Gálio

 Nota: Se procura o senador romano descrito na Bíblia, veja Lúcio Júnio Gálio Aneano.

 Nota: Não confundir com Galho , nem com Gallio , nem com galo.

Gálio é um elemento químico de símbolo Ga, de número atômico 31 (31 prótons e 31 elétrons) e massa atómica igual a 69,7 u. É um metal pertencente ao grupo 13 (anteriormente denominado IIIA) da classificação periódica dos elementos. A temperaturas um pouco mais altas do que a temperatura ambiente encontra-se no estado líquido.

Gálio
Zinco ← Gálio → Germânio Al     31 Ga                                                                                                                                                                                                                                           ↑ Ga ↓ In Tabela completa • Tabela estendida
Aparência
branco prateado Cristais de Gálio de pureza 99,999%.
Informações gerais
Nome, símbolo, número	Gálio, Ga, 31
Série química	Metais representativos
Grupo, período, bloco	13, 4, p
Densidade, dureza	5904 kg/m3, 1,5
Número CAS
Número EINECS
Propriedade atómicas
Massa atómica	69,723 u
Raio atómico (calculado)	135 pm
Raio covalente	122±3 pm
Raio de Van der Waals	187 pm
Configuração electrónica	[Ar] 4s2 3d10 4p1
Elétrons (por nível de energia)	2, 8, 18, 3 (ver imagem)
Estado(s) de oxidação	3, 2, 1 (óxido anfótero)
Óxido
Estrutura cristalina	ortorrômbico
Propriedades físicas
Estado da matéria	sólido
Ponto de fusão	302,9146 K
Ponto de ebulição	2477 K
Entalpia de fusão	5,59 kJ/mol
Entalpia de vaporização	254 kJ/mol
Temperatura crítica	K
Pressão crítica	Pa
Volume molar	11,80×10-6 m3/mol
Pressão de vapor	1 Pa a 1310 K
Velocidade do som	2740 m/s a 20 °C
Classe magnética
Susceptibilidade magnética
Permeabilidade magnética
Temperatura de Curie	K
Diversos
Eletronegatividade (Pauling)	1,81
Calor específico	J/(kg·K)
Condutividade elétrica	S/m
Condutividade térmica	40,6 W/(m·K)
1.º Potencial de ionização	578,8 kJ/mol
2.º Potencial de ionização	1979,3 kJ/mol
3.º Potencial de ionização	2963 kJ/mol
4.º Potencial de ionização	6180 kJ/mol
5.º Potencial de ionização	kJ/mol
6.º Potencial de ionização	kJ/mol
7.º Potencial de ionização	kJ/mol
8.º Potencial de ionização	kJ/mol
9.º Potencial de ionização	kJ/mol
10.º Potencial de ionização	kJ/mol
Isótopos mais estáveis
iso AN Meia-vida MD Ed PD MeV 69Ga 60,11% estável com 38 neutrões 71Ga 39,89% estável com 40 neutrões
Unidades do SI & CNTP, salvo indicação contrária.
v d e

Foi descoberto em 1875 por Lecoq de Boisbaudran. Na forma metálica é utilizado para a produção de espelhos, ligas metálicas de baixos pontos de fusão e termômetros. O seu composto arsenieto de gálio é empregado na produção de circuitos integrados e diodos.

Características principais

O gálio é um metal mole, grisáceo no estado líquido e prateado brilhante ao solidificar. Quando sólido desagrega a baixas temperaturas pois funde ao redor da temperatura ambiente (como o césio, mercúrio e rubídio), inclusive quando colocado nas mãos, devido ao seu baixo ponto de fusão (28,76 °C). A faixa de temperatura na qual permanece no estado líquido é um dos mais altos entre os metais (2 174 °C separam seus pontos de fusão e ebulição) e sua pressão de vapor é baixa mesmo a altas temperaturas. O gálio se expande aproximadamente 3,1% ao solidificar e flutua no seu líquido do mesmo modo que o gelo na água. É considerado o único(adicionar evidências científicas) metal encontrado em árvores, exclusivamente a espécie Flor Cadáver (Amorphophallus titanum) - as árvores possuem ferro (citocromo P450), cobre, cobalto e manganês em enzimas essenciais.

Apresenta uma forte tendência a permanecer no estado líquido abaixo do seu ponto de fusão, sendo necessário um grão (pequeno sólido adicionado ao líquido) para ocorrer a solidificação. A cristalização não produz nenhuma das estruturas cristalinas simples. A fase estável nas condições normais é ortorrômbica com 8 átomos em cada célula unitária, na qual cada átomo apresenta um único átomo na vizinhança a uma distância de 2,44 Å, e com demais seis a 2,83 Å. Nesta estrutura a ligação química formada entre os átomos mais próximos é do tipo covalente sendo a molécula Ga₂ a que realmente forma o retículo cristalino.

Em outras condições de pressão e temperatura se tem encontrado numerosas fases estáveis e metaestáveis diferentes.

O gálio corrói outros metais quando se difunde em suas redes cristalinas^{[carece de fontes?]}.

Aplicações

A principal aplicação do gálio, na forma de arsenieto de gálio, é na construção de circuitos integrados e dispositivos optoeletrônicos como diodos de laser e diodos LED.

• Devido ao seu intenso aspecto prateado brilhante e a capacidade de impregnar superfícies de vidro e porcelana é utilizado na construção de espelhos.
• Emprega-se para dopar materiais semicondutores e construir dispositivos diversos como transístores
• Em termômetros de alta temperatura por seu baixo ponto de fusão, que o mantém em estado líquido, e seu alto ponto de ebulição, que lhe permite medir elevadas temperaturas.
• O gálio forma facilmente ligas metálicas com a maioria dos metais produzindo ligas de baixos pontos de fusão.
• O isótopo radioactivo Ga-67 é empregado em medicina nuclear como análogo fisiológico do ion Ferro 3+.
• Descobriu-se recentemente que ligas de gálio-alumínio em contato com água produzem uma reação química dando como resultado hidrogênio, por impedir a formação de camada protetora (passivadora) de óxido de alumínio e fazendo o alumínio se comportar similarmente a um metal alcalino como o sódio ou o potássio.^[1][2] Tal propriedade é pesquisada como fonte de hidrogênio para motores, em substituição aos derivados de petróleo e outros combustíveis de motores de combustão interna.
• Devido ao gálio apresentar várias propriedades fisico-químicas semelhantes ao elemento químico ferro, ele possui também diversos efeitos terapêuticos, como atividades antimicrobianas, antitumorais e anti-inflamatórias.^[3][4][5][6]

História

O gálio (do latim Gallia, França), foi descoberto através da espectroscopia por Lecoq de Boisbaudran em 1875 por seu espectro característico (duas linhas no ultravioleta) ao examinar uma blenda de zinco procedente dos Pirenéus. No mesmo ano foi isolado pelo próprio Lecoq através do processo de eletrólise do hidróxido numa solução de hidróxido de potássio (KOH) dando ao novo elemento o nome do seu país natal: Gallia. Como era do gosto dos cientistas dos finais do século XIX, O descobridor utilizou um jogo de palavras com seu próprio nome para nomear o elemento: gallus significa galo, coq em francês.

Antes da descoberta da maioria das propriedades do elemento, estas já haviam sido previstas e descritas por Mendeleyev — que o chamou de eka-aluminio — baseando-se na posição que este elemento deveria ocupar na tabela periódica.

Abundância e obtenção

Traços do metal têm sido encontrados em minerais como a bauxita, carvão, diáspora, germanita e esfalerita, e como subproduto em processos de obtenção de vários metais.

Isótopos

Em medicina nuclear se emprega o gálio como elemento traçador (escâner de gálio) para o diagnóstico de enfermidades inflamatórias ou infecciosas ativas, tumores e abcessos devido ao seu acumulo nos tecidos que apresentam estas patologias. O isótopo Ga-67 é injetado na corrente sanguínea através de uma veia do braço na forma de citrato de gálio. O escaneamento é feito 48 horas após a sua aplicação para dar tempo que este se acumule nos tecidos afetados. Posteriormente ocorre a sua eliminação pela urina e fezes. A exposição a radiação do gálio é inferior a de outros procedimentos como o raio X ou Tomografia computadorizada (TAC).

Precauções

Devido a expansão ao solidificar, o gálio líquido não deve ser armazenado em recipientes rígidos como metálicos ou vidro. Pelo mesmo motivo o recipiente não pode ser completamente preenchido com gálio líquido.

Referências

1. «Purdue Energy Center symposium to pave the road to a hydrogen economy» (Nota de imprensa). Purdue University. 10 de abril de 2007
2. «New process generates hydrogen from aluminum alloy to run engines, fuel cells». PhysOrg.com. 16 de maio de 2007. Consultado em 30 de março de 2019
3. Chitambar, Christopher R (junho de 2012). «Gallium-containing anticancer compounds». Future Medicinal Chemistry (em inglês). 4 (10): 1257–1272. ISSN 1756-8919. PMC 3574811. PMID 22800370. doi:10.4155/fmc.12.69
4. de Albuquerque Wanderley Sales, Victor; Timóteo, Taysa Renata Ribeiro; da Silva, Natália Millena; de Melo, Camila Gomes; Ferreira, Aline Silva; de Oliveira, Marcos Victor Gregório; de Oliveira Silva, Emerson; dos Santos Mendes, Larissa Morgana; Rolim, Larissa Araújo (25 de maio de 2020). «A systematic review of the anti-inflammatory effects of gallium compounds». Current Medicinal Chemistry (em inglês). 27. doi:10.2174/0929867327666200525160556
5. Taysa Renata Ribeiro Timóteo; Victor de Albuquerque Wanderley Sales; André Luiz Moreira Domingues de Sousa; Marcos Victor Gregório de Oliveira; Camila Gomes de Melo; Emerson de Oliveira Silva; Aline Silva Ferreira; Rosali Maria Ferreira da Silva; Larissa Araújo Rolim; Pedro José Rolim Neto (2 de fevereiro de 2020). «THERAPEUTIC APPLICATIONS OF GALLIUM COMPOUNDS». doi:10.5281/zenodo.3633895
6. Sales, Victor de Albuquerque Wanderley; Timóteo, Taysa Renata Ribeiro; Portela, Rafael de Paula; Souza, Myla Lôbo de; Silva, Aline Ferreira da; Oliveira, Marcos Victor Gregório de; Erhardt, Manuela Carine Cavalcante; Erhardt, Maria Clara Cavalcante; Silva, Laysa Creusa Paes Barreto Barros (27 de abril de 2020). «EFEITOS ANTICÂNCER DOS COMPOSTOS DE GÁLIO: UMA REVISÃO SISTEMÁTICA SOBRE ESTUDOS IN VIVO». Atena Editora: 70–78. ISBN 978-65-5706-022-3. doi:10.22533/at.ed.2232027047

• «Enciclopedia Libre» (em espanhol)
• «Los Alamos National Laboratory - Gallium» (em inglês)

Ligações externas

Commons

O Commons possui imagens e outros ficheiros sobre Gálio

• «WebElements.com - Gallium» (em inglês)
• «EnvironmentalChemistry.com - Gallium» (em inglês)
• «Gálio - vídeos e imagens»

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