Mostra la font per a Gal·li

{{polisèmia|Gal·li (desambiguació)}}
{{Gal·li}}
El '''gal·li''' és l'[[element químic]] de símbol '''Ga''' i [[nombre atòmic]] 31. Pertany al 4t període de la [[taula periòdica]] i al grup 13. La seva existència i propietats foren predites el 1869 pel químic rus [[Dmitri Mendeléiev|Dmitri I. Mendeléiev]] sobre la base del seu descobriment de la [[Taula periòdica|llei periòdica]]. Fou el primer element a ser descobert entre els elements dels quals s'havia predit l'existència. El descobridor fou el francès [[Paul Émile Lecoq de Boisbaudran]] mitjançant [[espectroscòpia atòmica]] el 1875,<ref>{{ref-llibre|cognom=Scerri|nom=Eric|títol=The Periodic Table: Its Story and Its Significance|editorial=[[Oxford University Press]]|any=2020|isbn=978-0-19-091436-3|pàgines=149}}</ref> el qual l'anomenà gal·li en honor de [[França]], que ocupa la major part de la regió que els antics romans coneixien com a Gàl·lia. És un metall tou, grisenc en estat líquid i [[Argentat (color)|argentat]] brillant al sodificar. Es pot arribar a fondre a temperatura ambient perquè la seva temperatura de fusió és de només 28,76 °C 

El gal·li s'utilitza principalment en [[electrònica]]. L'[[arsenur de gal·li]], el [[compost químic]] primari del gal·li en [[electrònica]], s'utilitza en circuits de [[microones]], circuits de commutació d'alta velocitat i circuits infrarojos. El nitrur de gal·li semiconductor i el [[nitrur de gal·li]] produeixen [[díode emissor de llum|díodes emissors de llum]] (LED) blaus i violetes i [[díode làser|làsers de díodes]]. El gal·li també s'utilitza en la producció de granat de gal·li gadolini artificial per a joies. El gal·li és considerat un [[Elements de criticitat tecnològica|element tecnològic crític]] per la [[United States National Library of Medicine|Biblioteca Nacional de Medicina dels Estats Units]] i l'editorial Frontiers.<ref>{{ref-publicació|cognom1=Cobelo-García|nom1=A.|cognom2=Filella|nom2=M.|cognom3=Croot|nom3=P.|cognom4=Frazzoli|nom4=C.|cognom5=Du Laing|nom5=G.|cognom6=Ospina-Alvarez|nom6=N.|cognom7=Rauch|nom7=S.|cognom8=Salaun|nom8=P.|cognom9=Schäfer|nom9=J.|last10=Zimmermann|first10=S.|data=2015|títol=COST action TD1407: network on technology-critical elements (NOTICE)—from environmental processes to human health threats|publicació=Environmental Science and Pollution Research International|volum=22|exemplar=19|pàgines=15188–15194|doi=10.1007/s11356-015-5221-0|issn=0944-1344|pmc=4592495|pmid=26286804}}</ref><ref>{{ref-publicació|cognom1=Romero-Freire|nom1=Ana|cognom2=Santos-Echeandía|nom2=Juan|cognom3=Neira|nom3=Patricia|cognom4=Cobelo-García|nom4=Antonio|data=2019|títol=Less-Studied Technology-Critical Elements (Nb, Ta, Ga, In, Ge, Te) in the Marine Environment: Review on Their Concentrations in Water and Organisms|publicació=Frontiers in Marine Science|volum=6|llengua=anglès|doi=10.3389/fmars.2019.00532|issn=2296-7745|doi-access=free}}</ref>

El gal·li no té un paper natural conegut en biologia. El gal·li (III) es comporta de manera similar a les sals fèrriques en sistemes biològics i s'ha utilitzat en algunes aplicacions mèdiques, com ara productes farmacèutics i radiofàrmacs.

== Història ==
[[Fitxer:1861. Портрет Д.И. Менделеева.jpg|esquerra|miniatura|Fotografia de Mendeléiev el 1861]]
Abans del seu descobriment la majoria de les seves propietats foren correctament predites i descrites el 1869 pel químic rus [[Dmitri Mendeléiev|Dmitri I. Mendeléiev]] (1834-1907) —que l'anomenà ''eka-alumini'', que significa sota l'[[alumini]]— basant-se en la posició que havia d'ocupar l'element en la [[taula periòdica]] que havia dissenyat Mendeléiev. Fou descobert per mitjà d'[[espectroscòpia atòmica]] pel químic francès [[Paul Émile Lecoq de Boisbaudran|Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran]] (1838-1912) el [[1875]] pel seu característic [[espectre electromagnètic|espectre]] (dues línies [[ultraviolat|ultraviolades]]) en examinar una [[blenda]] de zinc procedent de la mina Pierrefitte, ubicada a la vall d'[[Argilèrs]] al departament dels [[Alts Pirineus]].<ref>{{Ref-publicació|cognom=Lecoq de Boisbaudran|nom=P.E.|article=Caractères chimiques et spectroscopiques d'un nouveau métal, la Gallium, découvert dans une blende de la mine Pierrefitte, vallée d'Argelès (Pyrénées)|publicació=Comptes Rendus|url=https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3038w/f490.item.zoom|data=1875|pàgines=493-495}}</ref> Aquest mateix any l'aïllà per [[electròlisi]] de l'hidròxid en una solució d'[[hidròxid de potassi]] i li donà el nom gal·li, del llatí ''Gallia'', el nom amb el qual coneixien els antics romans al territori de l'actual França.<ref name=:2>{{Ref-publicació|cognom=Lecoq de Boisbaudran|nom=P.E.|article=Sur un nouveau métal, le gallium|publicació=Annales de chimie et de physique|url=https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k348509/f100.image.r=1877|data=1877|pàgines=100-141|volum=5<sup>ème</sup> série, X}}</ref><ref name=:0>{{Ref-llibre|títol=Nature's building blocks: an A-Z guide to the elements|url=https://www.worldcat.org/oclc/46984609|editorial=Oxford University Press|data=2001|lloc=Oxford|isbn=0-19-850341-5|cognom=Emsley, John.}}</ref> Algunes de les primeres dades experimentals de les seves propietats foren criticades per Mendeléiev, segur de la capacitat de predicció de la seva llei periòdica. La predicció era que la densitat havia de ser 5,9 g/cm³ i els resultats experimentals donaven un valor inferior, 4,3 g/cm³. Ràpidament, Mendeléiev envià una carta a la mateixa revista indicant les propietats que hauria de tenir el gal·li.<ref>{{Ref-publicació|cognom=Mendeléiev|nom=D.I.|article=Remarques à propos de la découverte du gallium|publicació=Comptes rendus|url=https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3038w/f964.item.r=mendeleef|data=1875|pàgines=969-972}}</ref> Lecoq de Boisbaudran repetí la determinació de la densitat amb una mostra més pura i obtingué un nou valor de 5,9 g/cm³, la qual cosa confirmà la validesa de la llei periòdica.<ref name=:2/><ref>{{Ref-llibre|títol=The periodic table of elements and Dmitry Mendeleyev|url=https://www.worldcat.org/oclc/868264060|lloc=Nova York|isbn=9781477718162|cognom=Bortz|nom=F.|llengua=anglès|data=2013|editorial=The Rosen Publishing Group, Inc.}}</ref> Per altra banda, alguns científics acusaren Lecoq de Boisbaudran d'haver posat gal·li pel seu nom. El seu llinatge Lecoq voldria dir ''le coq'', ''el gall'', i en llatí ''gall'' és ''gallus''. Però Lecoq de Boisbaudran sempre negà aquesta relació.<ref name=":03">{{Ref-publicació|cognom=Belsué Cuartero|nom=J.R.|article=Z = 31, galio, Ga. Un metal un tanto chovinista|publicació=An. Quím.|url=http://analesdequimica.es/wp2/numeros-anteriores/vol-115-no-2-2019/|data=2019|pàgines=93|volum=115|exemplar=2|consulta=2020-07-02|arxiuurl=https://web.archive.org/web/20200207075912/http://analesdequimica.es/wp2/numeros-anteriores/vol-115-no-2-2019/|arxiudata=2020-02-07}}</ref>

== Abundància i obtenció ==
[[Fitxer:Söhngeite-339161.jpg|esquerra|miniatura|Söhngeïta <chem>Ga(OH)3</chem>]]
Quant a l'abundància dels elements a l'[[escorça terrestre]] ocupa la posició 34, amb una concentració mitjana de 18 ppm. És present als sols i a la mar, però no a l'atmosfera.<ref name=:0/> Només s'han descrit onze minerals que contenen gal·li. Els que el contenen en major proporció, superior a l'1 % són: [[tsumgallita]] 59,93 %; [[söhngeïta]] 57,74 %; [[gal·lita]] 35,32 %; [[krieselita]] 15,10 %; i [[gal·lobeudantita]] 14,55 %.<ref>{{Ref-web|títol=Mineral Species sorted by the element Ga Gallium|url=http://webmineral.com/chem/Chem-Ga.shtml|consulta=2020-07-03}}</ref> Es troben traces del metall en [[minerals]] com la [[bauxita]], [[carbó]], [[germanita]] i [[esfalerita]] i és subproducte en els processos d'obtenció de diversos metalls.<ref name=:1/>

El principal productor mundial és la [[Xina]] amb 310 000 kg el 2019. De lluny li segueixen [[Rússia]] i [[Ucraïna]] amb 4 000 kg cadascun, i el [[Japó]] i [[Corea del Sud]] amb 3 000 kg cadascun. La major part del gal·li es produeix com a subproducte del processament de bauxita i la resta es produeix a partir de residus de processament de [[zinc]]. La bauxita conté una mitjana de 50 ppm de gal·li. Es calcula que el gal·li contingut en els recursos mundials de bauxita supera el milió de tones i una quantitat semblant podrien contenir els recursos mundials de zinc. Tanmateix, menys del 10 % del gal·li present en la bauxita i en el zinc és potencialment recuperable.<ref>{{Ref-web|títol=Gallium Statistics and Information|url=https://www.usgs.gov/centers/nmic/gallium-statistics-and-information|consulta=2020-07-03|llengua=en|editor=United States Geological Survey|data=Gener 2020}}</ref>

== Propietats ==
[[Fitxer:Gallium1_640x480.jpg|miniatura|esquerra|Cristalls de gal·li]]

=== Propietats físiques ===
El gal·li és un metall tou, grisenc en estat líquid i [[Argentat (color)|argentat]] brillant en solidificar-se, sòlid a baixes temperatures. En el punt de fusió la densitat del líquid és de 6,095 g/cm³ i la del sòlid 5,904 g/cm³. S'expandeix un 3,1 % en solidificar-se i el gal·li sòlid sura en el gal·li líquid, igual que el [[gel]] en l'[[aigua]]. Es pot arribar a fondre a temperatura ambient (com el [[cesi]], el [[mercuri (element)|mercuri]] i el [[rubidi]]) i inclús es fon quan se l'agafa amb la mà pel seu baix [[punt de fusió]] (28,76 °C). El rang de temperatura en què roman líquid és un dels més alts dels metalls (2 174 °C separen els seus punts de fusió i [[punt d'ebullició|d'ebullició]], que és de 2 204 °C) i la [[pressió de vapor]] és baixa inclús a altes temperatures. Presenta una pronunciada tendència a subrefredar-se per sota del punt de fusió (romanent encara en estat líquid), i per això és necessari un nucli (una petita quantitat del sòlid afegit al líquid) per a solidificar el líquid.<ref name=:1>{{Ref-llibre|edició=93rd edition|títol=CRC handbook of chemistry and physics|url=https://www.worldcat.org/oclc/1056711407|lloc=Boca Raton, FL|isbn=978-1-4398-8050-0|llengua=en|data=2016|editorial=CRC Press|editor=William M. Haynes}}</ref>
[[Fitxer:Gallium drops.ogv|esquerra|miniatura|Gotes de gal·li líquid]]
La [[cristal·lització]] no es produeix en cap de les [[estructures simples]]; la fase estable en [[condicions normals]] és ortoròmbica, amb 8 [[àtoms]] en cada cel·la unitària en què cada àtom només en té un altre en el veïnat més pròxim a una distància de 2,44 [[Àngstrom|Å]] i estant els altres sis a 2,83 Å. En aquesta estructura l'[[enllaç químic]] format entre els àtoms més pròxims és [[enllaç covalent|covalent]] sent la molècula Ga₂ la que realment forma l'entramat cristal·lí.

A altres pressions i temperatura s'han trobat nombroses fases estables i metaestables distintes.

=== Propietats químiques ===
[[Fitxer:Crystal-GaN.jpg|miniatura|Cristall de nitrur de gal·li <chem>GaN</chem>]]
L'[[estat d'oxidació]] més habitual del gal·li és el +3, però també presenta el +2 en alguns composts i molt rarament el +1. El gal·li provoca la [[corrosió]] d'altres metalls al [[difusió|difondre's]] en les seves [[xarxa cristal·lina|xarxes cristal·lines]]. Amb l'hidrogen forma l'hidrur de gal·li <chem>GaH3</chem>. Hi ha tres òxids de gal·li on el gal·li intervé amb números d'oxidació +1, +2 i +3. Les fórmules respectives són <chem>Ga2O</chem>, <chem>GaO</chem> i <chem>Ga2O3</chem>. Amb els halògens forma el [[Fluorur de gal·li(III)|trifluorur de gal·li]] <chem>GaF3</chem>, que pot presentar-se trihidratat <chem>GaF3*3H2O</chem>, el tetraclorur de digal·li <chem>Ga2Cl4</chem>, l'hexaclorur de digal·li <chem>Ga2Cl6</chem>, el tribromur de gal·li <chem>GaBr3</chem> i l'hexaiodur de digal·li <chem>Ga2I6</chem>. Amb el sofre forma el [[Sulfur de gal·li(II)|sulfur de gal·li]] <chem>GaS</chem> i el [[Sulfur de gal·li(III)|trisulfur de digal·li]] <chem>Ga2S3</chem>. Amb el seleni el selenur de gal·li <chem>GaSe</chem> i el triselenur de digal·li <chem>Ga2Se3</chem>. Amb el tel·lur el tel·lurur de gal·li <chem>GaTe</chem> i el tritel·lurur de digal·li <chem>Ga2Te3</chem>. Amb el nitrogen, fòsfor, arsènic i antimoni forma el [[nitrur de gal·li]] <chem>GaN</chem>,<ref>{{Ref-web|títol=WebElements Periodic Table » Gallium » compounds information|url=https://www.webelements.com/gallium/compounds.html|consulta=2020-07-05}}</ref> el fosfur de gal·li <chem>GaP</chem> l'[[arsenur de gal·li]] <chem>GaAs</chem> i l'[[Antimonur de gal·li(III)|antimonur de gal·li]] <chem>GaSb</chem>.<ref name=:1/>

De composts ternaris destaquen els compostos de gal·li(3+): l'[[Hidròxid de gal·li(III)|hidròxid de gal·li]] <chem>Ga(OH)3</chem>, el [[nitrat de gal·li]], <chem>Ga(NO3)3</chem> el clorat de gal·li—aigua(1/6) <chem>Ga(ClO4)3*6H2O</chem>, el sulfat de gal·li <chem>Ga2(SO4)3</chem> i el sulfat de gal·li—aigua(1/18) <chem>Ga2(SO4)3*18H2O</chem>.<ref name=:1/>

== Isòtops ==
{{Article principal|Isòtops del gal·li}}
Hi ha dos [[Isòtop|isòtops]] naturals, el gal·li 69, que constitueix el 60,11 % del gal·li natural, i el gal·li 71 que representa el 30,89 % restant. A més d'aquests dos s'han descrit vint-i-sis isòtops i isòmers, que van del gal·li 56 al gal·li 87, essent el gal·li 67 el que té un temps de desintegració més llarg, 3,26 dies, seguit del gal·li 72 amb 14,10 hores. Deu d'ells, del gal·li 75 al gal·li 84, són productes de la [[fissió nuclear]] de l'[[urani 235]].<ref>{{Ref-web|títol=Nudat 2|url=https://www.nndc.bnl.gov/nudat2/|consulta=2020-07-03|llengua=en|editor=National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory}}</ref>

== Aplicacions ==
=== Generació d'energia ===
[[Fitxer:CIGS_Solarzellenfolie.jpg|miniatura|Cel·la solar flexible]]
El selenur de coure, gal·li i indi o CIGS, té la fórmula <chem>Cu(InGa)Se2</chem>, és un [[semiconductor]] que s'utilitza en la fabricació de la capa fina conductora de les [[Cel·la fotovoltaica|cel·les solars]] primes; és una alternativa eficaç al silici cristal·lí. L'aliatge de gal·li amb alumini proporciona una font d'hidrogen mitjançant una reacció amb l'aigua. Aquest mètode es pot utilitzar per a fer funcionar motors i [[Pila de combustible|piles de combustible]] amb hidrogen.<ref name=":02">{{Ref-llibre|títol=Elements i recursos minerals: aplicacions i reciclatge|url=http://worldcat.org/oclc/1120317169|isbn=978-84-9880-666-3|cognom=Sanz Balagué|nom=J.|data=2017|editorial=Universitat Politècnica de Catalunya|cognom2=Tomasa Guix|nom2=O.}}</ref>

=== Indústria electrònica ===
[[Fitxer:10 mm Frosted Blue LED (on).jpg|miniatura|LED blau]]
L'[[arsenur de gal·li]] <chem>GaAs</chem> i el [[nitrur de gal·li]] <chem>GaN</chem> s'utilitzen com a semiconductors en la fabricació de [[Díode emissor de llum|díodes emissors de llum]] (LED) de llum blava, en els flaixos de les [[Càmera fotogràfica|càmeres fotogràfiques]], els llums de les [[Bicicleta|bicicletes]] i en la il·luminació interior d'[[Autobús|autobusos]], [[Tren|trens]] i [[Avió|avions]].<ref name=":02"/> L'obtenció del LED blau fou un avanç molt important perquè amb els LED vermell i verd es pot aconseguir llum blanca. Per aquesta raó els descobridors [[Isamu Akasaki]], [[Hiroshi Amano]] i [[Shūji Nakamura|Shuji Nakamura]] foren guardonats amb el [[Premi Nobel de Física]] del 2014.<ref>{{Ref-web|títol=Blue LED discovery wins Physics Nobel : News blog|url=http://blogs.nature.com/news/2014/10/blue-led-discovery-wins-physics-nobel.html|consulta=2020-07-03|llengua=en|editor=Nature|data=7 octubre 2014|cognom=Van Noorden|nom=R.|arxiuurl=https://web.archive.org/web/20200704024727/http://blogs.nature.com/news/2014/10/blue-led-discovery-wins-physics-nobel.html|arxiudata=2020-07-04}}</ref> L'arsenur de gal·li s'usa també en la fabricació de [[Circuit integrat|circuits integrats]].

=== Medicina ===
[[Fitxer:Galinstan-Basalthermometer.jpg|miniatura|Termòmetre de galinstan per a la mesura de la febre]]
L'[[aliatge]] de gal·li, [[Indi (element)|indi]] i [[Estany (element)|estany]] ([[galinstan]]) s'usa en substitució del [[Mercuri (element)|mercuri]] en termòmetres clínics. El nitrat de gal·li és usat com a medicament intravenós per a tractar la [[hipercalcèmia]], malaltia associada al [[Sarcoma d'Ewing|càncer d'ossos]]. Els radioisòtops de gal·li 67 i gal·li 68 es fan servir per a valorar processos inflamatoris en general, però sobretot en els pulmons i els ossos. Tot i que, el gal·li 67 ha estat desplaçat pel fluor 18.<ref name=":02"/>

En [[medicina nuclear]] s'empra el gal·li com a element traçador (escàner de gal·li) per al diagnòstic de [[malalties]] inflamatòries o infeccioses actives, [[tumor]]s i abscessos, ja que s'acumula en els teixits que pateixen aquestes patologies. L'[[isòtop]] gal·li 67 s'injecta en el torrent sanguini a través d'una vena del braç en forma de citrat de gal·li realitzant-se l'escàner dos o tres dies després per a donar temps a què aquest s'acumuli en els teixits afectats. Posteriorment, s'elimina principalment en l'orina i els excrements. L'exposició a la radiació és inferior a la causada per altres procediments com els [[rajos X]].

Els investigadors han descobert la [[biocompatibilitat]] del [[nitrur de gal·li]]. Aquest descobriment podria conduir a elèctrodes més segurs i eficients que estimulin les neurones en el cervell per a tractar trastorns neurològics com la [[malaltia d'Alzheimer]]. Els composts de gal·li(3+) tenen un important efecte [[bactericida]] en competir amb el ferro(3+) en les cadenes metabòliques oxidatives dels [[bacteris]].<ref name=":03"/>

== Referències ==
{{Referències}}

== Enllaços externs ==
* [http://enciclopedia.us.es/index.php/Galio Enciclopèdia Llibre] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110514041151/http://enciclopedia.us.es/index.php/Galio |date=2011-05-14 }} {{es}}
* [http://periodic.lanl.gov/elements/31.html Los Alamos National Laboratory - Gal·li] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060206050850/http://periodic.lanl.gov/elements/31.html |date=2006-02-06 }} {{en}}
* [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Ga/index.html webelements.com - Gal·li] {{en}}
* [http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Ga.html environmentalchemistry.com - Gal·li] {{en}}
{{Taula periòdica compacta}}
{{Projectes germans}}
{{Viccionari-lateral|gal·li}}

{{Autoritat}}

{{ORDENA:Galli}}
[[Categoria:Gal·li]]