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Galio

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Posición del galio en la tabla periódica; grupo 13, periodo 4
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Nombre, símbolo, Z: Galio, Ga, 31
Serie química: Metales
Grupo, periodo, bloque: 13, 4 , p
Configuración electrónica: [Ar] 3d10 4s2 4p1
Propiedades atómicas
Masa atómica: 69,723 uma
Radio atómico: 136 pm
 - Medio 130 pm
 - Covalente 126 pm
 - De Van der Waals 187 pm
Nº de oxidación (óxido): 3 (anfótero)
Electronegatividad: 1,81 (Pauling)
Potencial de ionización: 578,8 kJ/mol
 - 2.º = 1979,3  - 3.º = 2963  - 4.º = 6180

† Calculado a partir de distintas longitudes de enlace covalente, metálico o iónico.

Propiedades físicas
Estado: Sólido
Estructura cristalina: Ortorrómbica
Color: Blanco plateado
Densidad: 5904 (kg/)
Dureza: 1,5 (Mohs)
Conductividad eléctrica: 6,78×106 S/m
Conductividad térmica: 40,6 W/(m·K)
Calor específico: 370 J/kg·K
Punto de fusión: 302,91 K
Entalpía de fusión: 5,59 kJ/mol
Punto de ebullición: 2477 K
Entalpía de vaporización: 258,7 kJ/mol
Presión de vapor: 9,31×10-36 Pa a 302,9 K
Velocidad del sonido: 2740 m/s a 293,15 K
Isótopos más estables
Iso. AN (%) Vida media MD ED (MeV) PD
67Ga Sintético 3,2612 d ε 1,000 67Zn
69Ga 60,1 El Ga es estable con 38 neutrones
71Ga 39,9 El Ga es estable con 40 neutrones
Valores en el SI y en condiciones normales (0 ºC y 1 atm), salvo indicación en contra.

El galio es un elemento químico de la tabla periódica de número atómico 31 y símbolo Ga.

Cristales de Galio.

Características principales

El galio es un metal blando, grisáceo en estado líquido y plateado brillante al sodificar, sólido deleznable a bajas temperaturas que funde a temperaturas cercanas a la de la ambiente (como cesio, mercurio y rubidio) e incluso cuando se lo coge en la mano por su bajo punto de fusión (28,76 ºC). El rango de temperatura en el que permanece líquido es uno de los más altos de los metales (2174 ºC 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 solidificar el líquido. 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 otras presión y temperatura se han encontrado numerosas fases estables y metaestables distintas.

El galio corroe otros metales al difundirse en sus redes cristlainas.

Aplicaciones

La principal aplicación del galio (arseniuro de galio) es la construcción de circuitos integrados y dispositivos optoelectrónicos como diodos láser y LED.

  • Por su intenso y brillante plateado y la capacidad de mojar superficies de vidrio y porcelana se utiliza en la construcción de espejos.
  • 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.

Historia

El galio (del latín Gallia, Francia), fue descubierto mediante espectroscopía 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 dió 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. Como el informe de Boisbaudran difería de dichas predicciones, Mendeleyev publicó un artículo sugiriendo la contaminación de la muestra estudiada, lo que se confirmó posteriormente[1].

Abundancia y obtención

Mineral de Esfalerita encontrado en Cartagena (Murcia).

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 debida a 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

H   He
Li Be   B C N O F Ne
Na Mg   Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba   Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra   Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh  
  La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
  Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr


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