisotopo hau da galioaren iraunkorrena.

Galioaren beste isotopo erabilgarri bat ⁶⁸Ga-a da, hirurogeita zortzi minutuko erdidesintegrazio periodoa du. Positroien igortze bidezko tomografietan erabiltzen da, gutxitan bada ere. Modu honetan erabili nahi bada, molekula eramaile batekin lotua egon ohi da, trazatzaile gisa.

Galioak guztira hogeita hamabi erradioisotopo ditu, ⁵⁶Ga-tik hasi eta ⁸⁶Ga-raino. Isotopo egonkorrak alde batera utzita, iraunkorrenak ⁶⁷Ga, ⁷²Ga, ⁶⁶Ga, ⁷³Ga eta ⁶⁸Ga dira, hurrenez hurren. Aipatutako guztiek ordu bateko baino erdidesintegrazio periodo handiagoak dituzte, esan ez diren guztiak ordea, ordu bat baino epe laburragoan desintegratzen dira, gehienek, segundo bat baino denbora gutxiago behar dute horretarako.

Galioaren isotopo iraunkorrenak

Isotopoa	Masa (u)	Ugaritasuna (%)	Spin nuklearra	Une magnetikoa	Iraunkortasuna
69Ga	68.925580	60.108	3/2	2.01659	Egonkorra
71Ga	70.9247005	39.892	3/2	2.56227	Egonkorra
67Ga	66.928205		3/2	1.8507	3.260 egun
72Ga	71.926372		3	-0.13224	14.10 ordu
66Ga	65.931592		0	Datu barik	9.5 ordu

Iruditegia

Jarraian galioaren zenbait irudi:

• 
  Anpoila honetan galiozko bolatxo batzuk ikusi daitezke, oso kontzentrazio altuan (�,9 baino gehiago).
• 
  Galioaren bidez egindako LED argiak.
• 
  Hondatutako termometro batetik erauzitako galioa.
• 
  Galio kristalizatua.

Ikus, gainera

• Metal
• Kimika eta haren historia
• Taula periodikoa
• Konfigurazio elektronikoa

Kanpo estekak

• Galioari buruzko azalpenak ematen dituen bideoa. (Ingelesez)
• Galioaren kalitate altuko irudi eta argazkiak. (Ingelesez)
• Galio likidoaren ezaugarriak gaitzat hartzen duen lana. (Ingelesez)

• Datuak: Q861
• Multimedia: Gallium / Q861