Gallium
Gallium ist ein selten vorkommendes chemisches Element mit dem Elementsymbol Ga und der Ordnungszahl 31. Im Periodensystem steht es in der 4. Periode und ist das dritte Element der 3. Hauptgruppe, 13. IUPAC-Gruppe, oder Borgruppe. Es ist ein silberweißes, leicht zu verflüssigendes Metall. Gallium kristallisiert nicht in einer der sonst häufig bei Metallen anzutreffenden Kristallstrukturen, sondern in seiner stabilsten Modifikation in einer orthorhombischen Struktur mit Gallium-Dimeren. Daneben sind noch sechs weitere Modifikationen bekannt, die sich bei speziellen Kristallisationsbedingungen oder unter hohem Druck bilden. In seinen chemischen Eigenschaften ähnelt das Metall stark dem Aluminium.
| Eigenschaften | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Allgemein | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Name, Symbol, Ordnungszahl | Gallium, Ga, 31 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elementkategorie | Metalle | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gruppe, Periode, Block | 13, 4, p | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aussehen | silbrig weiß | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS-Nummer | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| EG-Nummer | 231-163-8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ECHA-InfoCard | 100.028.330 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Massenanteil an der Erdhülle | 14 ppm (38. Rang) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomar | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atommasse | 69,723(1) u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomradius (berechnet) | 130 (136) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kovalenter Radius | 122 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Van-der-Waals-Radius | 187 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronenkonfiguration | [Ar] 3d10 4s2 4p1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1. Ionisierungsenergie | 5.9993020(12) eV ≈ 578.84 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2. Ionisierungsenergie | 20.51514(12) eV ≈ 1979.41 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3. Ionisierungsenergie | 30.72576(25) eV ≈ 2964.58 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4. Ionisierungsenergie | 63.241(9) eV ≈ 6101.8 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5. Ionisierungsenergie | 86.01(12) eV ≈ 8299 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Physikalisch | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aggregatzustand | fest | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Modifikationen | sieben | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dichte | 5,904 g/cm3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mohshärte | 1,5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Magnetismus | diamagnetisch (χm = −2,3 · 10−5) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | 302,91 K (29,76 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Siedepunkt | 2673 K (2400 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Molares Volumen | 11,80 · 10−6 m3·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Verdampfungsenthalpie | 256 kJ·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzenthalpie | 5,59 kJ·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schallgeschwindigkeit | 2740 m·s−1 bei 293,15 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Spezifische Wärmekapazität | 371 J·kg−1·K−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektrische Leitfähigkeit | etwa 7,14 · 106 S·m−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wärmeleitfähigkeit | 29 W·m−1·K−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Chemisch | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidationszustände | 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Normalpotential | −0,53 V (Ga3+ + 3 e− → Ga) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativität | 1,81 (Pauling-Skala) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotope | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Weitere Isotope siehe Liste der Isotope | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In der Natur kommt Gallium nur in geringem Umfang und meist als Beimischung in Aluminium-, Zink- oder Germaniumerzen vor; Galliumminerale sind sehr selten. Gallium wird auch als Nebenprodukt bei der Produktion von Aluminium oder Zink gewonnen. Der größte Teil des Galliums wird zum III-V-Verbindungshalbleiter Galliumarsenid weiterverarbeitet, der vor allem in der Hochfrequenztechnik, beispielsweise für HF-Transistoren, und in der Optoelektronik, beispielsweise für Leuchtdioden, verwendet wird.