ಮೈಸೂರು ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯ ವಿಶ್ವಕೋಶ/ಗಾಲಿಯಂ

ಗಾಲಿಯಂ

ಆವರ್ತಕೋಷ್ಟಕದ ಪ್ರಧಾನ ಗುಂಪು 3ರ ಲೋಹ ಧಾತು; ಪರಮಾಣು ಸಂಖ್ಯೆ 31; ಪರಮಾಣು ತೂಕ 69.72; ಪ್ರತೀಕ ಉಚಿ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಿನ್ಯಾಸ

1s22s22ಠಿ63s23ಠಿ63ಜ104s24ಠಿ1.

ಇದೊಂದು ಬೂದು ಬಣ್ಣದ ಘನ ಲೋಹ. 29.78º ಸೆಂ. ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿಯೇ ಕರಗಿ ಬಿಳಿಬಣ್ಣದ ದ್ರವವಾಗುವುದು. ಕುದಿಬಿಂದು 2070º ಸೆಂ. ದ್ರವರೂಪಕ್ಕೆ ಇರುವ ಈ ವ್ಯಾಪ್ತಿ ಗಾಲಿಯಮಿನ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯ. ಗೊತ್ತಿರುವ ಯಾವುದೇ ಧಾತುವಿಗಿಂತ ಇದು ಉಪಯುಕ್ತವಾದ ಮತ್ತು ಅತ್ಯಂತ ದೀರ್ಘವಾದ ವ್ಯಾಪ್ತಿ. ಅಧಿಕ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲೂ ಇದರ ಆವಿಯೊತ್ತಡ ಕಡಿಮೆ: 1315º ಸೆಂ. ನಲ್ಲಿ 1ಮಿಮೀ. ; 1726º ಸೆಂ.ನಲ್ಲಿ 100 ಮಿಮೀ. . ಘನೀಭವಿಸಿದಾಗ ಸುಮಾರು ಶೇ 3 ರಷ್ಟು ವಿಕಸಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಅಧಿಶೈತ್ಯಗೊಳ್ಳುವುದು. ಇದನ್ನು ಮೃದುವಾದ ಪಾತ್ರೆಗಳಲ್ಲಿ ಶೇಖರಿಸಿಡಬೇಕು. ಮ್ಹೋ ಕಾಠಿನ್ಯಮಾನದಲ್ಲಿ ಇದರ ಕಠಿನತೆ 2-3. ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ಪೆಡಸು. ಲೋಹದ ಹರಳು ಆರ್ಥೊರಾಂಬಿಕ್, ದ್ವಿಪರಮಾಣ್ವಕ ಅಣು. 69 (ಶೇ 0.1) ಮತ್ತು 71 (ಶೇ 39.9) ಪರಮಾಣು ತೂಕವಿರುವ ಎರಡು ಸ್ಥಿರ ಐಸೊಟೋಪುಗಳಿವೆ. ವಿಕಿರಣಪಟು ಐಸೊಟೋಪುಗಳು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಅರ್ಧಾಯುಗಳು ಹೀಗಿವೆ: 64(2.5 ಮಿ.), 65(15 ಮಿ.), 66(9.4 ಗಂ.), 67(78 ಗಂ.), 68(68 ಮಿ.) 70(21 ಮಿ.), 72(14.1 ಗಂ.), 73(5 ಗಂ.), 74(˜8ಮಿ.) ಸಾಂದ್ರತೆ 20º ಸೆಂ. ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ 5.907. ಪರಮಾಣು ಗಾತ್ರ 11.76 ಗ್ರಾಹ್ಯೋಷ್ಣ 0.0977.

1875ರಲ್ಲಿ ಲೆಕಾಕ್ ಡಿ ಬಾಯ್ಸ ಬ್ಯಾಡ್ರಾನ್ ಎಂಬಾತ ಈ ಧಾತುವನ್ನು ಆವಿಷ್ಕರಿಸಿದ. ಫ್ರಾನ್ಸಿನ ಸತುಬ್ಲೆಂಡಿನಿಂದ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಿ ಪಡೆದ ಒಂದು ಪದಾರ್ಥವನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸುತ್ತಿದ್ದಾಗ ಈ ಧಾತುವಿನ ಪ್ರಧಾನ ರೋಹಿತರೇಖೆಗಳನ್ನು (ಷ 4172.2 ಮತ್ತು 4033.2 ಅವನು ಗಮನಿಸಿದ. ಪೊಟಾಸಿಯಂ ಗ್ಯಾಲೇಟ್ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜಿಸಿ ಅಲ್ಪ ಮೊತ್ತದಲ್ಲಿ ಬೇರ್ಪಡಿಸಿ ಅದರ ಗುಣಗಳನ್ನು ಅಭ್ಯಸಿಸಿದ. ಇದಕ್ಕೆ ಕೇವಲ ಕೆಲವೇ ವರ್ಷಗಳ ಹಿಂದೆ ಮೆಂಡಲೀಫ್ ತನ್ನ ಆವರ್ತಕೋಷ್ಟಕದಲ್ಲಿ ಕೆಲವು ಸ್ಥಾನಗಳನ್ನು ಖಾಲಿಬಿಟ್ಟು ಅವನ್ನು ಭರ್ತಿ ಮಾಡುವ ಧಾತುಗಳನ್ನು ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಗುವುದೆಂದೂ ಅವುಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಹೀಗೆಯೇ ಇರುವುವೆಂದೂ ಮುನ್ನುಡಿದಿದ್ದ. 3b ಉಪಗುಂಪಿನಲ್ಲಿ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಕೆಳಗೆ ಒಂದು ಸ್ಥಾನವನ್ನು ತೆರಪುಬಿಟ್ಟು ಅದರ ಹೆಸರನ್ನು ಏಕ-ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಎಂದು ಕರೆದಿದ್ದ. ಗಾಲಿಯಂ ಕಂಡುಹಿಡಿದ ಬಳಿಕ ಆ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಭರ್ತಿಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಮೆಂಡಲೀಫನ ಏಕ-ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಮಿನ ಮತ್ತು ಗಾಲಿಯಮಿನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಸಂಪುರ್ಣವಾಗಿ ಹೋಲುತ್ತವೆ.

ಗಾಲಿಯಂ ಅಪರೂಪಲೋಹವಾಗಿದ್ದರೂ ಅದು ಭೂಮಿಯ ಹೊರಪದರದಲ್ಲಿ (ಶೇ 0.0015) ದೊರೆಯುವ ಧಾತುಗಳ ಶ್ರೇಣಿಯಲ್ಲಿ 37ನೆಯದು. ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಮತ್ತು ಸತುವಿನ ಖನಿಜ ಸಂಪನ್ಮೂಲಗಳಲ್ಲಿ ಇದು ಹೇರಳವಾಗಿ ಹರಡಿವೆ. ಅಲ್ಲದೆ ಕೆಲವು ಕಲ್ಲಿದ್ದಲುಗಳಲ್ಲೂ ಸೇರಿರುತ್ತದೆ. ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚು ಗಾಲಿಯಂ ಯುಕ್ತವಾದ ಖನಿಜವೆಂದರೆ ಜರ್ಮನೈಟು. ಇದು ಸತು-ತಾಮ್ರ-ಆರ್ಸೆನಿಕ್-ಜರ್ಮೇನಿಯಂ ಸಲ್ಫೈಡುಗಳ ಯುಗ್ಮಲವಣ. ಇದರಲ್ಲಿ ಶೇ 0.1-0.8ರ ವರೆಗೆ ಗಾಲಿಯಂ ಉಂಟು. ಆದರೆ ಈ ಖನಿಜ ಬಲು ವಿರಳ. ಆದ್ದರಿಂದ ಇದು ಗಾಲಿಯಮಿನ ಆಕರವಾಗುವುದು ಅವ್ಯಾವಹಾರಿಕ. ಅಮೆರಿಕದ ಕೆಲವು ಸತುವಿನ ಅದುರುಗಳು ಶೇ 0.02ರಷ್ಟು ಗಾಲಿಯಮನ್ನು ಪಡೆದಿದೆ. ಬಾಕ್ಸೈಟು ಮತ್ತು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಮಿನ ಇತರ ಅದುರುಗಳಲ್ಲಿ ಶೇ 0.001-0.01ರಷ್ಟು ಗಾಲಿಯಂ ಉಂಟು. ಇವುಗಳಿಂದ ಮುಖ್ಯವಸ್ತುಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸುವಾಗ ಗಾಲಿಯಂ ಕೆಲವು ಉಪೋತ್ಪನ್ನಗಳಲ್ಲಿ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗುತ್ತದೆ. ಇಂಥ ಉಪೋತ್ಪನ್ನಗಳೇ ಗಾಲಿಯಮಿನ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಆಕರಗಳು. ಸತುವಿನ ಹೊಗೆಗಂಡಿ ದೂಳುಗಳಿಂದ. ವಿದ್ಯುದ್ವಿಶ್ಲೇಷಿತ ಸತುವಿನ ದ್ರಾವಣಗಳ ಶೇಷವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಮತ್ತು ಬೇಯರನ ಅಲ್ಯೂಮಿನದ ಶೇಷವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಗಾಲಿಯಮನ್ನು ಸೋಡಿಯಂ ಗ್ಯಾಲೇಟಾಗಿ ಕ್ಲಿಷ್ಟ ವಿಧಾನಗಳಿಂದ ತಯಾರಿಸುತ್ತಾರೆ. ಸೋಡಿಯಂ ಗ್ಯಾಲೇಟಿನ ದ್ರಾವಣವನ್ನು 30º ಸೆಂ.ಗಿಂತಲೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜಿಸಿ ಲೋಹವನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತಾರೆ. ಗಾಲಿಯಮಿನ ವಾರ್ಷಿಕ ಉತ್ಪಾದನೆ ಸುಮಾರು 200 ಪೌಂಡುಗಳು. ಅಷ್ಟೇ ಅದರ ಬಳಕೆಯೂ ಉಂಟು. ವಿನೂತನ ಉಪಯೋಗಗಳಿಗೆ ಬೇಕಾದರೆ ಈ ಲೋಹವನ್ನು ವರ್ಷಕ್ಕೆ 20 ಟನ್ನಿನಷ್ಟು ಕೂಡ ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸಾಧ್ಯ. ಇಂಗ್ಲೆಂಡಿನ ಸತುವಿನ ಹೊಗೆಗಂಡಿ ದೂಳುಗಳಿಂದ ಗಾಲಿಯಮನ್ನು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಮೊತ್ತದಲ್ಲಿ ತಯಾರಿಸುತ್ತಾರೆ. ದೂಳುಗಳನ್ನು ಸೋಡಿಯಂ ಕಾರ್ಬೊನೇಟ್, ಸುಣ್ಣ, ಇದ್ದಲು ತಾಮ್ರದ ಆಕ್ಸೈಡುಗಳೊಂದಿಗೆ ದ್ರವಿಸುತ್ತಾರೆ. ಹೆಚ್ಚು ಪಾಲು ಜರ್ಮೇನಿಯಂ ಮತ್ತು ಗಾಲಿಯಂ ಹೊಂದಿರುವ ಲೋಹಮಿಶ್ರಣ ಒಂದು ಗೋಲಿಯ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವುದು. ಅದು ಕಿಟ್ಟದ ಕೆಳಭಾಗದಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಿರುವುದು. ಅದನ್ನು ಫೆರಿಕ್ ಕ್ಲೋರೈಡಿನ ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ವಿಲಂಬಿಸಿ, ಕ್ಲೋರಿನನ್ನು ಹಾಯಿಸಿ, ಕ್ಲೋರೈಡ್ನ್ನು ಟ್ರೈಕ್ಲೋರೈಡನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತಾರೆ ಮತ್ತು ಆಸವಿಸಿ ಗಾಲಿಯಂ ಕ್ಲೋರೈಡನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸುತ್ತಾರೆ. ತಾಮ್ರಲವಣಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಒತ್ತರಿಸಬಹುದಾದ ಇತರ ಲೋಹಗಳನ್ನು ಒತ್ತರಿಸುವುದರಿಂದಲೂ ಕಬ್ಬಿಣವನ್ನು ಫೆರಸ್ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಅಪಕರ್ಷಿಸುವುದರಿಂದಲೂ ಶೇಷದ್ರಾವಣವನ್ನು ಇನ್ನಷ್ಟು ಶುದ್ಧೀಕರಿಸಬಹುದು. ಈಥರನ್ನು ಸೇರಿಸಿ ಗಾಲಿಯಂ ಕ್ಲೋರೈಡನ್ನು ಸಂಸ್ಕರಿಸಿ ಬಂದ ಸಾಂದ್ರವಾದ ದ್ರವ್ಯವನ್ನು ಆಸವಿಸಿ ಈಥರನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯುತ್ತಾರೆ. ಹೀಗೆ ಪಡೆದ ಶುದ್ಧ ಗಾಲಿಯಂ ಟ್ರೈಕ್ಲೋರೈಡಿನಿಂದ ಲೋಹವನ್ನು ತಯಾರಿಸುತ್ತಾರೆ.

ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಲ್ಲಿ ಗಾಲಿಯಂ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಮನ್ನು ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಹೋಲುವುದು ತೇವವಾದ ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿಟ್ಟಾಗ ಲೋಹದ ಮೈಮೇಲೆ ಅದರ ಆಕ್ಸೈಡಿನ ರಕ್ಷಾಕವಚ ಏರ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಕೆಂಗಾವಿಯಲ್ಲಿಯೂ ಇದು ಆಕ್ಸಿಜನ್ನಿನೊಡನೆ ವರ್ತಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಇನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ಆಕ್ಸೈಡಾಗುವುದು. ನೀರನ್ನು 100º ಸೆಂ.ನಲ್ಲೂ ಇದು ವಿಭಜಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಖನಿಜಾಮ್ಲಗಳು ಸಾವಕಾಶವಾಗಿ ಲೋಹದ ಮೇಲೆ ವರ್ತಿಸುವುವು. ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಮಿನಂತೆ ನೈಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲದಲ್ಲಿ ಇದೂ ನಿಷ್ಪಟು ವಾಗುವುದು. ಬಿಸಿ ನೈಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲದೊಡನೆ ಗಾಲಿಯಂ ನೈಟ್ರೇಟಾಗುವುದು. ಇದು ಉಭಯವರ್ತಿ (ಆಂಫೊಟೆರಿಕ್). ಕಾಸ್ಟಿಕ್ ಕ್ಷಾರಗಳ ಸಾರಯುತ ದ್ರಾವಣಗಳೊಡನೆ ಕುದಿಸಿದಾಗ ದ್ರಾವ್ಯವಾದ ಆಯಾ ಗ್ಯಾಲೇಟುಗಳು ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೊಜನ್ ಉಂಟಾಗುತ್ತವೆ. ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಮಿನಂತೆ ಗಾಲಿಯಂ ಹ್ಯಾಲೊಜನ್ನುಗಳೊಡನೆ ವರ್ತಿಸಿ ಟ್ರೈಹ್ಯಾಲೈಡುಗಳನ್ನು ಕೊಡುವುದು. ಅಮೋನಿಯದೊಂದಿಗೆ 900º-100º ಸೆಂ. ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ವರ್ತಿಸಿ ಗಾಲಿಯಂ ನೈಟ್ರೈಡಾಗುವುದು. ತನ್ನ ಸಮಸ್ತ ಸಂಯುಕ್ತಗಳಲ್ಲೂ ಗಾಲಿಯಂ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ತ್ರಿವೇಲೆನ್ಸೀಯ. ಆದರೆ ದ್ವಿವೇಲೆನ್ಸೀಯ ಸಂಯುಕ್ತಗಳೂ ಇವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಗ್ಯಾಲಸ್ ಹ್ಯಾಲೈಡುಗಳು, ಸಲ್ಫೈಡು ಮತ್ತು ಆಕ್ಸೈಡು. ಗಾಲಿಯಂ ಸಲ್ಫೈಡ್ ಉಚಿ2S ಮತ್ತು ಸೆಲಿನೈಡ್ ಉಚಿ3Se ಇವನ್ನು ಬಿಟ್ಟರೆ ಅದರ ಏಕವೇಲೆನ್ಸೀಯ ಸಂಯುಕ್ತಗಳು ಬಹುಶಃ ಇರಲಾರವು.

ಗಾಲಿಯಮಿನ ಅಸಾಮಾನ್ಯ ಗುಣಗಳು ಅದರ ಉಪಯೋಗಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಕುತೂಹಲ ಕೆರಳಿಸಿವೆ. ಆದರೂ ಅದು ಇನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಳಕೆಗೆ ಬರಬೇಕಾಗಿದೆ. ಗಾಲಿಯಂ ಕಡಿಮೆ ಆವಿಯೊತ್ತಡ ಮತ್ತು ಅತಿ ಹೆಚ್ಚು ಕುದಿಯುವ ಉಷ್ಣತೆ ಪಡೆದಿರುವುದರಿಂದ ಕ್ವಾಟ್ರ್ಜ ಕೊಳವೆಗಳಲ್ಲಿ ಅದನ್ನು ತುಂಬಿ ಅಧಿಕ ಉಷ್ಣತೆಗಳಲ್ಲಿ ಉಪಯೋಗಿಸುವ ಉಷ್ಣತಾಮಾಪಕಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸುತ್ತಾರೆ. ಗಾಲಿಯಂ ಸಲ್ಫೈಡಿನಂಥ ಅರೆವಿದ್ಯುದ್ವಾಹಿಗಳ ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಯುರೇನಿಯಮಿನ ರೋಹಿತಲೇಖಿ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯಲ್ಲಿ ಇದರ ಸದ್ಯದ ಉಪಯೋಗ ಉಂಟು. ದ್ಯುತಿ ಕನ್ನಡಿಗಳ ಹಿಂಬದಿಗೆ ಹಚ್ಚಲು, ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣತೆಗಳಲ್ಲಿ ದ್ರವಮುದ್ರಿಕೆಯ ಲೋಹವಾಗಿ ಮತ್ತು ಅತಿನೇರಳೆ ದೀಪಗಳಲ್ಲಿ ಪಾದರಸದ ಬದಲಾಗಿ ಗಾಲಿಯಮನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸುವ ಸಾಧ್ಯ ಉಂಟು. ಇದರಿಂದ ಉಚಿU3 ರಂಥ ಅಧಿವಿದ್ಯುದ್ವಾಹಿಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಬಹುದು. ಗಾಲಿಯಂ ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣತೆಯ ಬೆಸುಗೆ ಪದಾರ್ಥ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣತೆಯ ಕೀಲೆಣ್ಣೆ. ಫ್ರೆಡಲ್-ಕ್ರಾಫ್್ಟನ್ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಗಾಲಿಯಂ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಕ್ಲೋರೈಡಿಗಿಂತ ಉಪಯುಕ್ತ ವೇಗವರ್ಧಕ ಎಲುಬಿನ ಕ್ಯಾನ್ಸರಿನ ನಿರ್ಣಯ ಮತ್ತು ಚಿಕಿತ್ಸೆಗಳಲ್ಲಿ ಐಸೊಟೋಪನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸುವರು. ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ಕ್ರಿಯಾಕಾರಿಗಳಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣವಿನಿಮಯ ಮಧ್ಯವರ್ತಿ ಯಾಗಿ ಗಾಲಿಯಮನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಬಹುದು. ಆದರೆ ಗಾಲಿಯಂ ತುಕ್ಕು ಹಿಡಿಯುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣತೆಗಳಲ್ಲಿ ಟಂಗಸ್ಟನ್ ಮತ್ತು ಟ್ಯಾಂಟಲಂ ವಿನಾ ಎಲ್ಲ ಲೋಹಗಳ ಮೇಲೂ ಅದರ ಪ್ರಭಾವವಿದೆ. ಅದಕ್ಕಾಗಿಯೇ ಅದರ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸುವ ಬಗ್ಗೆ ಸಾಕಷ್ಟು ಅಧ್ಯಯನ ನಡೆದಿದೆ.