Галій (лат. Gallium), Ga, хімічний елемент III групи періодичної системи Д. І. Менделєєва, порядковий номер 31, атомна маса 69,72; сріблисто-білий м'який метал. Складається з двох стабільних ізотопів з масовими числами 69 (60,5% ) і 71 (39,5%).
Існування Р. («екаалюмінія») і основні його властивості були передбачені в 1870 Д. І. Менделєєвим. Елемент був відкритий спектральним аналізом в піренейській цинковій обманці і виділений в 1875 французьким хіміком П. Е. Лекоком де Буабодраном; названий на честь Франції (лат. Gallia). Точний збіг властивостей Р. з передбаченими був першим тріумфом періодичної системи.
Середній вміст Р. в земній корі відносно високе, 1,5-10 -30 % по масі, що дорівнює вмісту свинцю і молібдену. Р. — типовий розсіяний елемент. Єдиний мінерал Р. — галасує Cugas 2 дуже рідкий. Геохімія Р. тісно пов'язана з геохімією алюмінію, що обумовлене схожістю їх физико-хімічних властивостей. Основна частина Р. в літосфері поміщена в мінералах алюмінію. Вміст Р. в бокситах і нефелінах вагається від 0,002 до 0,01%. Підвищені концентрації Р. спостерігаються також в сфалерітах (0,01—0,02% ), в кам'яному вугіллі (разом з германієм), а також в деякому залізняку.
Фізичні і хімічні властивості. Р. має ромбічні (псевдотетрагон) грати з параметрами а = 4,5197А, b = 7,6601a, з = 4.5257А. Щільність. ( г/см 3 ) твердого металу 5,904 (20°С), рідкого 6,095 (29,8°С), т. е при твердінні об'єм Р. збільшується; t пл 29,8°С, t кіп 2230°С. Відмітна особливість Р. — великий інтервал рідкого стану (2200° З) і низьке тиск пари при температурах до 1100—1200°С. Питома теплоємність твердого Р. 376,7 дж/ ( кг·К ) , тобто 0,09 кал/ ( г •град ) в інтервалі 0—24°С, рідкого відповідно 410 дж /( кг•К .), тобто 0,098 кал/ ( г·град ) в інтервалі 29—100°С. Питомий електричний опір ( ом·см ) твердого Р. 53,4-10 -6 (0°С), рідкого 27,2·10 -6 (30°С). В'язкість ( пуаз = 0,1 н· сек/м 2 ) : 1,612(98°С), 0,578 (1100°С), поверхневе натягнення 0,735 н/м (735 дінів/см ) (30 °С у атмосфері H 2 ). Коефіцієнти віддзеркалення для довжин хвиль 4360А і 5890А відповідно дорівнюють 75,6% і 71,3%. Перетин захвату теплових нейтронів 2,71 барна (2,7·10 -28 м 2 ) .
На повітрі при звичайній температурі Р. стійок. Вище 260° З в сухому кисні спостерігається повільне окислення (плівка окислу захищає метал). У сірчаній і соляній кислотах Р. розчиняється повільно, в плавиковій — швидко, в азотній кислоті на холоду Р. стійкий. У гарячих розчинах лугів Р. повільно розчиняється. Хлор і бром реагують з Р. на холоду, йод — при нагріванні. Розплавлений Р. при температурах вище 300° З взаємодіє зі всіма конструкційними металами і сплавами.
Найбільш стійкі тривалентні з'єднання Р., які багато в чому близькі по властивостях хімічним сполукам алюмінію. Крім того, відомі одно- і двовалентні з'єднання. Вищий оксид G а 2 O 3 — речовина білого кольору, нерозчинна у воді. Відповідний йому гідроокис осідає з розчинів солей Р. у вигляді білого драглистого осаду. Вона має яскраво виражений амфотерний характер. При розчиненні в лугах утворюються галлати (наприклад, Na[Ga(ВІН) 4 ]), при розчиненні в кислотах — солі Г.: Ga 2 (S0 4 ) 3 , Gacl 3 і ін. Кислотні властивості в гідроокису Р. виражені сильніше, ніж в гідроокису алюмінію [інтервал виділення А1(ВІН) 3 лежить в межах ph = 10,6—4,1, а Ca(ВІН) 3 в межах ph = 9,7—3,4].
В_отлічие_от A1(ВІН) 3 , гідроокис Р. розчиняється не лише в сильних лугах, але і в розчинах аміаку. При кип'яченні з аміачного розчину знов випадає гідроокис Р.
З солей Р. найбільше значення мають хлорид Gac1 3 ( t пл 78°С, t кіп 200°С) і сульфат Ga 2 (So 4 ) 3 . Останній з сульфатами лужних металів і амонія утворює подвійні солі типа квасцов, наприклад (Nh 4 ) Ga(So 4 ) 2 -12H 2 O.Г. утворює малорозчинний у воді і розбавлених кислотах фероціанід Ga 4 [Fe(CN) 6 ] 3 , що може бути використане для його відділення від Al і ряду ін. елементів.
Здобуття і вживання. Основне джерело здобуття Р. — алюмінієве виробництво. Р. при переробці бокситів за способом Байера концентрується в оборотних маткових розчинах після виділення А1(ВІН) з. З таких розчинів Р. виділяють електролізом на ртутному катоді. З лужного розчину, отриманого після обробки амальгами водою, облягають Ga(ВІН) 3 , яку розчиняють в лузі і виділяють Р. електролізом.
При содово-вапняному способі переробки бокситової або нефелінової руди Р. концентрується в останніх фракціях опадів, що виділяються в процесі тієї, що карбонізує. Для додаткового збагачення осідань гідроокисів обробляють вапняним молоком. При цьому велика частина A1 залишається в осіданні, а Р. переходить в розчин, з якого пропусканням Co 2 виділяють галієвий концентрат (6—8% Ga 2 O 3 ); останній розчиняють в лузі і виділяють Р. електролітично.
Джерелом Р. може служити також залишковий анодний сплав процесу рафінування A1 по методу тришарового електролізу. У виробництві цинку джерелами Р. є перегони(вельц-оксиді) вилуговування цинкових огарків, що утворюються при переробці хвостів.
Отриманий електролізом лужного розчину рідкий Р., промитий водою і кислотами (Hc1, Hnoз), містить 99,9—99,95% Ga. Чистіший метал отримують плавкою у вакуумі, зонною плавкою або витягуванням монокристала з розплаву.
Широкого промислового вживання Р. доки не має. Потенційно можливі масштаби попутного здобуття Р. у виробництві алюмінію до цих пір значно перевершують попит на метал. Найбільш перспективне вживання Р. у вигляді хімічних сполук типа Gaas, GAP, Gasb, що володіють напівпровідниковими властивостями. Вони можуть застосовуватися у високотемпературних випрямлячах і транзисторах, сонячних батареях і ін. приладах, де може бути використаний фотоефект в замикаючому шарі, а також в приймачах інфрачервоного випромінювання. Р. можна використовувати для виготовлення оптичних дзеркал, що відрізняються високою відбивною здатністю. Сплав алюмінію з Р. запропонований замість ртуті як катод ламп ультрафіолетового випромінювання, вживаних в медицині. Рідкий Р. і його сплави запропоновано використовувати для виготовлення високотемпературних термометрів (600—1300° З) і манометрів. Представляє інтерес вживання Р. і його сплавів як рідкий теплоносій в енергетичних ядерних реакторах (цьому заважає активна взаємодія Р. при робочих температурах з конструкційними матеріалами; евтектичний сплав Ga—zn—sn надає менша корозійна дія, чим чистий Р. ).
Літ.: Шека І. А., Чаус І. С., Мітюрева Т. Т., Галій, До., 1963; Еремін Н. І., Галій, М., 1964; 3елікман А. Н., До рейн О. Е., Самсонов Р. Ст, Металургія рідких металів, 2 видавництва, М., 1964; Einecke Е., Das Gallium, Lpz., [1937].
