Adını Latincede “Fransa” anlamına gelen Galya kelimesinden alır. Aynı zamanda elementin kâşifi Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran’ın adında bulunan lecoq sözcüğü Fransızcada “horoz” anlamına gelir ve horozun Latince karşılığı gallus’tur. Bu bakımdan galyum adı hem kâşifin adı hem de ana vatanı ile ilgilidir.
Galyum; cıva, kalay ve gümüş gibi metallere benzeyen, ilginç özellikleri olan bor grubu elementlerinden biridir.
Galyum, kimyasal sembolü Ga, atom numarası 31 olan kimyasal elementtir. Oda sıcaklığında katı halde bulunur, yine oda sıcaklığında insan ile temasında erir. Boksit ve çinkonun saflaştırılması sırasında alüminyumla beraber elde edilir. En çok kullanılan bileşikleri galyum nitrit ve galyum arseniktir. Yarı iletkenlerin yapımında ve kızılötesi alıcılarında kullanılır. Zehirli değildir.
Galyum arsenür (GaAs) yarı iletken özellikte bir malzemedir ve elektronik endüstrisinde kullanılır. Mars keşif aracındaki güneş panellerinde galyum arsenür vardır. Pek çok yarı iletkenin önemli bir bileşenidir. Aydınlatma endüstrisinde elektriği ışığa dönüştürebildiğinden LED’lerde kullanılır.
Galyum nitrür de yarı iletken özellikte bir malzemedir. Blu-ray (mavi ışın) teknolojisinde, cep telefonlarında, mavi ve yeşil Led lambalarda ve dokunmatik yüzeylerdeki basınç algılayıcılarda kullanılır. Metallerin çoğu ile alaşım yapabilir. Özellikle erime sıcaklığı düşük alaşımlarda kullanılır.
- Önemli İzotopları: 69Ga
- Elektron Dizilimi: [Ar]3d104s24p1
- Yoğunluk (g/cm3): 5,91
- Atom Yarıçapı (A): 1.87
- Elektron İlgisi (kj/mol): 41,49
- Oda Sıcaklığındaki Hali: Katı
- Erime Noktası (0C): 29,7646
- Kaynama Noktası (0C): 2229
- ElektroNegatiflik: 1,81
- Keşif Yılı: 1875
Galyum metali doğada saf halde bulunmaz ancak çok kolay elde edilir. Saf bir galyum, parlak, gümüş renkli cam parçalarına benzer. Metal konteynerlarda ya da cam konteynerlarda dondurularak depo edilir. Doğada %60.11 oranında 69Ga izotopu, %39.89 oranında 71Ga izotopu bulunur.
Galyumu ilk kez 1875’te keşfeden isim Fransız Paul Emile Lecog de Boisbaudran, ona direkt kendi ismini vermek yerine bir kelime oyunuyla dolaylı yoldan atıf yaparak, Fransa’nın Latince ismi olan “Gallia”ya atfen “Galyum” ismini kullanmıştır ki soyadı olan “Lecog”un Latincesi de “horoz” anlamındaki “Gallus”tur. Yani galyumda hem kâşifinin ismine, hem de Fransa’nın antik bir haritasındaki gümüşî metalik renkte bir horoz simgesine gönderme vardır.
Bosibaudran, ilk etapta 430 kilogram çinko cevherinden 0.65 gram galyum elde etti. Galyumun hidroksitini, potasyum hidroksit çözeltisinde elektroliz ederek galyumu izole eden Boisbaudran, alüminyumla benzerliklerini ortaya koyarak aynı yıl içinde Fransız Bilimler Akademisi’nde keşfini ilan etti.
Ancak Boisbaudran’ın fark edemediği bir boşluğu galyumun keşfinden 4 yıl önce Rus kimyager Dimitri Mendeleyev doldurmuştu. Mendeleyev, 1871 yılında oluşturulan periyodik element tablosundaki boşluklara dayanarak alüminyuma benzeyen ve henüz keşfedilmemiş, galyumun özelliklerini taşıyan bir elementin varlığından bahsetti.
Mendeleyev, periyodik tabloda alüminyumun altında bir element olabileceğini öngördü. Hatta bu elementin adını “ekaalüminyum” olarak önerdi. Bu boşluğun doldurulması 4 yıl sonra Boisbaudran’ın galyumu keşfi ile gerçekleşti ve Mendeleyev, galyumun tablodaki yerini belirledi.
GALYUM KULLANILAN YERLER
Elektronik cihazlar: Galyum metali, elektronik cihazların bileşenleri olarak kullanılır. Örneğin, telefonlar ve bilgisayarlar galyum metali içeren bataryalar ve kapasitörlerle donatılır.
Optik fiberler: Galyum metali, optik fiberlerin üzerine kaplandığında, ışık sinyallerinin daha iyi iletimini sağlar.
İlaç üretimi: Galyum metali, bazı ilaçların üretiminde katalizör olarak kullanılır.Güneş paneli panelleri: Galyum metali, güneş paneli panellerinin yapısında kullanılır ve bu panellerin daha etkili olmasını sağlar.
Astrobilim: Galyum metali, uzay aracı parçalarının üretiminde kullanılır. Örneğin, uzay aracının gövdesinde galyum metali kullanılır, bu da aracın ağırlığını azaltır ve daha dayanıklı hale getirir.
Galyum, geçiş sonrası metaller olarak bilinen elementler grubunun bir üyesidir ve oda sıcaklığında veya oda sıcaklığında sıvı olan yalnızca beş elementten biridir.
Galyum çok reaktif bir metaldir ve hava veya nem ile reaksiyona girmesini önlemek için inert bir gazla kapatılmış bir kapta saklanmalıdır. Su ile temas ettiğinde, oldukça yakıcı olan ve cilt tahrişine neden olabilen galyum hidroksit oluşturur. Gallium’un erime sıcaklığı 29.76°C, kaynama sıcaklığı ise 2204°C’dir.
Galyum Arsenit Wafer Avantajları:
- Yüksek hız ve frekans performansı.
- Geniş bir optik spektrumda çalışabilme.
- Radyasyona dayanıklılık ve enerji verimliliği.
Galyum Arsenit Wafer Avantajları:
- Yüksek Maliyet: Galyum arsenit üretimi, silikona kıyasla daha maliyetlidir.
- Çevresel Etkiler: Arsenik içermesi nedeniyle çevresel ve sağlık açısından dikkat gerektirir.
- Sınırlı Tedarik: Galyumun sınırlı bulunabilirliği üretimi etkileyebilir.
Bir galyum parçasını elinize aldığınızda hemen erir ve cıva gibi olur. Zehirsiz olduğu için cıva ile yapılamayan şakalar için rahatlıkla kullanabilirsiniz. Yutmadığınız sürece insan vücuduna zararı olmayan galyum, birçok metalle adeta savaşıyor. Alüminyum başta olmak üzere bazı metalleri kırılganlaştıran özelliğiyle dikkat çekiyor. İnternet dünyasında meşhur “alüminyum eritme” videolarının baş aktörü olan galyum, sihirbazların eğip büktüğü materyallerin de hammaddesi aynı zamanda…
KİMYASAL ÖZELLİKLERİ
Galyum; kimyasal simgesi “Ga”, atom numarası 31, kütle numarası 69,723 olan bir elementtir. Erime noktası 29.8°C, kaynama noktası 2204°C dir. 4. periyot elementleri arasında zayıf ve ağır metallerden bor grubunda yer alır. Aynı grupta bor, alüminyum, indiyum ve talyum gibi elementler bulunuyor. Gümüşî beyaz, mavimsi ve kırılgan bir yapısı vardır.
Alüminyuma çok yakın benzerlikler gösterir. Saf galyum, parlak gümüş renkli cam parçacıklarına benzer. Kristal yapısı ortokubiktir. Herhangi bir metalin en geniş sıvı aralığına sahiptir. Yüksek sıcaklıklarda bile düşük buhar basıncına sahiptir. Elektrik iletkenliği kurşundan azdır. Bıçakla kesilebilecek kadar yumuşaktır. Erimiş galyum, kalay ya da gümüşe benzer.
Birçok metalle kolayca bileşik oluşturabilir. Özellikle düşük sıcaklıklarda erime özelliği bulunan alaşımların yapıtaşıdır. Ticari olarak genellikle alüminyum ve çinkonun bir yan ürün olan galyumun en çok kullanılan bileşikleri galyum nitrit ve galyum arsenittir. Kuru havada kararlı olan galyumun yüzeyi, nemli havada veya oksijenli ortamlarda donuklaşır.
Alkalilerle tepkimesinde hidrojen açığa çıkar.Doğada saf olarak bulunmaz. Minerallerden elde edilmesi kolaydır. En önemli galyum kaynağı, %0.7 oranında galyum içeren germanittir. Diaspore, sfalerit, germanyum, boksit ve kömür mineralleri galyum içerir. Çinko blendler, alüminyum killer, krom ve mangan filizlerinde düşük oranlarda galyum içeriği vardır.
Boksit ve çinkonun saflaştırılması sırasında alüminyumla birlikte elde edilebilir. Metal potasyum hidroksit içinde, hidroksit çözeltisinin elektrolizi ile elde edilebilir. Tuzların elektrolizi ile metalik galyum elde edilir.
Galyum, doğada iki kararlı izotopun karışımı halinde bulunur. Bu izotoplardan “Galyum-69” %60.4, “Galyum-71” ise %9.6 oranında galyum içerir. Galyumun radyoaktif izotopları da vardır. “Galyum-67”, “Galyum-68” ve “Galyum-72” izotopları kanser araştırmalarında kullanılan maddelerdir.
GELECEKTEKİ POTANSİYEL
Galyum arsenit wafer, özellikle 5G teknolojisi, yenilenebilir enerji ve ileri optoelektronik cihazlarda kritik bir rol oynamaktadır. Üretim maliyetlerinin düşürülmesi ve geri dönüşüm yöntemlerinin geliştirilmesi, bu malzemenin daha yaygın bir şekilde kullanılmasını sağlayacaktır.
GALYUMLA İLGİLİ BAZI İLGİNÇ BİLGİLER
- Sıvı galyum metal veya cam kaplara konulduğunda katılaşırken kapları kırabilir.
- Canlılarda galyum elementi bulunmaz.
- Sülfürik asit ve dikromatla oluşturulan bir solüsyona galyum karıştırıldığında sanki yeni bir yaşam formu ortaya çıkarır ve atan bir kalbe benzeyen hareketler yapar.
- Galyum, arsenit ile birleştiğinde elektrik akımını lazer ışığına çevirir.
Özetle; Galyumun endüstride ve evde bir dizi önemli kullanımı vardır. Transistörler ve güneş pilleri gibi yarı iletken cihazların imalatında kullanılan galyum arsenit dahil olmak üzere çeşitli kimyasalların üretiminde kullanılır. Galyum ayrıca flüoresan aydınlatma üretiminde de kullanılır ve bazı süper iletken türlerinin bir bileşenidir.
Galyum nitrat, uzay keşfinden günlük yaşamımıza kadar geniş bir yelpazede devrim yaratabilecek potansiyele sahip bir malzeme olarak öne çıkıyor. Bu teknolojinin sunduğu yenilikler ve avantajlar, gelecekte daha fazla alanda kullanılmasına yol açacaktır.
Galyum nitrat’ın uzay keşfinde kullanımı, özellikle Venüs gibi aşırı sıcaklıklara sahip gezegenlerdeki araştırmalar için kritik öneme sahiptir. Venüs’ün yüzey sıcaklıkları yaklaşık 460°C’ye ulaşabilir, bu da birçok elektronik cihazın çalışamaz hale gelmesine neden olur. Ancak GaN, bu yüksek sıcaklıklara dayanabilir ve böylece Venüs’ün yüzeyinde çalışabilecek elektronik cihazların geliştirilmesine olanak tanır.
Tıpta galyum, belirli kanser türlerinin tedavisinde kullanılır ve ayrıca tıbbi görüntülemede izleyici olarak kullanılır. Ayrıca vücuttaki enfeksiyon ve iltihabı tespit etmeye yardımcı olmak için bir teşhis aracı olarak kullanılır.
KAYNAKÇA:
1-) Galyum-https://www.britannica.com/science/gallium
2-) Galyum-https://bilimgenc.tubitak.gov.tr/periyodik-tablo/galyum
3-) Galyum nedir-https://www.hurdami.com/galyum-nedir/
4-) Galyum Nedir? (Özellikleri, Kullanımı)-https://www.makaleler.com/galyum-nedir-ozellikleri-kullanimi.
