عنصری شبیه آلومونیوم که آن را نابود میکند

8 مرداد 1402

0 زمان تقریبی مطالعه 2 دقیقه

عصرایران نوشت:

گالیم فلزی نرم، نقره ای رنگ، و شیشه مانند است که بیشتر در مدارهای الکترونیکی، نیمه هادی ها و دیودهای ساطع کننده نور (ال‌ئی‌دی ها) استفاده می شود.

اگرچه گالیم در حالت جامد سخت و شکننده است، اما تقریبا در دمای اتاق به حالت مایع در می آید. نقطه ذوب این فلز 29.76 درجه سلسیوس است، اما نقطه جوش آن با فاصله ای بسیار زیاد برابر با 2204 درجه سلسیوس است. از این رو، این عنصر غیر معمول در دماسنج های ویژه اندازه گیری دماهای بالا استفاده می شود. همچنین، از گالیم در آزمایشات دارویی و پزشکی هسته ای استفاده می شود.

کاشف گالیم

دیمیتری مندلیف، شیمیدان پیشگام روس و خالق جدول تناوبی، به عنوان نخستین فردی که وجود گالیم را پیش بینی کرد، شناخته می شود. وی در سال 1871 ویژگی های این فلز و موقعیت آن در زیر آلومینیوم در جدول تناوبی را پیش بینی کرد. مندلیف این عنصر فرضی را eka-aluminum نامید.

اما کشف گالیم در سال 1875 و توسط شیمیدان فرانسوی پل-امیل لکو د بویسباودران صورت گرفت. وی چندین میلی گرم گالیم کلرید را از یک نمونه 52 کیلوگرمی سنگ معدن استخراج کرد. این دانشمند بعدا گالیم خالص را از طریق الکترولیز محلول گالیم هیدروکسید در پتاسیم هیدروکسید تولید کرد.

گالیم یک عنصر فراوان در سیاره زمین است و بیشتر در ترکیب با سنگ های معدن روی و آلومینیوم یافت می شود. گالیم یک عنصر نسبتا واکنش پذیر است و با بیشتر غیر فلزات در دماهای بالا ترکیب می شود. گالیم به راحتی با بسیاری از فلزات آلیاژ می شود.

موارد استفاده گالیم

رایج ترین موارد استفاده از گالیم در صنعت الکترونیک است. حدود 95 درصد گالیم تولید شده برای ساخت ترکیب گالیم آرسنید استفاده می شود که در مدارهای مایکروویو و فروسرخ، نیمه هادی ها و ال‌ئی‌دی های آبی و بنفش کاربرد دارد.

یکی دیگر از کاربردهای گالیم آرسنید در تولید پنل های خورشیدی عملکرد بالا مانند آنهایی است که در ماموریت مریخ‌نورد کاوشگر استفاده شد. این نوع پنل های خورشیدی نسبت به همتایان سیلیکونی خود راندمان بالاتر و عملکرد بهتر در نور کم را ارائه می دهند.

ترکیب گالیم نیترید به عنوان یک نیمه هادی در فناوری بلوری، تلفن های همراه و حسگرهای فشار برای سوئیچ های لمسی استفاده می شود.

گالیم همچنین در مقادیر کم به عنوان یک تثبیت کننده کریستال پلوتونیوم در هسته های پلوتونیوم بمب های هسته ای کاربرد دارد.

آیا گالیم سمی است؟

فلز گالیم سمی نیست و دست زدن به آن خطری برای انسان ایجاد نمی کند. ترکیبات گالیم کمی سمی هستند، اما خطرناک در نظر گرفته نمی شوند. با این وجود، نباید آنها را استنشاق کرد یا بلعید.

گالیم؛ فلزی که آلومینیوم را نابود می کند

مقدار کمی از گالیم مایع می تواند هر چیزی که از آلومینیوم ساخته شده است، از جمله قوطی های آلومینیومی را از بین ببرد. همچنین، این فلز به فولاد حمله می کند و آن را شکننده می سازد.

گالیم آثار متعددی روی آلومینیوم و سایر فلزات دارد. گالیم با آلومینیوم یک آمالگام -اساسا یک آلیاژ- تشکیل می دهد. گالیم در لایه کم اثرپذیرسازی اکسید آلومینیوم که روی فلز آلومینیوم تشکیل می شود، نفوذ کرده و با ایجاد تداخل در شبکه کریستالی این فلز، آن را شکننده می سازد. این به عنوان شکست ساختاری ناشی از گالیم شناخته می شود.

جیوه نیز اثری مشابه روی آلومینیوم دارد، اما از آنجایی که فلزی سمی است، این آزمایش عموما انجام نمی شود