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Ga 31

Gallium (Ga)

post-transition-metal
周期: 4 族: 13 ブロック: p

Solid

標準原子量

69.723 u

電子配置

[Ar] 4s2 3d10 4p1

融点

29.76 °C

沸点

2203.85 °C

密度

5910 kg/m³

酸化数

−5, −4, −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3

電気陰性度(Pauling)

1.81

第1イオン化エネルギー

5.999302 eV

発見年

1875

原子半径

130 pm

詳細

名称の由来 Latin: Gallia (France).
発見国 France
発見者 Paul Émile Lecoq de Boisbaudran

Gallium is a soft post-transition metal in group 13, chemically related to aluminium and indium. It is notable for melting just above room temperature, forming low-melting alloys, and supplying semiconductors through compounds such as gallium arsenide and gallium nitride. In nature it is dispersed rather than concentrated in its own ores, so it is recovered mainly as a by-product of aluminium and zinc processing.

It is one of four metals mercury, cesium, and rubidium which can be liquid near room temperature and, thus, can be used in high-temperature thermometers. It has one of the longest liquid ranges of any metal and has a low vapor pressure even at high temperatures.

There is a strong tendency for gallium to supercool below its freezing point. Therefore, seeding may be necessary to initiate solidification.

Ultra-pure gallium has a beautiful, silvery appearance, and the solid metal exhibits a conchoidal fracture similar to glass. The metal expands 3.1 percent on solidifying; therefore, it should not be stored in glass or metal containers, because they may break as the metal solidifies.

High-purity gallium is attacked only slowly by mineral acids.

The name derives from the Latin gallia for France. It was discovered in zinc blende by the French chemist Paul-Emile Lecoq de Boisbaudran in 1875. It was first isolated in 1878 by Lecoq de Boisbaudran and the French chemist Émile-Clément Jungflesch.

First proposed to exist by Dmitri Mendeleyev in 1871 based on gaps in his newly created Periodic Table of Elements, gallium was discovered spectroscopically by the French chemist Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran in 1875. Later that same year, Lecoq was able to obtain pure gallium through the electrolysis of a solution of gallium hydroxide (Ga(OH)3) in potassium hydroxide (KOH). Trace amounts of gallium are found in diaspore, sphalerite, germanite and bauxite as well as in the byproducts of burning coal.

From the Latin word Gallia, France; also from Latin, gallus, a translation of "Lecoq," a cock. Predicted and described by Mendeleev as ekaaluminum, and discovered spectroscopically by Lecoq de Boisbaudran in 1875, who in the same year obtained the free metal by electrolysis of a solution of the hydroxide in KOH.

画像

性質

物理的性質

原子半径(経験値)
130 pm 全元素の原子半径(経験値)を比較 →
共有結合半径
122 pm 全元素の共有結合半径を比較 →
ファンデルワールス半径
187 pm 全元素のファンデルワールス半径を比較 →
金属半径
125 pm 全元素の金属半径を比較 →
密度
5910 kg/m³ 全元素の密度を比較 →
モル体積
0.0118 L/mol
標準温度・圧力(STP)での相
固体 全元素の標準温度・圧力(STP)での相を比較 →
融点
29.76 °C 全元素の融点を比較 →
沸点
2203.85 °C 全元素の沸点を比較 →
熱伝導率
28.1 W/(m·K) 全元素の熱伝導率を比較 →
比熱容量
0.373 J/(g·K) 全元素の比熱容量を比較 →
モル熱容量
26.03 J/(mol·K) 全元素のモル熱容量を比較 →
結晶構造
斜方晶系 全元素の結晶構造を比較 →

化学的性質

電気陰性度(Pauling)
1.81 全元素の電気陰性度(Pauling)を比較 →
電気陰性度(Allen)
1.756
電子親和力
0.3 eV
第1イオン化エネルギー
5.999302 eV 全元素の第1イオン化エネルギーを比較 →
第2イオン化エネルギー
20.515211 eV 全元素の第2イオン化エネルギーを比較 →
第3イオン化エネルギー
30.725866 eV 全元素の第3イオン化エネルギーを比較 →
第4イオン化エネルギー
63.241218 eV 全元素の第4イオン化エネルギーを比較 →
第5イオン化エネルギー
86.010296 eV 全元素の第5イオン化エネルギーを比較 →
酸化数
−5, −4, −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3 全元素の酸化数を比較 →
価電子
3 全元素の価電子を比較 →
電子配置
[Ar] 4s2 3d10 4p1

熱力学的性質

三重点(温度)
29.7666 °C
融解熱
0.05793647 eV 全元素の融解熱を比較 →
蒸発熱
2.653262 eV 全元素の蒸発熱を比較 →
昇華熱
2.808727 eV
原子化熱
2.808727 eV
原子化エンタルピー
2.818676 eV

原子核

陽子数
31 全元素の陽子数を比較 →
中性子数
38 全元素の中性子数を比較 →
既知の同位体
33 全元素の既知の同位体を比較 →
安定同位体
2 全元素の安定同位体を比較 →
最も安定な同位体
Ga-69
発見年
1875

存在度

存在度(地殻)
19 mg/kg 全元素の存在度(地殻)を比較 →
存在度(海洋)
3 × 10−5 mg/L 全元素の存在度(海洋)を比較 →

結晶構造

格子定数a
451 pm

電子構造

各電子殻の電子数
2, 8, 18, 3 全元素の各電子殻の電子数を比較 →

識別子

CAS登録番号
7440-55-3 全元素のCAS登録番号を比較 →
項記号
2P°1/2
InChI
InChI=1S/Ga
InChI Key
GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N

電子配置 測定値

イオンの電荷
陽子 31
電子 31
電荷 中性
電子配置 Ga: 3d¹⁰ 4s² 4p¹
電子配置
測定値
[Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p¹
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p¹
軌道図
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
10/10
4p
1/6 1↑
総電子数: 31 不対電子: 1 ?

原子モデル

陽子 31
中性子 38
電子 31
質量数 69
安定性 安定

同位体によって中性子数、質量、安定性は変わりますが、中性原子の電子配置は変わりません。

模式的な原子モデルです。実際の縮尺とは異なります。

原子の指紋

発光/吸収スペクトル

25 / 78 (0 強度データあり:0本)
測定値
発光 可視光:380–750 nm

同位体分布

6960.1080%7139.8920%質量数天然存在比(%)
質量数原子質量(u)天然存在比半減期
69 安定68.9255735 ± 0.000001360.1080%安定
71 安定70.92470258 ± 0.0000008739.8920%安定
測定値

相/状態

1 atm / 101.325 kPa
固体 25 °C (298.15 K)

理由: 融点(29.76 °C)より4.8 °C低い

融点 29.76 °C
沸点 2203.85 °C
融点との差(下) 4.8 °C
0 K 現在の温度: 25 °C 6000 K
相変化図

模式図、実際の縮尺とは異なります

固体
液体
気体
融解
沸騰
25°C
固体
液体
気体
現在

相転移点

融点 文献値
29.76 °C
沸点 文献値
2203.85 °C
現在の相 計算値
固体

相転移エネルギー

融解熱 文献値
0.05793647 eV

融点で1 molを融解させるのに必要なエネルギー

蒸発熱 文献値
2.653262 eV

沸点で1 molを蒸発させるのに必要なエネルギー

昇華熱 文献値
2.808727 eV

昇華点で1 molを昇華させるのに必要なエネルギー

密度

基準密度 文献値
5910 kg/m³

標準条件下

現在の密度 計算値
5910 kg/m³

標準条件下

詳細

三重点 文献値
29.7666 °C

原子スペクトル

全31件中10件を表示しています。 イオンの電荷の昇順で並べています。

スペクトル線データの収録状況 ?

イオン電荷スペクトル線の総数遷移確率準位の表記
Ga I 034223342
Ga II +117610176
Ga III +21132113
Ga IV +35940594
Ga V +41850185
Ga VI +55010501
Ga VII +64510451
NISTスペクトル線データの収録状況 →

準位データの収録状況 ?

イオン電荷準位
Ga I 0262
Ga II +196
Ga III +261
Ga IV +3192
Ga V +492
Ga VI +5158
Ga VII +6181
Ga VIII +72
Ga IX +82
Ga X +92
NIST準位データの収録状況 →
31 Ga 69.723

Gallium — 原子軌道可視化ツール

[Ar]4s23d104p1
エネルギー準位 2 8 18 3
酸化数 -5, -4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3
HOMO 4p n=4 · l=1 · m=-1
Gallium — 原子軌道可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます
31 Ga 69.723

Gallium — 結晶構造可視化ツール

Orthorhombic · ピアソン記号 N/A
実験値
ピアソン記号 N/A
Gallium — 結晶構造可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます

イオン半径

電荷配位スピン半径
+34データなし47 pm
+35データなし55.00000000000001 pm
+36データなし62 pm

化合物

Ga
69.723 u
Ga+3
69.723 u
Ga
66.928 u
Ga
68.926 u
Ga
67.928 u
Ga
71.926 u
Ga
65.932 u
Ga
70.925 u
Ga
69.926 u
Ga
72.925 u
Ga
64.933 u
Ga+3
66.928 u
Ga+3
67.928 u
Ga+3
65.932 u
Ga
63.937 u
Ga
61.944 u

同位体 (2)

質量数原子質量(u)天然存在比半減期崩壊形式
69 安定68.9255735 ± 0.000001360.1080% ± 0.0090%安定
stable
71 安定70.92470258 ± 0.0000008739.8920% ± 0.0090%安定
stable
69 安定
原子質量(u) 68.9255735 ± 0.0000013
天然存在比 60.1080% ± 0.0090%
半減期 安定
崩壊形式
stable
71 安定
原子質量(u) 70.92470258 ± 0.00000087
天然存在比 39.8920% ± 0.0090%
半減期 安定
崩壊形式
stable

スペクトル線

波長(nm)強度電離段階種類遷移精度出典
417.33 nmデータなしID 486emission3s2.3p3 2P* → 3s2.3p3 2P*測定値NIST
424.0525 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.70p 2P*測定値NIST
424.0525 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.70p 2P*測定値NIST
424.0651 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.69p 2P*測定値NIST
424.0651 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.69p 2P*測定値NIST
424.08 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.68p 2P*測定値NIST
424.08 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.68p 2P*測定値NIST
424.0924 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.67p 2P*測定値NIST
424.0924 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.67p 2P*測定値NIST
424.1098 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.66p 2P*測定値NIST
424.1098 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.66p 2P*測定値NIST
424.1257 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.65p 2P*測定値NIST
424.1257 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.65p 2P*測定値NIST
424.1406 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.64p 2P*測定値NIST
424.1406 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.64p 2P*測定値NIST
424.1588 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.63p 2P*測定値NIST
424.1588 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.63p 2P*測定値NIST
424.1761 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.62p 2P*測定値NIST
424.1761 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.62p 2P*測定値NIST
424.1948 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.61p 2P*測定値NIST
424.1948 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.61p 2P*測定値NIST
424.2157 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.60p 2P*測定値NIST
424.2157 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.60p 2P*測定値NIST
424.2367 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.59p 2P*測定値NIST
424.2367 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.59p 2P*測定値NIST
424.2582 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.58p 2P*測定値NIST
424.2582 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.58p 2P*測定値NIST
424.2826 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.57p 2P*測定値NIST
424.2826 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.57p 2P*測定値NIST
424.3887 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.53p 2P*測定値NIST
424.3887 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.53p 2P*測定値NIST
424.4204 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.52p 2P*測定値NIST
424.4204 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.52p 2P*測定値NIST
424.4531 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.51p 2P*測定値NIST
424.4531 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.51p 2P*測定値NIST
424.4886 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.50p 2P*測定値NIST
424.4886 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.50p 2P*測定値NIST
424.5261 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.49p 2P*測定値NIST
424.5261 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.49p 2P*測定値NIST
424.5675 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.48p 2P*測定値NIST
424.5675 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.48p 2P*測定値NIST
424.6112 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.47p 2P*測定値NIST
424.6112 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.47p 2P*測定値NIST
424.6563 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.46p 2P*測定値NIST
424.6563 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.46p 2P*測定値NIST
424.7046 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.45p 2P*測定値NIST
424.7046 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.45p 2P*測定値NIST
424.7569 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.44p 2P*測定値NIST
424.7569 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.44p 2P*測定値NIST
424.8143 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.43p 2P*測定値NIST
424.8143 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.43p 2P*測定値NIST
424.8743 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.42p 2P*測定値NIST
424.8743 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.42p 2P*測定値NIST
424.94 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.41p 2P*測定値NIST
424.94 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.41p 2P*測定値NIST
425.4789 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.34d 2D測定値NIST
425.4799 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.34d 2D測定値NIST
426.035 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.30d 2D測定値NIST
426.0365 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.30d 2D測定値NIST
426.6348 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.27d 2D測定値NIST
426.6367 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.27d 2D測定値NIST
427.1688 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.25d 2D測定値NIST
427.1712 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.25d 2D測定値NIST
427.8589 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.23d 2D測定値NIST
427.8621 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.23d 2D測定値NIST
428.7731 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.21d 2D測定値NIST
428.7774 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.21d 2D測定値NIST
429.3459 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.20d 2D測定値NIST
429.3507 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.20d 2D測定値NIST
430.0203 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.19d 2D測定値NIST
430.026 nmデータなしGa Iemission4s2.5s 2S → 4s2.19d 2D測定値NIST
448.84 nmデータなしID 505emission5p 2P* → 5d 2D測定値NIST
459.16 nmデータなしID 505emission5s 2S → 5p 2P*測定値NIST
557 nmデータなしID 482emission1s.5s 3S → 1s.5p 3P*測定値NIST
567.7 nmデータなしID 498emission3s2.3p2 3P → 3s2.3p2 3P測定値NIST
587 nmデータなしID 482emission1s.4p 3P* → 1s.4d 3D測定値NIST
675 nmデータなしID 486emission3s2.3p3 2D* → 3s2.3p3 2D*測定値NIST
706.7 nmデータなしID 505emission4p 2P* → 4d 2D測定値NIST

詳細な性質

共有結合半径(詳細)

共有結合半径(Pyykkö)
124 pm
共有結合半径(Pyykkö、二重結合)
117 pm
共有結合半径(Pyykkö、三重結合)
121 pm

ファンデルワールス半径

Bondi
187 pm
Batsanov
210 pm
Alvarez
232 pm
UFF
438.3 pm
MM3
246 pm
Dreiding
439 pm

原子半径と金属半径

原子半径(Rahm)
233 pm
金属半径(C12)
140 pm

番号付けの尺度

Mendeleev
83
Pettifor
81
Glawe
79

電気陰性度の尺度

Ghosh
0
Miedema
4
Gunnarsson–Lundqvist
3
Robles–Bartolotti
3

分極率と分散

双極子分極率
50 a.u.
双極子分極率(不確かさ)
3 a.u.
C₆
498 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
456 Ha·Bohr6

ミーデマパラメータ

ミーデマモル体積
11.82 cm3/mol
ミーデマ電子密度
2

供給リスクと経済性

生産集中度
54
相対供給リスク
8
政治的安定性(最大生産国)
24

相転移と同素体

融点302.91 K
沸点2502.15 K
三重点(温度)302.92 K

酸化数の分類

−4 extended
−5 extended
+2 extended
−1 extended
−3 extended
−2 extended
+1 extended
0 extended
+3 main

専門参考データ

遮蔽定数 (8)
n軌道σ
1s0.6906
2p3.9092
2s8.401
3d15.9067
3p14.7964
3s14.0038
4p24.7784
4s23.9332
結晶半径の詳細 (3)
電荷CNスピンrcrystal (pm)由来
3IV61
3V69
3VI76from r^3 vs V plots,
同位体の崩壊形式 (51)
同位体モード強度
56p—
57p—
58p—
59p—
60B+100%
60B+p1.6%
60B+A0%
61B+100%
61B+p0.3%
62B+100%
X線散乱因子 (506)
エネルギー (eV)f₁f₂
10—2.98527
10.1617—2.98141
10.3261—2.97756
10.4931—2.9737
10.6628—2.96986
10.8353—2.96602
11.0106—2.95695
11.1886—2.90859
11.3696—2.86103
11.5535—2.81425

追加データ

Sources

Sources of this element.

Gallium is often found as a trace element in diaspore, sphalerite, germanite, bauxite, and coal. Some flue dusts from burning coal have been shown to contain as much 1.5 percent gallium.

参考文献 (1)

参考文献

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Ga

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Gallium

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

ライセンスに関する注記: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Gallium

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

ライセンスに関する注記: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Gallium

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Gallium

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Gallium

This section provides all form of data related to element Gallium.

9 PubChem Elements
Gallium

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