Galyum

Galyum, ₃₁Ga

%99,999 saflıktaki galyum kristalleri
Görünüş	gümüşî mavi
Standart atom ağırlığı Ar, std(Ga)	69,723(1)
Periyodik tablodaki yeri
Hidrojen Helyum Lityum Berilyum Bor Karbon Azot Oksijen Flor Neon Sodyum Magnezyum Alüminyum Silisyum Fosfor Kükürt Klor Argon Potasyum Kalsiyum Skandiyum Titanyum Vanadyum Krom Manganez Demir Kobalt Nikel Bakır Çinko Galyum Germanyum Arsenik Selenyum Brom Kripton Rubidyum Stronsiyum İtriyum Zirkonyum Niyobyum Molibden Teknesyum Rutenyum Rodyum Paladyum Gümüş Kadmiyum İndiyum Kalay Antimon Tellür İyot Ksenon Sezyum Baryum Lantan Seryum Praseodim Neodimyum Prometyum Samaryum Evropiyum Gadolinyum Terbiyum Disprozyum Holmiyum Erbiyum Tulyum İterbiyum Lutesyum Hafniyum Tantal Tungsten Renyum Osmiyum İridyum Platin Altın Cıva Talyum Kurşun Bizmut Polonyum Astatin Radon Fransiyum Radyum Aktinyum Toryum Protaktinyum Uranyum Neptünyum Plütonyum Amerikyum Küriyum Berkelyum Kaliforniyum Aynştaynyum Fermiyum Mendelevyum Nobelyum Lavrensiyum Rutherfordyum Dubniyum Seaborgiyum Bohriyum Hassiyum Meitneriyum Darmstadtiyum Röntgenyum Kopernikyum Nihoniyum Flerovyum Moskovyum Livermoryum Tennesin Oganesson Al ↑ Ga ↓ İn çinko ← galyum → germanyum
Atom numarası (Z)	31
Grup	13. grup (bor grubu)
Periyot	4. periyot
Blok	p bloku
Elektron dağılımı	[Ar] 3d10 4s2 4p1
Kabuk başına elektron	2, 8, 18, 3
Fiziksel özellikler
Faz (SSB'de)	Katı
Erime noktası	302,9146 K ​(29,7646 °C, ​85,5763 °F)
Kaynama noktası	2673 K (2400 °C; 4352 °F)
Yoğunluk (SSB'de)	5,91 g/L
sıvıyken (en'de)	6,095 g/cm3
Erime entalpisi	5,59 kJ/mol
Buharlaşma entalpisi	256 kJ/mol
Molar ısı kapasitesi	25,86 J/(mol·K)
Buhar basıncı P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k T (K) 1310 1448 1620 1838 2125 2518
Atom özellikleri
Yükseltgenme durumları	-5, -4, -3, -2, -1, +1, +2, +3 (amfoter oksit)
Elektronegatiflik	Pauling ölçeği: 1,81
İyonlaşma enerjileri	1.: 578,8 kJ/mol 2.: 1979,3 kJ/mol 3.: 2963 kJ/mol (daha fazla)
Atom yarıçapı	Deneysel: 135 pm
Kovalent yarıçapı	122±3 pm
Van der Waals yarıçapı	187 pm
Elementin spektrum çizgileri
Diğer özellikleri
Kristal yapı	​Ortorombik
Ses hızı çubukta	2740 m/s (20 °C'de)
Isı iletkenliği	40,6 W/(m·K)
Isı geçirgenliği	18 mm2/s (300 K'de)
Elektrik direnci	270 Ω·m (20 °C'de)
Manyetik düzen	Diyamanyetik
Manyetik alınganlık	-21,6×10-6 cm3/mol (290 K'de)
Young modülü	9,8 GPa
Poisson oranı	0,47
Mohs sertliği	1,5
Brinell sertliği	56,8-68,7 MPa
CAS Numarası	7440-55-3
Tarihi
Adını aldığı	Latincede Fransa anlamına gelen Gallia
Öngörü	Dmitri Mendeleyev (1871)
Keşif ve ilk izolasyon	Lecoq de Boisbaudran (1875)
Ana izotopları
İzotop Bolluk Yarı ömür (t1/2) Bozunma türü Ürün 66Ga yap 9,5 sa β+ 66Zn 67Ga yap 3,3 g ε 67Zn 68Ga yap 1,2 sa β+ 68Zn 69Ga %60,11 kararlı 70Ga yap 21 dk β- 70Ge ε 70Zn 71Ga 39.89% kararlı 72Ga yap 14,1 sa β- 72Ge 73Ga yap 4,9 sa β- 73Ge

Galyum, simgesi Ga ve atom numarası 31 olan kimyasal elementtir. Periyodik tablonun 13. grubunda yer alan yumuşak, gümüşü beyaz renkli bir metaldir. 29,7646 °C'lik düşük erime noktası nedeniyle insan elinin sıcaklığında eriyebilir. Doğada serbest hâlde bulunmaz; başta boksit ve sfalerit olmak üzere çeşitli minerallerde eser miktarda bulunur. Ticari galyum büyük ölçüde boksitin işlenmesi sırasında yan ürün olarak elde edilir.

Özellikleri

Galyum oda sıcaklığında katıdır ancak erime noktası çoğu metalinkinden çok daha düşüktür. Metallerin çoğuyla alaşım oluşturabilir ve özellikle düşük erime noktalı alaşımların hazırlanmasında kullanılabilir. Doğal galyum başlıca iki izotoptan oluşur: ⁶⁹Ga yaklaşık %60,1, ⁷¹Ga ise yaklaşık %39,9 oranında bulunur.

Galyum, yerkabuğunda bağımsız ve ekonomik olarak işletilebilecek zengin yataklar oluşturmak yerine çoğunlukla başka elementlerin mineralleri içerisinde dağınık olarak bulunur. Boksit yataklarındaki alüminyum minerallerinde ve çinko cevherlerinden sfaleritte küçük miktarlarda bulunabilir.

Tarihçe

Galyumun varlığı, element keşfedilmeden önce Dmitri Mendeleyev tarafından periyodik tablodaki bir boşluktan hareketle öngörüldü. Mendeleyev bu bilinmeyen elementi eka-alüminyum olarak adlandırdı. Fransız kimyager Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran, 1875'te çinko sülfür cevherinden elde ettiği bir örneğin tayfında daha önce bilinmeyen mor bir çizgi gözlemleyerek galyumu keşfetti.

Elementin adı, Fransa'nın Latince adı olan Galliadan türetilmiştir. Adın ayrıca Boisbaudran'ın soyadıyla bağlantılı bir kelime oyunu içerdiği de ileri sürülmüştür: Fransızca le coq "horoz" anlamına gelirken bunun Latince karşılığı gallustur.

Uygulamalar

Galyumun en önemli uygulama alanı yarı iletken teknolojisidir. Galyumun galyum arsenür (GaAs) ve galyum nitrür (GaN) gibi bileşikleri, entegre devrelerin ve optoelektronik aygıtların üretiminde kullanılır. Galyum arsenür; yüksek frekanslı elektronik devrelerde, ışık yayan diyotlarda (LED), lazer diyotlarda, fotodedektörlerde ve yüksek verimli güneş hücrelerinde kullanılır. Galyum nitrür ise özellikle güç elektroniği, radyo frekansı uygulamaları ve mavi ile yeşil LED'lerin üretiminde önem taşır.

Metal galyum ve galyum esaslı alaşımlar düşük erime noktalarından dolayı bazı özel termometrelerde ve ısı transferi uygulamalarında kullanılabilir. Galyum bileşikleri ayrıca fotovoltaik sistemler ve çeşitli elektronik ve optoelektronik aygıtların üretiminde kullanılır.

Stratejik önem

Galyum, modern yarı iletkenlerin yanı sıra enerji, telekomünikasyon ve savunma teknolojilerinde kullanılan bileşikleri nedeniyle stratejik öneme sahip bir ham madde olarak değerlendirilir. Avrupa Birliği, 2024 tarihli Kritik Ham Maddeler Yasası kapsamında galyumu hem kritik ham maddeler hem de stratejik ham maddeler arasında sınıflandırmıştır.

Galyum tedarikinin az sayıda üretici ülkede yoğunlaşması da stratejik önemini artırmaktadır. Uluslararası Enerji Ajansına göre 2026 itibarıyla Çin, küresel rafine galyum arzının %90'dan fazlasını sağlamaktadır. Galyum ayrıca çoğunlukla alüminyum ve çinko üretiminin yan ürünü olarak elde edildiğinden üretiminin talep veya fiyat değişikliklerine karşı kısa sürede artırılması güçtür. Ajans bu nedenlerle galyumu tedarik kesintilerine karşı en yüksek risk grubundaki stratejik mineraller arasında değerlendirmektedir.

Ayrıca bakınız

• Organogalyum kimyası

Kaynakça