Gallio - Ga

Gallio: caratteristiche, composti, utilizzo e metodo di produzione del Gallio

Il gallio deve il suo nome alla Gallia luogo di nascita di Lecoq de Boisbaudran che lo scoprì in un giacimento di blenda nel 1886. È un elemento relativamente raro, è presente nella crosta terrestre con una percentuale di circa il 2∙10-3 %.

È un metallo di colore bianco argenteo, allo stato solido piuttosto molle e fragile. Proprietà tipiche del gallio liquido sono la bassa tensione di vapore anche a temperature molto elevate e la densità al punto di solidificazione che (come per l'acqua) è superiore a quella del solido.

Chimicamente il gallio è un elemento abbastanza reattivo, simile all'alluminio. Pur essendo notevolmente elettropositivo, a temperatura ambiente è stabile all'aria poiché si ricopre di un sottile strato di ossido che lo protegge, e non reagisce a freddo con l'acqua e con gli acidi ossidanti in seguito alla  passivazione. Viene invece attaccato dagli acidi cloridrico e fluoridrico concentrati e, dato il suo carattere anfotero, reagisce con le soluzioni degli idrossidi alcalini liberando idrogeno e formando dei sali, i gallati. Reagisce inoltre facilmente con gli alogeni a freddo e con altri non-metalli (zolfo, fosforo) a temperature più elevate.

Gallio: composti

I principali composti di gallio corrispondono al numero di ossidazione +3; ne sono però noti altri corrispondenti anche ai numeri di ossidazione +1 e +2.

Tra gli ossidi, il monossido di gallio Ga2O è un solido di colore marrone, non molto stabile e dal comportamento riducente, che tende a ossidarsi a triossido Ga2O3; quest'ultimo, ottenibile per riscaldamento del gallio all'aria o per decomposizione termica del nitrato, è un composto notevolmente stabile dopo calcinazione, difficilmente solubile nelle soluzioni acquose acide o alcaline.

Il tricloruro di gallio GaCl3 è un solido incolore abbastanza volatile, che fonde a 77,7 °C; allo stato solido e liquido la molecola è dimerica, corrispondente alla formula Ga2Cl6. È molto solubile in acqua, dove tende a idrolizzarsi formando ioni complessi nei quali il gallio possiede numero di coordinazione 4 o 6; inoltre, è un tipico acido di Lewis.

Tra i composti con fosforo, arsenico e antimonio, si ricordano il fosfuro di gallio, GaP, l'arseniuro di gallio, GaAs, e l’antimoniuro di gallio, GaSb, composti chimicamente stabili che appartengono alla classe dei  semiconduttori. Per le loro peculiari caratteristiche elettriche hanno trovato importanti impieghi nei dispositivi elettronici.

Gallio: utilizzo

Dato l'elevato costo e la corrosività verso gli altri metalli ad alta temperatura, non ha significativi impieghi diretti; alcuni suoi composti hanno però assunto notevole importanza per le loro applicazioni nel settore elettronico.

Gallio: metodo di produzione

Viene ricavato come sottoprodotto della produzione industriale dell'alluminio dalle bauxite e, come sottoprodotto dell'estrazione dello zinco.