31GaGallium

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.

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.

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Atomare Eigenschaften

Relative Atommasse69,723 ±0,001
Atommasse69,7231 u

Atomradien

Radius (empirisch)135 pm
Radius (berechnet)136 pm
Kovalenter Radius122 ±3 pm
Van-der-Waals-Radius187 pm

Atomhülle

ElektronenkonfigurationAr 3d10 4s2 4p1
Ionisierungsenergie(1.) 5,999302 eV
(2.) 20,51514 eV
(3.) 30,72576 eV
(4.) 63,241 eV
(5.) 86,01 eV
Schalenmodell
Elektronen
k-Schale:2
l-Schale:8
m-Schale:18
n-Schale:3

Physikalische Eigenschaften

Aggregatzustandfest
Dichte5,904 g·cm−3
Molares Volumen1,18·10-5 m3·mol−1
Schallgeschwindigkeit2.740 m·s−1 (293,1 K)

Temperaturen

Schmelzpunkt302,9 K
Siedepunkt2.673 K
Flüssigkeitsbereich2.370 K
Sprungtemperatur1,08 K

Enthalpien

Schmelzenthalpie5,59 kJ·mol-1
Verdampfungsenthalpie256 kJ·mol-1
Bindungsenergie277 kJ·mol-1

Wärme und Leitfähigkeit

Spezifische Wärmekapazität371 J·kg−1·K−1
Wärmeleitfähigkeit29 W·m-1·K-1
Ausdehnungskoeffizient1,2·10-4 K-1

Härten

Mohshärte1,5
Brinellhärte60 NM·m-2

Elektrische Eigenschaften

Elektrische Leitfähigkeit7,14·106 S·m-1
Wiederstand1,4·10-7 Ωm

Magnetismus

Magnetismusdiamagnetisch
Magnetische Suszeptibilität-2,16·10-5 cm3·mol−1 (290 K)

Chemische Eigenschaften

Basizitätamphoter
Oxidationszustand3
Normalpotential-0,53 V (Ga3+ + 3e- → Ga)

Elektronegativität

Pauling-Skala1,81
Sanderson-Skala2,42
Allred-Rochow-Skala1,82
Mulliken-Skala2,01
Allen-Skala1,756
Ghosh-Gupta-Skale4,663 eV
Boyd-Edgecombe-Skale1,75
Nagle-Skale1,56
Pearson-Skale3,2 eV

Weitere Eigenschaften

Natürliches Vorkommenprimordial
Kristallstrukturorthorhombisch
Goldschmidt-Klassifikationchalcophil
Supraleitermit Sprungtemperatur (Festkörper, Normaldruck)
Preis/kg148 USD

Natürliche Häufigkeiten

satellite_alt
Universum
10 ppb ≈ 1·1011 M☉
sunny
Sonne
40 ppb ≈ 7,95·1010 Mt
destruction
Meteorit
7.800 ppb ≈ 7,8 g
public
Erdkruste
19.000 ppb ≈ 526.000 Mt
water_drop
Ozeane
0,03 ppb ≈ 41,1 kt
waves
Fließendes Gewässer
0,15 ppb ≈ 2,4 kt
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