- Galio
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Zinc ← Galio → Germanio Al 
31Ga ↑
Ga
↓In Tabla completa • Tabla extendida Apariencia Blanco plateado 
Información general Nombre, símbolo, número Galio, Ga, 31 Serie química Metales del bloque p Grupo, período, bloque 13, 4, p Masa atómica 69,723 u Configuración electrónica [Ar]3d10 4s2 4p1 Dureza Mohs 1,5 Electrones por nivel 2, 8, 18, 3 (imagen) Propiedades atómicas Radio medio 130 pm Electronegatividad 1,81 (Pauling) Radio atómico (calc) 136 pm (Radio de Bohr) Radio covalente 126 pm Radio de van der Waals 187 pm Estado(s) de oxidación 3 Óxido Anfótero 1.ª Energía de ionización 578,8 kJ/mol 2.ª Energía de ionización 1979,3 kJ/mol 3.ª Energía de ionización 2963 kJ/mol 4.ª Energía de ionización 6180 kJ/mol Propiedades físicas Estado ordinario Sólido Densidad 5904 kg/m3 Punto de fusión 302,91 K Punto de ebullición 2477 K Entalpía de vaporización 258,7 kJ/mol Entalpía de fusión 5,59 kJ/mol Presión de vapor 9,31 × 10-36 Pa a 302,9 K Varios Estructura cristalina Ortorrómbica N° CAS 7440-55-3 N° EINECS 231-163-8 Calor específico 370 J/(K·kg) Conductividad eléctrica 6,78 106 S/m Conductividad térmica 40,6 W/(K·m) Velocidad del sonido 2740 m/s a 293.15 K (20 °C) Isótopos más estables iso AN Periodo MD Ed PD MeV 69Ga 60,1% Estable con 38 neutrones 71Ga 39,9% Estable con 40 neutrones Nota: unidades según el SI y en CNPT, salvo indicación contraria. El galio es un elemento químico de la tabla periódica de número atómico 31 y símbolo Ga.
Contenido
Características principales
Cristales de galio
El galio es un metal blando, grisáceo en estado líquido y plateado brillante al solidificar, sólido deleznable a bajas temperaturas que funde a temperaturas cercanas a la de la ambiente (como cesio, mercurio y rubidio) e incluso cuando se sostiene en la mano por su bajo punto de fusión (28,56 °C). El rango de temperatura en el que permanece líquido es uno de los más altos de los metales (2174 °C separan sus punto de fusión y ebullición) y la presión de vapor es baja incluso a altas temperaturas. El metal se expande un 3,1% al solidificar y flota en el líquido al igual que el hielo en el agua.
Presenta una acusada tendencia a subenfriarse por debajo del punto de fusión (permaneciendo aún en estado líquido) por lo que es necesaria una semilla (un pequeño sólido añadido al líquido) para solidificarlo. La cristalización no se produce en ninguna de las estructuras simples; la fase estable en condiciones normales es ortorrómbica, con 8 átomos en cada celda unitaria en la que cada átomo sólo tiene otro en su vecindad más próxima a una distancia de 2,44 Å y estando los otros seis a 2,83 Å. En esta estructura el enlace químico formado entre los átomos más cercanos es covalente siendo la molécula Ga2 la que realmente forma el entramado cristalino.
A otra presión y temperatura se han encontrado numerosas fases estables y metaestables distintas.
El galio corroe otros metales al difundirse en sus redes cristalinas.
Aplicaciones
La principal aplicación del galio (arseniuro de galio) es la construcción de circuitos integrados y dispositivos optoelectrónicos como diodos láser y LED.
- Se emplea para dopar materiales semiconductores y construir dispositivos diversos como transistores.
- En termómetros de alta temperatura por su bajo punto de fusión.
- El galio se alea con facilidad con la mayoría de los metales y se usa en aleaciones de bajo punto de fusión.
- El isótopo Ga-67 se usa en medicina nuclear.
- Se ha descubierto recientemente que aleaciones galio-aluminio en contacto con agua produce una reacción química dando como resultado hidrógeno. Este método para la obtención de hidrógeno no es rentable, ni ecológico, ya que requiere la doble fundición del aluminio, con el consiguiente gasto energético.
- También se ha descubierto más recientemente que una aleación de galio-antimonio sumergida en agua y en la cual incide la luz solar provoca la separación de las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno. Gracias al uso potencial de esta aleación no será necesario el uso de combustibles fósiles para generar hidrógeno a partir del agua, reduciendo con ello las emisiones de CO2.
Historia
El galio (del latín Gallia, Francia), fue descubierto mediante espectroscopia por Lecoq de Boisbaudran en 1875 por su característico espectro (dos líneas ultravioletas) al examinar una blenda de zinc procedente de los Pirineos. Ese mismo año lo aisló por electrólisis del hidróxido en una solución de hidróxido potásico (KOH) y le dio el nombre de su país natal Gallia, y el suyo propio por un juego de palabras de los que gustaban a los científicos de finales del siglo XIX ya que gallus significa gallo, coq en francés como su nombre Lecoq.
Antes de su descubrimiento la mayoría de sus propiedades fueron predichas y descritas por Mendeleyev —que lo llamó eka-aluminio— basándose en la posición que debía ocupar el elemento en la tabla periódica.
Abundancia y obtención
Se hallan trazas del metal en minerales como la bauxita, carbón, diasporo, germanita y esfalerita y es subproducto en los procesos de obtención de varios metales.
Isótopos
En medicina nuclear se emplea el galio como elemento trazador (escáner de galio) para el diagnóstico de enfermedades inflamatorias o infecciosas activas, tumores y abscesos ya que se acumula en los tejidos que sufren dichas patologías. El isótopo Ga-67 se inyecta en el torrente sanguíneo a través de una vena del brazo en la forma de citrato de galio realizándose el escáner 2 o tres días después para dar tiempo a que éste se acumule en los tejidos afectados. Posteriormente se elimina principalmente en la orina y las heces. La exposición a la radiación es inferior a la de otros procedimientos como los rayos X o TAC.
Precauciones
Debido a la expansión al solidificar el líquido no debe almacenarse en recipientes rígidos (metálicos o de vidrio) ni llenarse el recipiente totalmente con galio líquido.
Referencias
Enlaces externos
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