Kumbuka Terminator ya T-1000 iliyofanywa kwa chuma kioevu, ambaye alipigana na mfano wa kale wa mwangamizi, alicheza kikamilifu na Arnold Schwarzenegger? Lakini chuma kama hicho cha "kioevu" kipo kweli, na sio picha tu ya fikira nzuri za mtu. Chuma hiki kinaitwa - galiamu, na ina mali kadhaa za kupendeza.
Chuma hiki chenye brittle kina kiwango cha kuyeyuka cha haki 29.76 C, na ikiwa unashikilia kwa mikono ya joto kwa muda fulani, itaanza kuyeyuka. Kuwepo kwa gallium kulitabiriwa kwa mara ya kwanza mnamo 1871 na mwanasayansi mkuu wa Urusi Dmitri Mendeleev, baba wa jedwali la mara kwa mara la vitu. Wakati huo, hakuna hata mmoja wa "akili kubwa za kisayansi" angeweza kufikiria kuwa chuma kama hicho kinaweza kuwepo kwa asili, na kemia wetu wa Kirusi aliweza hata kutabiri kwa usahihi mali zake kuu kadhaa, au tuseme kiwango chake cha chini na kiwango cha kuyeyuka. 
Galliamu haitokei katika asili katika fomu yake safi, lakini misombo yake hupatikana kwa kiasi kidogo katika ores ya bauxite na zinki. Galliamu ni chuma laini, ductile, rangi ya fedha. Kwa joto la chini ni katika hali imara, lakini huyeyuka kwa joto la si zaidi ya joto la kawaida (29.8 ° C). Tangu ugunduzi wa kipengele mwaka wa 1875 hadi ujio wa enzi ya semiconductor, gallium ilitumiwa hasa kuunda aloi za kiwango cha chini. Hivi sasa, galliamu yote hutumiwa katika microelectronics. Gallium arsenide, kiwanja kikuu cha kipengele kinachotumiwa, hutumiwa katika nyaya za microwave na matumizi ya infrared.
Siku hizi, gallium hutumiwa zaidi katika tasnia ya semiconductor, katika utengenezaji wa vifaa vya hali ya juu zaidi vya dijiti ambavyo tunatumia kila siku. Kwa njia, gallium inaweza kupatikana kwa uhuru kwenye mtandao (ikiwa unakumba sana), kwa wale ambao wanataka kufanya majaribio yao wenyewe. Unahitaji tu kuwa mwangalifu nayo, ingawa chuma cha gallium kinachukuliwa kuwa chuma kisicho na sumu, vyanzo vingine vinadai kuwa mfiduo wa muda mrefu wa chuma hiki kwenye ngozi isiyolindwa inaweza kusababisha magonjwa makubwa ya ngozi: kuwasiliana na ngozi na gallium husababisha ukweli kwamba ultra- chembe ndogo zilizotawanywa za chuma hubaki juu yake. Kwa nje inaonekana kama doa ya kijivu. 
Galliamu ni ghali; mwaka 2005, tani ya gallium gharama kwenye soko la dunia Dola milioni 1.2 USA, na kutokana na bei ya juu na wakati huo huo mahitaji makubwa ya chuma hiki, ni muhimu sana kuanzisha uchimbaji wake kamili katika uzalishaji wa alumini na usindikaji wa makaa ya mawe katika mafuta ya kioevu. Kutokana na kiwango cha chini cha kuyeyuka, ingo za galliamu zinapendekezwa kusafirishwa kwenye mifuko ya polyethilini, ambayo haipatikani vizuri na galliamu ya kioevu. 
Katika video unaweza kuona jinsi vipande vidogo vya gallium vinaanza kuyeyuka mkononi mwako:
na jinsi kijiko cha galliamu kinavyoyeyuka katika chai:
Jaribio la kuvutia linaweza kufanywa sio tu kwa kuyeyuka, bali pia kwa uimarishaji wa gallium. Kwanza, galliamu ni mojawapo ya vitu vichache vinavyopanuka wakati vimeimarishwa (kama vile maji), na pili, rangi ya chuma iliyoyeyuka ni tofauti kabisa na rangi ya imara.
Mimina kiasi kidogo cha galliamu ya kioevu kwenye bakuli la glasi na uweke kipande kidogo cha galliamu ngumu juu (mbegu ya fuwele, kwani gallium ina uwezo wa baridi zaidi). Video inaonyesha wazi jinsi fuwele za chuma zinavyoanza kukua (zina rangi ya hudhurungi, tofauti na kuyeyuka kwa fedha-nyeupe). Baada ya muda fulani, galliamu inayopanuka hupasua Bubble.
Sehemu ya kati ya video (ukuaji wa fuwele za gallium) iliongezwa kasi mara kumi ili video isiwe ndefu sana:
Galliamu ni kipengele cha kemikali na nambari ya atomiki 31. Ni ya kundi la metali nyepesi na imeteuliwa na ishara "Ga". Galliamu haitokei katika asili katika fomu yake safi, lakini misombo yake hupatikana kwa kiasi kidogo katika ores ya bauxite na zinki. Galliamu ni chuma laini, ductile, rangi ya fedha. Kwa joto la chini ni katika hali imara, lakini huyeyuka kwa joto la si zaidi ya joto la kawaida (29.8 ° C). Katika video hapa chini unaweza kuona jinsi kijiko cha gallium kinayeyuka kwenye kikombe cha chai ya moto.
(Jumla ya picha 7 + video 1)
1. Kutoka ugunduzi wa kipengele mwaka wa 1875 hadi ujio wa enzi ya semiconductor, gallium ilitumiwa hasa kuunda aloi za kiwango cha chini.
2. Hivi sasa, gallium yote hutumiwa katika microelectronics.
3. Gallium arsenide, kiwanja kikuu cha kipengele kinachotumiwa, hutumiwa katika nyaya za microwave na matumizi ya infrared.
4. Nitridi ya Gallium hutumiwa kidogo katika kuundwa kwa lasers za semiconductor na LEDs katika aina mbalimbali za bluu na ultraviolet.
5. Galliamu haina jukumu la kibiolojia linalojulikana kwa sayansi. Lakini, kwa kuwa misombo ya galliamu na chumvi za chuma hufanya sawa katika mifumo ya kibiolojia, ioni za galliamu mara nyingi huchukua nafasi ya ioni za chuma katika matumizi ya matibabu.
Galliamu ni moja ya metali adimu zaidi kwenye sayari yetu. Haiwezekani kuipata katika hali yake safi duniani. Inapatikana tu kwa namna ya misombo katika ores ya zinki na bauxite. Katika jedwali la mara kwa mara la Mendeleev, kipengele hiki kinachukua nafasi ya heshima ya thelathini na moja. Chuma kina mali ya kipekee - kiwango chake cha kuyeyuka ni digrii 29.8 tu. Hii ni zaidi kidogo kuliko halijoto yetu ya kawaida ya chumba. Katika video unaweza kuona jinsi kijiko cha galliamu kinapasuka katika kikombe cha chai ya moto katika suala la sekunde tu.
1. Chuma hicho kiligunduliwa kwa mara ya kwanza mnamo 1875.
2. Hapo awali ilitumiwa kuunda aloi za kiwango cha chini. Pamoja na ujio wa enzi ya semiconductors, gallium ilianza kutumika zaidi katika microelectronics.
3. Kwa ajili ya utengenezaji wa lasers za semiconductor na LEDs katika aina ya bluu na ultraviolet, nitridi ya gallium hutumiwa kawaida.
4. Kiwango cha kuchemsha cha galliamu ni cha juu zaidi kuliko cha zebaki. Mali hii inaruhusu chuma kutumika katika vipimajoto vya quartz (badala ya zebaki) kupima joto la juu.
5. Tani ya gallium inagharimu zaidi ya dola milioni na bei yake inapanda kila mwaka.
6. Kuwasiliana kwa muda mrefu kwa ngozi na galliamu kunaweza kusababisha sumu kali na matokeo mabaya. Dalili zake ni msisimko wa muda mfupi, ikifuatiwa na kuchelewa, kuharibika kwa uratibu wa harakati, adynamia, areflexia, mabadiliko ya rhythm ya kupumua, immobility kamili ya mwisho wa chini. Kisha mtu huanguka katika hali ya comatose na kamwe hutoka ndani yake.
7. Kutokana na ukweli kwamba gallium inayeyuka kwa urahisi sana, inasafirishwa tu katika mifuko maalum ya polyethilini.
Ufafanuzi
Gallium (lat. Gallium), Ga, kipengele cha kemikali cha kikundi cha III cha mfumo wa mara kwa mara wa D. I. Mendeleev Dmitry Ivanovich, nambari ya serial 31, molekuli ya atomiki 69.72; silvery-nyeupe chuma laini.
Tabia za kimwili
Galiamu ya fuwele ina marekebisho kadhaa ya polimorphic, lakini moja tu (I) ni imara thermodynamically, kuwa na kimiani orthorhombic (pseudo-tetragonal) na vigezo a = 4.5186 Å, b = 7.6570 Å, c = 4.5256 Å. Marekebisho mengine ya galliamu (β, γ, δ, ε) humetameta kutoka kwa metali iliyotawanywa sana na si thabiti. Kwa shinikizo la juu, miundo miwili zaidi ya polymorphic ya gallium II na III ilizingatiwa, ikiwa na, kwa mtiririko huo, latti za cubic na tetragonal.
Msongamano wa galiamu katika hali ngumu kwa joto la T=20°C ni 5.904 g/cm3, galliamu kioevu katika T=29.8°C ina msongamano wa 6.095 g/cm3, yaani, juu ya kukandishwa, ujazo wa galliamu. huongezeka. Kiwango myeyuko cha galliamu ni cha juu kidogo kuliko joto la kawaida la chumba na ni sawa na Tmelt = 29.8 °C; galliamu inachemka kwa Tbp. = 2230 °C. 
Moja ya vipengele vya galliamu ni aina mbalimbali ya joto ya kuwepo kwa hali ya kioevu (kutoka 30 hadi 2230 ° C), wakati ina shinikizo la chini la mvuke kwenye joto hadi 1100÷1200 ° C. Uwezo mahususi wa joto wa galliamu gumu katika kiwango cha joto T÷24°C ni 376.7 J/kg K (0.09 cal/g deg.), katika hali ya kimiminiko kwa T=29÷100°C - 410 J/kg K ( 0.098 cal/g deg).
Kuwa katika asili
Galliamu ni kipengele cha kawaida cha kufuatilia, wakati mwingine pia huwekwa kama nadra.
Clarke (makadirio ya nambari ya wastani wa yaliyomo kwenye ukoko wa dunia) ya galliamu katika ukoko wa dunia ni kubwa kabisa na inafikia 1.5 · 10-3% (wingi.). Kwa hivyo, yaliyomo ndani yake ni ya juu kuliko molybdenum, bismuth, tungsten, zebaki na vitu vingine ambavyo kwa kawaida haviainishwi kuwa adimu. 
Chanzo kikuu cha gallium ni bauxite (oksidi ya alumini iliyo na maji). Inashangaza kwamba ores ya bauxite, bila kujali eneo lao na sifa za asili, inajulikana na usambazaji wa sare wa gallium ndani yao - 0.002-0.006%. Nephelines kutoka ore za apatite-nepheline za Milima ya Khibiny zina galliamu kwa wingi (0.01-0.04.
Hifadhi kuu za gallium duniani zinahusishwa na amana za bauxite, ambazo hifadhi zake ni kubwa sana kwamba hazitapungua kwa miongo mingi. Hata hivyo, galliamu nyingi zilizomo katika bauxite bado hazipatikani kwa sababu ya ukosefu wa uwezo wa uzalishaji, kiasi ambacho kinatajwa na sababu za kiuchumi. Akiba halisi ya gallium ni vigumu kukadiria. Kulingana na wataalamu kutoka U.S. Utafiti wa Jiolojia rasilimali za galliamu za kimataifa zinazohusiana na amana za bauxite zinafikia tani milioni 1. Uchina, Marekani, Urusi, Ukraine, na Kazakhstan zina akiba kubwa ya gallium.
Risiti
Galliamu ni kipengele cha kufuatilia ambacho ni rafiki wa mara kwa mara wa alumini na zinki, hivyo uzalishaji wake daima umefungwa kwa usindikaji wa alumini au sulfidi polymetallic (hasa zinki) ores. Kwa kawaida, uchimbaji wa galliamu kutoka kwa mkusanyiko wa zinki unahusishwa na matatizo mengi, na kusababisha bei ya juu ya chuma, kwa hiyo, kwa miongo kadhaa, chanzo kikuu (95) cha kupata galliamu imekuwa taka kutoka kwa sekta ya alumini, na sehemu ya kinachojulikana kama usindikaji wa taka jumuishi (pamoja na uchimbaji wa zinki, indium , Ujerumani) huchukua karibu 5% ya uwezo wa uzalishaji. Aidha, kuna teknolojia za kuchimba galliamu kutoka kwa vumbi la flue na majivu kutoka kwa mwako wa makaa ya mawe, pamoja na coking. upotevu.
Maombi
Galliamu bado haina matumizi mengi ya viwandani.
Kiwango cha uwezekano wa bidhaa za ziada za galliamu katika uzalishaji wa alumini bado unazidi kwa kiasi kikubwa mahitaji ya chuma.
Utumizi unaoahidi zaidi wa gallium ni katika mfumo wa misombo ya kemikali kama vile GaAs, GaP, GaSb, ambayo ina sifa za semiconductor. Wanaweza kutumika katika kurekebisha joto la juu na transistors, betri za jua na vifaa vingine ambapo athari ya photoelectric katika safu ya kuzuia inaweza kutumika, pamoja na wapokeaji wa mionzi ya infrared. Galliamu inaweza kutumika kutengeneza vioo vya macho vinavyoakisi sana.
Gallium ni ghali; mnamo 2005, kwenye soko la dunia, tani ya gallium iligharimu dola milioni 1.2 za Amerika, na kwa sababu ya gharama kubwa na wakati huo huo hitaji kubwa la chuma hiki, ni muhimu sana kuanzisha uchimbaji wake kamili katika alumini. uzalishaji na usindikaji wa makaa ya mawe ngumu.
Gallium ina aloi kadhaa ambazo ni kioevu kwenye joto la kawaida, na moja ya aloi zake ina kiwango cha kuyeyuka cha 3 ° C, lakini kwa upande mwingine, gallium (alloi kwa kiwango kidogo) ni fujo sana kwa vifaa vingi vya kimuundo (kupasuka). na mmomonyoko wa aloi kwenye joto la juu), na Kama kipozezi, haifai na mara nyingi haikubaliki.
Gallium ni lubricant bora. Karibu adhesives muhimu sana za chuma zimeundwa kwa misingi ya gallium na nickel, gallium na scandium.
Oksidi ya Galliamu ni sehemu ya idadi ya vifaa vya laser muhimu vya kimkakati vya kikundi cha garnet - GSGG, YAG, ISGG, nk.
Vipimajoto vya Galliamu huruhusu, kimsingi, kupima joto kutoka 30 hadi 2230 ° C. Vipimajoto vya Galliamu sasa vinazalishwa kwa joto hadi 1200 ° C.
Kipengele namba 31 kinatumika kwa ajili ya uzalishaji wa aloi za kiwango cha chini zinazotumiwa katika vifaa vya kuashiria. Aloi ya gallium yenye indium inayeyuka tayari saa 16 ° C. Hii ni fusible zaidi ya aloi zote zinazojulikana.
Ambayo ni 29.76 o C. Ikiwa utaiweka kwenye mitende ya joto, hatua kwa hatua huanza kubadilika kutoka imara hadi fomu ya kioevu.
Safari fupi katika historia
Je, chuma kinachoyeyuka mkononi mwako kinaitwaje? Kama ilivyoonyeshwa hapo juu, nyenzo kama hiyo inajulikana kama gallium. Uwepo wake wa kinadharia ulitabiriwa nyuma mnamo 1870 na mwanasayansi wa ndani, mwandishi wa jedwali la mambo ya kemikali, Dmitry Mendeleev. Msingi wa kuibuka kwa dhana kama hiyo ilikuwa utafiti wake wa mali ya metali nyingi. Wakati huo, hakuna mwananadharia mmoja ambaye angeweza kufikiria kuwa chuma kinachoyeyuka mikononi kipo katika ukweli.
Uwezekano wa kuunganisha nyenzo zenye fusible sana, kuonekana ambayo Mendeleev alitabiri, ilithibitishwa na mwanasayansi wa Kifaransa Emile Lecoq de Boisbaudran. Mnamo 1875, alifaulu kutenga galliamu kutoka kwa madini ya zinki. Wakati wa majaribio na nyenzo, mwanasayansi alipata chuma ambacho kinayeyuka mikononi mwake.
Inajulikana kuwa Emile Boisbaudran alipata shida kubwa katika kutenga kipengele kipya kutoka kwa madini ya zinki. Wakati wa majaribio yake ya kwanza, aliweza kutoa gramu 0.1 tu za galliamu. Hata hivyo, hata hii ilikuwa ya kutosha kuthibitisha mali ya ajabu ya nyenzo.
Gallium inapatikana wapi katika asili?
Galliamu ni moja wapo ya vitu ambavyo havitokei kama amana za madini. Nyenzo hutawanywa sana kwenye ukoko wa dunia. Kwa asili, hupatikana katika madini adimu sana kama vile gallite na zengeite. Wakati wa majaribio ya maabara, kiasi kidogo cha galliamu kinaweza kutengwa na madini ya zinki, alumini, germanium, na chuma. Wakati mwingine hupatikana katika bauxite, amana za makaa ya mawe, na amana nyingine za madini.
Jinsi ya kupata gallium
Hivi sasa, wanasayansi mara nyingi huunganisha chuma, ambacho huyeyuka mikononi, kutoka kwa suluhisho za alumini ambazo huchimbwa wakati wa usindikaji wa alumina. Kama matokeo ya kuondoa wingi wa alumini na kutekeleza utaratibu wa mkusanyiko wa mara kwa mara wa metali, suluhisho la alkali linapatikana, ambalo lina sehemu ndogo ya galliamu. Nyenzo kama hizo zimetengwa na suluhisho na electrolysis.
Maeneo ya maombi
Galliamu bado haijapata matumizi katika tasnia. Hii ni kutokana na matumizi makubwa ya alumini, ambayo ina mali sawa katika fomu imara. Licha ya hili, gallium inaonekana kama nyenzo ya kuahidi kwa sababu ina mali bora ya semiconductor. Chuma hiki kinaweza kutumika kwa utengenezaji wa vipengee vya transistor, virekebishaji vya sasa vya halijoto ya juu, na paneli za jua. Galliamu inaonekana kama suluhisho bora kwa kutengeneza mipako ya kioo ya macho ambayo itakuwa na uakisi wa juu zaidi.
Kikwazo kikuu cha matumizi ya gallium kwa kiwango cha viwanda kinabakia gharama kubwa ya awali kutoka kwa ores na madini. Bei kwa tani moja ya chuma kama hicho kwenye soko la dunia ni zaidi ya dola milioni 1.2.
Hadi sasa, gallium imepata matumizi ya ufanisi tu katika uwanja wa matibabu. Chuma katika fomu ya kioevu hutumiwa kupunguza kasi ya kupoteza mfupa kwa watu wanaosumbuliwa na kansa. Inatumika kwa haraka kuacha damu mbele ya majeraha ya kina sana kwenye mwili wa waathirika. Katika kesi ya mwisho, uzuiaji wa mishipa ya damu na galliamu hauongoi kuundwa kwa vifungo vya damu.
Kama ilivyoonyeshwa hapo juu, gallium ni chuma ambacho huyeyuka mikononi. Kwa kuwa joto linalohitajika kwa nyenzo kubadilika kuwa hali ya kioevu ni kidogo zaidi ya 29 o C, inatosha kushikilia mikononi mwako. Baada ya muda, nyenzo za awali zitaanza kuyeyuka halisi mbele ya macho yetu.
Jaribio la kuvutia linaweza kufanywa na uimarishaji wa gallium. Chuma kilichowasilishwa huwa na kupanua wakati wa kuimarisha. Ili kufanya jaribio la kupendeza, inatosha kuweka galliamu ya kioevu kwenye bakuli la glasi. Ifuatayo, unahitaji kuanza kupoza chombo. Baada ya muda fulani, utaona jinsi fuwele za chuma zinaanza kuunda kwenye Bubble. Watakuwa na rangi ya rangi ya bluu, kinyume na tint ya silvery ambayo ni tabia ya nyenzo katika hali yake ya kioevu. Ikiwa ubaridi utaendelea, galiamu inayong'arisha hatimaye itapasua bakuli la glasi.
Hatimaye
Kwa hivyo tuligundua ni aina gani ya chuma huyeyuka mkononi. Leo, gallium inaweza kupatikana kwa kuuza kwa kufanya majaribio yako mwenyewe. Walakini, nyenzo zinapaswa kushughulikiwa kwa uangalifu mkubwa. Galiamu imara ni dutu isiyo na sumu. Hata hivyo, kuwasiliana kwa muda mrefu na nyenzo katika fomu ya kioevu inaweza kusababisha matokeo ya afya yasiyotarajiwa, ikiwa ni pamoja na kukamatwa kwa kupumua, kupooza kwa viungo na mtu anayeingia kwenye coma.