Galio


Símbolo: Ga
Clasificación: Elementos térreos Grupo 13 Otros Metales
Número Atómico: 31
Masa Atómica: 69,723
Número de protones/electrones: 31
Número de neutrones (Isótopo 70-Ga): 39
Estructura electrónica: [Ar] 3d10 4s2 4p1
Electrones en los niveles de energía: 2, 8, 18, 3
Números de oxidación: +1, +3
Electronegatividad: 1,81
Energía de ionización (kJ.mol-1): 577
Afinidad electrónica (kJ.mol-1): 29
Radio atómico (pm): 153
Radio iónico (pm) (carga del ion): 113(+1), 62(+3)

Entalpía de fusión (kJ.mol-1): 5,59
Entalpía de vaporización (kJ.mol-1): 256,1
Punto de Fusión (ºC): 29,76
Punto de Ebullición (ºC): 2204
Densidad (kg/m3): 5906; (20 ºC)
Volumen atómico (cm3/mol): 11,81
Estructura cristalina: Ortorrómbica
Color: Blanco con brillo plateado.
Propiedades comparadas



Isótopos: Dos isótopos naturales: 69-Ga (60,108%) y 71-Ga (39,892%). Veintinueve isótopos inestables cuyos períodos de semidesintegración oscilan entre 85 milisegundos (84-Ga) y 3,2612 días (67-Ga).
Descubierto en: 1875
Descubierto por: P. E. Lecoq de Boisbaudran
Fuentes: Minerales: galita [CuGaS2], sohngeita [Ga(OH)3], germanita. Trazas del elemento se encuentran en diásporo, esfalerita, bauxita y carbón (en algunas cenizas de chimeneas donde se quema carbón se ha encontrado que contienen hasta 1,5% de galio).
Usos: Semiconductores (arseniuro de galio) (transistores, memoria de ordenadores), aleaciones para fusibles (de bajo punto de fusión), aleaciones superconductoras a baja temperatura, aparatos de medida de temperatura (600 a 1200 ºC en estado líquido), materiales magnéticos, espejos.
Curiosidades sobre el elemento: Mendeleiev predijo su existencia y propiedades en 1871 y lo llamó eka-aluminio. Descubierto espectroscópicamente en 1875 por Lecoq de Boisbaudran, que en el mismo año, obtuvo el metal por electrólisis de una solución del hidróxido en KOH.
En la corteza constituye el 1,9x10-3% en peso. Se encuentra frecuentemente en trazas en diásporo [Al2O3.H2O], esfalerita o blenda (ZnS), germanita [FeCu6GeS8, hasta 1,8% de galio], bauxita [Al2O3.H2O, hasta 0,01%] y carbón (algunas cenizas de chimeneas donde se quema carbón contienen hasta 1,5% de galio).
Es un subproducto de la obtención de cinc y aluminio.
El galio sólido es de color blanco con brillo plateado, blando y dúctil.
Es uno de los cuatro metales -- mercurio, cesio, y rubidio -- que es líquido a temperaturas próximas a la ambiente (P.F. 29,78ºC). Además, es uno de los metales con mayor margen de temperatura en estado líquido (P.E. 2250ºC) y tiene una baja presión de vapor incluso a altas temperaturas; por eso, se usa en termómetros de alta temperatura. Tiene una fuerte tendencia a sobreenfriarse por debajo del punto de congelación, por lo que puede ser necesario sembrarlo para que se inicie la solidificación.
El galio ultrapuro sólido exhibe una fractura concoidal semejante a la del vidrio. Cuando solidifica su volumen aumenta un 3,1% (densidad líquido: 6,1 g/cm3; densidad sólido: 5,9 g/cm3), por lo que hay que tener cuidado con el almacenaje: puede romper los recipientes al solidificar.
A 1,09 K es superconductor.
El galio muy puro es atacado sólo muy lentamente por los ácidos. En contacto con el aire y con agua forma rápidamente una fina capa de su óxido insoluble y químicamente inerte.
En estado líquido moja el vidrio y la porcelana y forma un espejo brillante al pintar sobre vidrio. Ataca a ciertos metales (aluminio, plata, cinc y cobre) aleándose con ellos, por lo que hay que guardarlo en recipientes de vidrio o plástico.
Se utiliza en el dopado de semiconductores (GaP, GaAsP, GaAlAs) y en la fabricación de dispositivos de estado sólido, como transistores, diodos, células solares.
El 72-Ga se utiliza en el diagnóstico y terapia de tumores óseos.
El galio se alea fácilmente con los metales y es un componente de aleaciones de bajo punto de fusión.
Las combinaciones con níquel y niobio son superconductoras.
Con gadolinio, hierro, itrio, litio y magnesio origina materiales magnéticos.
El galato de magnesio con impurezas divalentes, como Mn2+, se usa comercialmente en componentes de color activados por luz ultravioleta.
Entre sus compuestos destacan: el galato de magnesio que cuando contiene impurezas divalentes (por ejemplo, Mn2+) se emplea en la pólvora de fósforos activados con luz ultravioleta; el arseniuro de galio que es capaz de convertir directamente electricidad en luz coherente (láseres).
Parece tener poca toxicidad, aunque no se disponen de datos suficientes.
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©Antonio Jiménez