گالیم

گالیم یک عنصر شیمیایی با نماد Ga  و عدد اتمی آن  31 است. گالیم عنصری یک فلز نرم و نقره ای در دما و فشار استاندارد است. اما در حالت مایع سفید نقره ای می شود. اگر نیروی زیادی وارد شود ، ممکن است این عنصر به صورت موخوری شکسته شود. جایگاه این عنصر در گروه 13 جدول تناوبی است و بنابراین با سایر فلزات این گروه ، آلومینیوم ، ایندیم و تالیم شباهت دارد. این ماده به عنوان یک عنصر آزاد در طبیعت وجود ندارد ، بلکه به عنوان ترکیبات گالیوم (III) در مقادیر کمیاب در سنگ معدن روی و بوکسیت وجود دارد. در حالت اولیه ، مایع در دمای بالاتر از29.76  درجه سانتی گراد (57.55  درجه فارنهایت) است و در دست فرد در دمای طبیعی بدن انسان ( 37 درجه سلسیوس ) ذوب می شود.
از نقطه ذوب این ماده به عنوان نقطه مرجع دما استفاده می شود. آلیاژهای این عنصر در دماسنج ها به عنوان یک جایگزین غیر سمی و سازگار با محیط زیست برای جیوه استفاده می شود و می تواند دماهای بالاتر از جیوه را تحمل کند. و نقطه ذوبی حتی پایین تر از 19- درجه سانتی گراد ،  یعنی بسیار پایین تر از نقطه انجماد آب ، مثل آلیاژ گالینستان که ( 62 تا 95% گالیم ، 5 تا 22% ایندیم و 0 تا 16% قلع دارد . )  ادعا می شود ، اما این ممکن است نقطه انجماد با اثر فوق خنک کننده باشد .
از زمان کشف در سال 1875 ، از گالیوم برای ساخت آلیاژهایی با نقطه ذوب پایین استفاده می شود. این ماده همچنین در نیمه رساناها به عنوان ماده مایع در لایه های نیمه هادی مورد استفاده قرار می گیرد.
گالیم عمدتا در الکترونیک استفاده می شود. گالیم آرسنید ، ترکیب شیمیایی اولیه گالیم در الکترونیک ، در مدارهای مایکروویو ، مدارهای سوئیچینگ با سرعت بالا و مدارهای مادون قرمز استفاده می شود. نیمه هادی نیترید گالیوم و نیترید گالیوم ایندیم ، دیودهای نورانی و آبی (بنفش) و لیزرهای دیود تولید می کنند. گالیم همچنین در تولید گارولین گالونیم گالیم مصنوعی برای جواهرات استفاده می شود. گالیم یک عنصر مهم در فناوری محسوب می شود .
گالیم هیچ نقش طبیعی شناخته شده ای در زیست شناسی ندارد. گالیم (III) رفتاری مشابه نمک های فریک در سیستم های بیولوژیکی دارد و در برخی از موارد پزشکی مورد استفاده قرار گرفته است برنامه های کاربردی ، از جمله داروها و داروهای رادیو دارویی.
گالیم عنصری در طبیعت یافت نمی شود ، اما به راحتی از طریق ذوب به دست می آید. گالیم بسیار خالص یک فلز آبی نقره ای است که مانند شیشه به صورت کچلی شکسته می شود. مایع گالیم هنگام جامد شدن3.10 % منبسط می شود. بنابراین ، نباید در ظروف شیشه ای یا فلزی نگهداری شود زیرا ممکن است در هنگام تغییر حالت گالیم ، ظرف پاره شود. گالیم حالت مایع با چگالی بالاتر را با لیست کوتاهی از مواد دیگر که شامل آب ، سیلیکون ، ژرمانیوم ، بیسموت و پلوتونیوم است ، تقسیم می کند.
گالیم  با پخش شدن در شبکه فلزی به بیشتر فلزات دیگر حمله می کند. به عنوان مثال ، در مرز دانه های آلیاژهای آلومینیوم روی و فولاد پخش می شود ، آنها را بسیار شکننده می کند. گالیوم به راحتی با بسیاری از فلزات آلیاژ می کند و به مقدار کم در آلیاژ پلوتونیوم گالیوم در هسته های پلوتونیوم بمب های هسته ای برای تثبیت ساختار بلور پلوتونیوم استفاده می شود.
نقطه ذوب گالیم اجازه می دهد تا در دست انسان ذوب شود ، و در صورت برداشته شدن جامد شود. فلز مایع تمایل زیادی به ابر سرد شدن در زیر نقطه ذوب / نقطه انجماد خود دارد: نانوذرات Ga را می توان در حالت مایع زیر90 کلوین نگه داشت. بذر با یک کریستال به شروع انجماد کمک می کند. گالیم یکی از چهار فلز غیر رادیواکتیو (دارای سزیم ، روبیدیم و جیوه) است که به عنوان مایع در دمای طبیعی یا نزدیک به آن شناخته می شوند. از این چهار مورد ، گالیم عنصری است که نه واکنش پذیری روبیدیم و سزیم را دارد و نه قابلیت سمی بودن جیوه را ، پس بنابراین می توان از آن در دماسنج های با درجه حرارت بالا در فلز در شیشه استفاده کرد. همچنین داشتن یکی از بزرگترین دامنه های مایع برای یک فلز و داشتن (بر خلاف جیوه) فشار بخار کم در دمای بالا قابل توجه است. نقطه جوش گالیوم ، 2400 درجه سلسیوس ، تقریبا 80 برابر نقه ذوب آن می باشد ، که بیشترین نسبت بین نقطه ذوب و نقطه جوش هر عنصر است.  بر خلاف جیوه ، فلز گالیم مایع شیشه و پوست را خیس می کند .
اثرات گالیم بر سلامتی
عنصری است که به مقدار بسیار کمی در بدن یافت می شود ، به عنوان مثال ، در شخصی با جرم هفتاد کیلوگرم ،0.7 میلی گرم گالیم در بدن وجود دارد. اگر این مقدار گالیم در یک مکعب متراکم شود ، مکعب از یک طرف فقط 0.49 میلی متر طول دارد. هیچ اثری برای عملکرد بدن ندارد و به احتمال زیاد فقط به دلیل ردپای کمی در محیط طبیعی ، در آب و باقی مانده از سبزیجات و میوه ها وجود دارد. شناخته شده است که چندین ویتامین و آب توزیع شده تجاری حاوی مقادیر کمیاب گالیوم با کمتر از یک قسمت در میلیون است. گالیم خالص ماده ای مضر برای لمس انسان نیست. بارها فقط برای لذت ساده تماشای ذوب شدن آن توسط گرمای ساطع شده از دست انسان ، بارها کار شده است. با این حال ، شناخته شده است که لکه ای بر روی دست ایجاد می کند. حتی ترکیب رادیواکتیو گالیوم ، گالیم [67Ga] سیترات ، می تواند به بدن تزریق شود و برای اسکن این عنصربدون ضرر استفاده شود. اثرات اگرچه مقدار کمی مضر نیست ، اما گالیم نباید به طور هدفمند در دوزهای زیاد مصرف شود. برخی از ترکیبات این ماده در واقع می توانند بسیار خطرناک باشند. به عنوان مثال ، قرار گرفتن حاد در معرض می تواند باعث تحریک گلو ، دشواری در تنفس ، درد قفسه سینه شود و بخارات آن حتی می تواند شرایط بسیار جدی مانند ادم ریوی و فلج جزئی ایجاد کند.