Gallium

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Introduction

Gallium
Zinc ← GalliumGermanium
AlOrthorhombic.svg

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Ga
Ga
In
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Informations générales
Nom, Symbole, NuméroGallium, Ga, 31
Série chimiquemétaux pauvres
Groupe, Période, Bloc13 (IIIA), 4, p
Masse volumique5,904 g·cm (solide, 29,6 °C),

6,095 g·cm (liquide, 29,6 °C)
Dureté1,5
CouleurBlanc argenté
N° CAS7440-55-3
N° EINECS231-163-8
Propriétés atomiques
Masse atomique69,723 ± 0,001 u
Rayon atomique130 pm (136 pm)
Rayon de covalence1,22 ± 0,03 Å
Rayon de Van der Waals187 pm
Configuration électronique[Ar] 3d 4s 4p
Électrons par niveau d'énergie2, 8, 18, 3
État(s) d'oxydation3
OxydeAmphotère
Structure cristallineOrthorhombique
Propriétés physiques
État ordinairesolide
Point de fusion29,7646 °C
Point d'ébullition2 204 °C
Énergie de fusion5,59 kJ·mol
Énergie de vaporisation254 kJ·mol (1 atm, 2 204 °C)
Volume molaire11,80×10 m·mol
Pression de vapeur9,31×10 Pa à 29,76 °C
Vitesse du son2 740 m·s à 20 °C
Divers
Électronégativité1,81
Chaleur massique370 J·kg·K
Conductivité électrique6,78×10 S·m
Conductivité thermique40,6 W·m·K
Solubilitésol. dans HCl
Énergies d'ionisation
1 : 5,999301 eV2 : 20,51515 eV
3 : 30,7258 eV4 : 63,241 eV
5 : 86,01 eV6 : 112,7 eV
7 : 140,9 eV8 : 169,9 eV
9 : 210,8 eV10 : 244,0 eV
11 : 280,7 eV12 : 319,2 eV
13 : 357,2 eV14 : 471,2 eV
15 : 508,8 eV16 : 548,3 eV
Isotopes les plus stables
isoANPériodeMDEdPD
MeV
Ga60,1 %stable avec 38 neutrons
Ga39,9 %stable avec 40 neutrons
Précautions
SIMDUT
Produit non classifié

Le gallium est un élément chimique, de symbole Ga et de numéro atomique 31. Sa température de fusion (29,76 °C) lui permet de fondre dans la main. On le trouve sous forme de trace dans le minerai de bauxite et dans les minerai de zinc.

Découverte et étymologie

Prédit sous le nom d'ekaaluminium par Mendeleïev, découvert en 1875, son nom lui a été donné par son découvreur, le chimiste français Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran, car « coq » en latin s'écrit gallus. Ce nom causera un quiproquo, car le découvreur allemand du germanium en 1886 pensait que « gallium » venait de Gallia, la Gaule, d'où la dénomination du germanium basée sur Germania, la Germanie.

Caractéristiques notables

Le gallium pur a un bel aspect argenté et il se brise sous forme solide de la même manière que le verre. Le volume du gallium augmente de 3,1% lorsqu'il se solidifie et pour cette raison ne doit pas être stocké dans un récipient en verre ou en métal. Le gallium corrode la plupart des autres métaux en diffusant dans le réseau métallique.

Cristaux de gallium

Du fait de son point de fusion de 29,8 °C, proche de la température ambiante, le gallium peut y être maintenu liquide grâce au phénomène de surfusion -il en va de même pour le césium et le rubidium, le mercure étant le seul métal liquide avec un p.f. < 0 °C-. Il peut pour cette raison être utilisé dans les thermomètres à haute température. Il est aussi connu pour avoir une faible pression de vapeur à haute température.

L'essentiel du gallium est utilisé en alliage avec l'arsenic. Le matériau composite III-V obtenu, « AsGa » ou arséniure de gallium, est un semi-conducteur à gap direct extrêmement important en hyperfréquence et en optoélectronique, du fait de la grande mobilité électronique qui le caractérise. Il constitue le substrat privilégié des composants actifs hyperfréquences.

Le gallium est également utilisé en imagerie médicale. En médecine nucléaire, il permet en effet de produire des images scintigraphiques utiles dans la détection de sites d'inflammation, de sites d'infection - ostéomyélite, abcès et autres infections localisées, infections tuberculeuses et à mycobactéries, pneumonie à P. Carinéi, etc. - ainsi que dans la recherche de certaines néoplasies, notamment les lymphomes et les carcinomes hépatocellulaires.