ГАЛЛИЯ ОКСИДЫ

Ниобия оксиды — химия

NbO

NbO2

Nb2O3

Nb2O5

Из оксидов ниобия наиболее известны монооксид NbO, диоксид NbO2, пентаоксид диниобия Nb2O5. При нагревании на воздухе или в кислороде все низшие оксиды окисляются до Nb2O5.

Прокаливание в токе водорода ведет к восстановлению Nb2O5 до NbO2 и затем до NbO. Серый NbO  имеет металлический вид и хорошо проводит электрический ток. Сине-черная NbO2 образуется в результате восстановления Nb2O5 водородом при 12000С.

Низшие окислы ниобия (и тантала) могут получены при 11000С в вакууме  по схеме

M2O5 + 3C = 2MO + 3CO

Nb2O5 + 3C = 2NbO + 3CO

Nb2O5

Nb2O5 –бесцветные кристаллы, Тпл =   1510С,    ∆Н0=  — 1897,9 кДж/моль, полупроводник.

В компактном виде ниобий начинает окисляться на воздухе выше 2000С. В виде порошка при нагревании выше 9000С он соединяется с кислородом, образуя Nb2O5. 

Ниобий встречается в природе в виде минерала колумбита M(NbO3)2 (M= Fe, Mn) и Nb2O5. Технология переработки руд V, Nb, Ta  довольно сложна. Для получения свободных металлов может быть использовано взаимодействие их окислов с металлическим кальцием, например

Nb2O5 + 5Ca = 2Nb + 5CaO

Реакции начинаются при нагревании исходных смесей и протекают с большим выделением тепла.

Бесцветный Nb2O5 тугоплавок и в воде почти нерастворим. Отвечающий ему гидроксид растворим не только в крепких растворах щелочей, но и в сильных кислотах, что указывает на его амфотерность. Пятиокись ниобия известна в двух модификациях.

Nb2O5 не растворяется в воде  и почти не растворяется в кислотах, кроме фтористоводородной, с которой образуется H2NbF7 или H2NbOF5.

Водородом Nb2O5 восстанавливается до низших оксидов, с NH3  при 530-8300С образует NbN, с Cl2 при 1000-10600С и с CCl4 при 2300С –оксихлориды и пентахлорид ниобия.
При нагревании Nb2O5 с другими оксидами получают многочисленные ниобаты.

Получают Nb2O5 прокаливанием гидроксида Nb(V) при 600-10000С, гидролизом NbCl5, сжиганием ниобия или его карбида в кислороде.

Nb2O5 – промежуточный продукт при получении Nb, его сплавов, NbC  и др. соединений, компонент огнеупоров, керметов, керамики, стекол с высоким коэффициентом преломления, не пропускающих ИК излучение.

NbO

Монооксид NbO – серые кристаллы, Тпл =  19450С, обладает металлической проводимостью, температура перехода в сверхпроводящее состояние 1,5 К. Около 23300С интенсивно испаряется с диспропорционированием на Nb и O2, что используется при рафинировании Nb методом электроннолучевой плавки.

Получают NbO восстановлением Nb2O5 водородом около 10300С или спеканием смеси Nb и Nb2O5 в вакууме при 1130-13300С.

NbO2

Диоксид NbO2 – черные кристаллы, Тпл =  19170С, ∆Н0=   -795,38 кДж/моль, полупроводник.

 ПолучаютNbO2  спеканием смеси Nb2O5 и Nb  в вакууме при 11300С или как промежуточный продукт при восстановлении Nb2O5 водородом.

Оксид ниобия(II) — бинарное неорганическое соединение, окисел металла ниобия с формулой NbO, чёрные кристаллы, не растворимые в воде.

Получение

• Пропускание паров окситрихлорида ниобия(V) над магнием:

• Восстановление водородом под давлением 150 ат оксида ниобия(V):

• Спекание смеси ниобия и окситрихлорида ниобия(V) в вакууме:

Физические свойства

Оксид ниобия(II) образует чёрные кристаллы кубической сингонии, пространственная группа F m3m, параметры ячейки a = 0,42101 нм, Z = 3.

Не растворяется в воде.

Обладает металлической проводимостью, при 1,5°К переходит в сверхпроводящее состояние.

Химические свойства

• Разлагается при сильном нагревании в вакууме:

• Реагирует с кислородом при нагревании на воздухе:

• Реагирует с хлором при нагревании:

Оксид ниобия(III) — бинарное неорганическое соединение, окисел металла ниобия с формулой Nb2O3, чёрно-синие кристаллы, не растворимые в воде.

Получение

Восстановление оксида ниобия(V) водородом или металлическим магнием: При спекании в атмосфере азота с углём образует нитрид ниобия: При спекании в инертной атмосфере с углём образует карбид ниобия:

Оксид ниобия(III) образует чёрно-синие кристаллы.

Не растворяется в воде.

Окисляется при нагревании на воздухе:

Оксид ниобия(IV) — неорганическое соединение, окисел металла ниобия с формулой NbO2, чёрные кристаллы, не растворимые в воде.

Получение

Восстановление оксида ниобия(V) водородом: Реагирует с хлором: Восстанавливается водородом: Физические свойства

Оксид ниобия(IV) образует чёрные кристаллы тетрагональной сингонии,

Не растворяется в воде.

Окисляется при нагревании на воздухе: Спекание смеси ниобия и оксида ниобия(V):

Оксид ниобия(V) — неорганическое соединение, оксид металла ниобия с формулой Nb2O5, белые тугоплавкие кристаллы, термически устойчивые, не растворимые в воде.

Получение

Сжигание ниобия в кислороде: Реагирует с хлором в присутствии восстановителей: Восстанавливается водородом: Реагирует с карбонатами щелочных металлов при спекании: Реагирует с растворами щелочей: С фторидом калия в разбавленной плавиковой кислотой: Реагирует с концентрированной плавиковой кислотой:

При нормальных условиях стабильна форма β-Nb2O5.

Не растворяется в воде, р ПР = 20,14.

Разлагается при сильном нагревании в вакууме, превращаясь в тёмно-синий оксид нестехиометрического состава:

Оксид ниобия(V) образует белые кристаллы нескольких (не менее 10) кристаллических модификаций:

Ниобий

Существует довольно большое количество элементов, которые при соединении с другими веществами образуют сплавы с особыми эксплуатационными качествами.

Примером можно назвать ниобий – элемент, который получил сначала название «колумбий» (по названию реки, где он впервые найден), но после был переименован.

Ниобий – металл с довольно необычными свойствами, о которых далее поговорим подробнее.

Ниобий

Получение элемента

При рассмотрении свойств ниобия следует отметить, что содержание этого металла на тонну породы относительно невелико, составляет примерно 18 грамм. Именно поэтому после его открытия было предпринято довольно много попыток получения металла искусственным путем. За счет близкого химического состава это вещество достаточно часто добывается вместе с танталом.

Месторождения ниобия расположены практически по всему миру. Примером назовем рудники в Конго, Руанде, Бразилии и в многих других странах. Однако этот элемент нельзя назвать распространенным, во многих регионах он практически не встречается даже в малой концентрации.

Химический элемент ниобий

Относительно небольшая концентрация вещества в земной породе усугубляется сложностями, возникающими при его получении из концентрата. Стоит учитывать, что ниобий НБШ получить можно только из породы, которая насыщена танталом. Особенностями производственного процесса назовем нижеприведенные моменты:

1. Для начала на завод поставляется концентрированная руда, которая проходит несколько этапов очистки. При производстве ниобия проводится разделение получаемой руды на чистые элементы, среди которых и тантал.
2. Завершающий процесс переработки заключается в рафинировании металла.

Несмотря на возникающие сложности при добыче и переработке рассматриваемой руды, с каждым годом объем производства рассматриваемого сплава существенно возрастает. Это связано с тем, что металл обладает исключительными эксплуатационными качествами и получил большое распространение в самых различных отраслях промышленности.

Оксиды ниобия

Рассматриваемый химический элемент может стать основой различных соединений. Самым распространенным можно назвать пятиокись ниобия. Среди особенностей данного соединения можно отметить нижеприведенные моменты:

1. Оксид ниобия представлен белым кристаллическим порошком, который имеет кремовый оттенок.
2. Вещество не растворяется в воде.
3. Получаемое вещество сохраняет свою структуру при смешивании с большинства кислотами.

Ниобиевый штабик

К особенностям пентаоксида ниобия также можно отнести следующие свойства:

1. Повышенная прочность.
2. Высокая тугоплавкость. Вещество способно выдерживать температуру до 1490 градусов Цельсия.
3. При нагреве поверхность окисляется.
4. Реагирует на воздействие хлора, может восстанавливаться водородом.

Гидроксид ниобия в большинстве случаев применяется для получения высоколегированных марок стали, которые обладают довольно привлекательными эксплуатационными качествами.

Ниобий имеет химические свойства схожие с химическими свойствами тантала. Рассматривая основные характеристики ниобия, нужно уделить внимание нижеприведенным моментам:

1. Устойчивость к воздействию различных видов коррозии. Сплавы, получаемые при внедрении данного элемента в состав, обладают высокими коррозионностойкими качествами.
2. Рассматриваемый химический элемент демонстрирует высокий показатель температуры плавления. Как показывает практика, у большинства сплавов температура плавления более 1 400 градусов Цельсия. это усложняет процесс обработки, но делает металлы незаменимы в различных сферах деятельности.
3. Основные физические свойства также характеризуются легкостью сваривания получаемых сплавов.
4. При отрицательных температурах структура элемента остается практически неизменной, что позволяет сохранить эксплуатационные свойства металла.
5. Особое строение атома ниобия определяет сверхпроводящие качества материала.
6. Атомная масса составляет 92,9, валентность зависит от особенностей состава.

Ниобий НБШ

Основным достоинством вещества считается именно тугоплавкость. Именно поэтому он стал применяться в самых различных отраслях промышленности. Плавление вещества проходит при температуре около 2 500 градусов Цельсия.

Некоторые сплавы и вовсе плавятся при рекордной температуре 4 500 градусов Цельсия. Плотность вещества достаточно высокая, составляет 8,57 грамма на кубический сантиметр.

Стоит учитывать, что металл характеризуется парамагнитностью.

На кристаллическую решетку не оказывают воздействия следующие кислоты:

1. серная;
2. соляная;
3. фосфорная;
4. хлорная.

Не оказывает воздействие на металл и водные растворы хлора. При определенном воздействии на металл на его поверхности образуется диэлектрическая оксидная пленка. Именно поэтому металл стал использоваться при производстве миниатюрных высокоемкостных конденсаторов, которые также изготавливаются из более дорогостоящего тантала.

Применение ниобия

Изготавливаются самые различные изделия из ниобия, большая часть которых связана с выпуском авиационной техники. Примером можно назвать применение ниобия в изготовлении деталей, которые устанавливаются при сборе ракет или самолетов. Кроме этого, можно выделить следующее применение данного элемента:

1. Производство элементов, из которых изготавливают радарные установки.
2. Как ранее было отмечено, для получения более дешевых емкостных электрических конденсаторов может применяться рассматриваемый сплав.
3. Катоды, аноды из фольги тоже изготавливают при применении рассматриваемого элемента, что связано с высокой жаропрочностью.
4. Часто можно встретить конструкции мощных генераторных ламп, которые имеют внутри сетку. Для того чтобы эта сетка выдержала воздействие высокой температуры ее изготавливают из рассматриваемого сплава.

Ниобиевые втулки

Высокие физические и химические качества определяют применение ниобия при производстве труб для транспортировки жидких металлов. Кроме этого, сплавы применяются для получения контейнеров самого различного предназначения.

Сплавы с ниобием

Рассматривая подобные сплавы следует учитывать, что часто этот элемент применяется для производства феррониобия. Этот материал получил широкое применение в литейных отраслях индустрии, а также при изготовлении электронных покрытий. В состав входит:

1. железо;
2. ниобий с танталом;
3. кремний;
4. алюминий;
5. углерод;
6. сера;
7. фосфор;
8. титан.

Концентрация основных элементов может варьироваться в достаточно большом диапазоне, от чего и зависят эксплуатационные качества материала.

https://www..com/watch?v=fFuA8XC8tIM

Альтернативным сплавов феррониобия можно назвать ниобий 5ВМЦ. При его получении в качестве легирующих элементов используется вольфрам, цирконий и молибден. В большинстве случаев этот спав используется для производства полуфабрикатов.

В заключение отметим, что ниобий в некоторых странах применяется при производстве монет. Это связано с достаточно высокой стоимостью материала. При массовом выпуске сплавов, которые в качестве основного элемента имеют в составе ниобий, создаются своеобразные слитки.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Разработана технология изготовления приборов нитрида галлия на кремниевой подложке диаметром 150 мм

Нитриды галлия постепенно приходят на смену арсениду галлия: они позволяют получать более мощные приборы СВЧ-диапазона, работающие при более высоких температурах. До сегодняшнего дня в нашей стране создавались приборы нитрида галлия на кремнии диаметром менее 100 мм.

В лаборатории элементной базы наноэлектроники кафедры «Квантовая физика и наноэлектроника» МИЭТ создали технологию, позволяющую работать с пластинами нитрида галлия на кремниевой подложке диаметром 150 мм.

Это достижение миэтовских ученых стало прорывным в области технологий по СВЧ-элементной базе и вошло в программу развития Центра компетенций НТИ «Сенсорика», открытого на базе МИЭТ в прошлом году.

Первые пробы и результат

Физические принципы и формирования приборов нитридной группы были заложены и сформулированы еще нобелевским лауреатом Ж.И. Алферовым в те годы, когда он со своей командой занимался лазерами.

Именно на основе его разработок стали изготавливать детали и микросхемы для СВЧ-техники – нитридные гетероструктуры. Однако цена таких микросхем была огромной, потому что материалы подложки (того, на чем они держались) стоили огромных денег.

Когда задумались, как их удешевить, решили совместимость технологию, которая используется в мире для распространенных кремниевых подложек с диаметром 500 мм, и СВЧ-технологии с диаметром 50 мм (вот она — разница в цене). Трудозатраты при этом оставались теми же.

Однако перейти на больший диаметр не позволяло отсутствие отработанных надежных технологий изготовления. Поэтому стали искать возможности изготовить нитрид галлия на кремнии: сначала они были реализованы за рубежом, а потом и у нас.

Первые отечественные приборы были созданы в МИЭТ в 2012-м году на подложках нитрида галлия на кремнии диаметром 50 мм. Сначала они, конечно, были не очень хорошего качества, но принцип изготовления был применен. А в 2017-м МИЭТ вплотную подошел к тому, чтобы изготавливать нитрид галлия на приборы на подложках кремния диаметром 150 мм.

«Мы понимали, что если у нас это получится, то мы будем обладать технологиями мирового уровня, — рассказывает ведущий научный сотрудник МИЭТ, заведующий лабораторией «Элементная база наноэлектроники» кафедры «Квантовая физика и наноэлектроника» Владимир Егоркин. — Фирмы с мировым именем держат в секрете технологии изготовления таких пластин и составы рабочих структур, при том, что бизнес уже давно говорит о мощнейших характеристиках приборов на них».

Действительно, за рубежом есть даже такая услуга для компаний: вам проводят выращивание структуры по вашему заданию, при этом вся ответственность за «дизайн» структуры лежит на заказчике.

Ведь чтобы понять и смоделировать такую структуру, нужно быть высококвалифицированным специалистом в области физики полупроводниковых приборов.

«Овладев этой технологией, мы получили пробивное напряжение в районе 250 вольт! Сравните, у арсенида галлия, который использовался ранее, напряжение равняется 25-ти вольтам, — говорит Владимир Егоркин.

 — Такие мощности особенно важны для внедрения в России пятого поколения мобильной связи.

Количество подложек для производства СВЧ-приборов для телекоммуникаций можно сократить в два раза! Это, безусловно, существенно отразится на стоимости готовых микросхем».

Сейчас ученые МИЭТ находятся на этапе завершения процесса идеологии, создания алгоритмов и выбирают частотные диапазоны для того чтобы запустить производство микросхем на диаметре 150 мм для отечественных СВЧ-приборов нитрида галлия.

Как выращивается галлий на кремнии?

В первую очередь выращивается активная пленка, которая сама по себе состоит из нескольких слоев, выращенных друг за другом. Ее суммарная толщина колеблется в районе нескольких микрон.

Та часть, которая содержит в себе большие вольты, о которых мы говорили выше, сосредоточена как раз в толщине этого тонкопленочного материала.

После формирования пленки, на ней создаются рабочие структуры: транзисторы и микросхемы, которые выполняют функции, заложенные геометрией и топологией (травление, нанесение, нейтрализации, нанесения активных зон и т.д.) будущего СВЧ-прибора.

Кремний — остается несущей основой, без которой с такими толщинами работать физически невозможно. После этого пленку начинают «утонять» до 100 микрон (исходно толщины кремниевой пластины могут составлять 675, 950 микрон).

Чтобы обеспечить возможность подступиться к оставшейся толщине, на нее наклеивается матрица, которая держит всю эту конструкцию, и только после этого идет сошлифовка кремниевой части до 100 микрон. На остатке кремния доводятся все технологические операции контактирования с активными элементами. И только после такой ювелирной работы пластина разделяется на кристаллы, готовые для установки в СВЧ-приборы.

Первые пробы и результат

Физические принципы и формирования приборов нитридной группы были заложены и сформулированы еще нобелевским лауреатом Ж.И. Алферовым в те годы, когда он со своей командой занимался лазерами.

Именно на основе его разработок стали изготавливать детали и микросхемы для СВЧ-техники – нитридные гетероструктуры. Однако цена таких микросхем была огромной, потому что материалы подложки (того, на чем они держались) стоили огромных денег.

Когда задумались, как их удешевить, решили совместимость технологию, которая используется в мире для распространенных кремниевых подложек с диаметром 500 мм, и СВЧ-технологии с диаметром 50 мм (вот она – разница в цене). Трудозатраты при этом оставались теми же.

Однако перейти на больший диаметр не позволяло отсутствие отработанных надежных технологий изготовления. Поэтому стали искать возможности изготовить нитрид галлия на кремнии: сначала они были реализованы за рубежом, а потом и у нас.

Первые отечественные приборы были созданы в МИЭТ в 2012-м году на подложках нитрида галлия на кремнии диаметром 50 мм. Сначала они, конечно, были не очень хорошего качества, но принцип изготовления был применен. А в 2017-м МИЭТ вплотную подошел к тому, чтобы изготавливать нитрид галлия на приборы на подложках кремния диаметром 150 мм.

«Мы понимали, что если у нас это получится, то мы будем обладать технологиями мирового уровня, – рассказывает ведущий научный сотрудник МИЭТ, заведующий лабораторией «Элементная база наноэлектроники» кафедры «Квантовая физика и наноэлектроника» Владимир Егоркин.

– Фирмы с мировым именем держат в секрете технологии изготовления таких пластин и составы рабочих структур, при том, что бизнес уже давно говорит о мощнейших характеристиках приборов на них».

Действительно, за рубежом есть даже такая услуга для компаний: вам проводят выращивание структуры по вашему заданию, при этом вся ответственность за «дизайн» структуры лежит на заказчике.

Ведь чтобы понять и смоделировать такую структуру, нужно быть высококвалифицированным специалистом в области физики полупроводниковых приборов.

«Овладев этой технологией, мы получили пробивное напряжение в районе 250 вольт! Сравните, у арсенида галлия, который использовался ранее, напряжение равняется 25-ти вольтам, – говорит Владимир Егоркин.

– Такие мощности особенно важны для внедрения в России пятого поколения мобильной связи.

Количество подложек для производства СВЧ-приборов для телекоммуникаций можно сократить в два раза! Это, безусловно, существенно отразится на стоимости готовых микросхем».

Сейчас ученые МИЭТ находятся на этапе завершения процесса идеологии, создания алгоритмов и выбирают частотные диапазоны для того чтобы запустить производство микросхем на диаметре 150 мм для отечественных СВЧ-приборов нитрида галлия.

СПРАВКА:

Как выращивается галлий на кремнии?

В первую очередь выращивается активная пленка, которая сама по себе состоит из нескольких слоев, выращенных друг за другом. Ее суммарная толщина колеблется в районе нескольких микрон.

Та часть, которая содержит в себе большие вольты, о которых мы говорили выше, сосредоточена как раз в толщине этого тонкопленочного материала.

После формирования пленки, на ней создаются рабочие структуры: транзисторы и микросхемы, которые выполняют функции, заложенные геометрией и топологией (травление, нанесение, нейтрализации, нанесения активных зон и т.д.) будущего СВЧ-прибора.

Чтобы обеспечить возможность подступиться к оставшейся толщине, на нее наклеивается матрица, которая держит всю эту конструкцию, и только после этого идет сошлифовка кремниевой части до 100 микрон. На остатке кремния доводятся все технологические операции контактирования с активными элементами. И только после такой ювелирной работы пластина разделяется на кристаллы, готовые для установки в СВЧ-приборы.

№31 Галлий

Галлий «тающий»

и «замерзающий»

Существование галлия («экаалюминия») и основные его свойства были предсказаны в 1870 году Д. И. Менделеевым.

Элемент был открыт спектральным анализом в пиренейской цинковой обманке и выделен в 1875 году французским химиком П. Э. Лекоком де Буабодраном; назван в честь Франции (лат. Gallia). Точное совпадение свойств галлия с предсказанными было первым триумфом периодической системы.

Нахождение в природе, получение:

Состоит из двух стабильных изотопов с массовыми числами 69 (60,5%) и 71 (39,5%). Среднее содержание галлия в земной коре относительно высокое, 1,5·10-3% по массе, что равно содержанию свинца и молибдена. Галлий — типичный рассеянный элемент. Единственный минерал галлия — галлит CuGaS2 очень редок.

Геохимия галлия тесно связана с геохимией алюминия, что обусловлено сходством их физико-химических свойств. Основная часть галлия в литосфере заключена в минералах алюминия. галлия в бокситах и нефелинах колеблется от 0,002 до 0,01%.

Повышенные концентрации галлия наблюдаются также в сфалеритах (0,01-0,02%), в каменных углях (вместе с германием), а также в некоторых железных рудах. Значительными запасами галлия обладают Китай, США, Россия, Украина, Казахстан.
Основной источник получения галлия — алюминиевое производство.

При переработке бокситов галлий концентрируется в маточных растворах после выделения Аl(ОН)3. Из таких растворов галлий выделяют электролизом на ртутном катоде. Из щелочного раствора, полученного после обработки амальгамы водой, осаждают Ga(OH)3, которую растворяют в щелочи и выделяют галлий электролизом.

Полученный электролизом щелочного раствора жидкий галлий, промытый водой и кислотами (НСl, HNO3), содержит 99,9-99,95% Ga. Более чистый металл получают плавкой в вакууме, зонной плавкой или вытягиванием монокристалла из расплава.

Физические свойства:

Металл серебристо-белого цвета, мягкий, тяжёлый. Отличительная особенность галлия — большой интервал жидкого состояния (tпл 29,8°C, tкип 2230°С) и низкое давление пара при температурах до 1100-1200°С.

Плотность твердого металла 5,904 г/см3 (20°С), ниже чем жидкого, поэтому кристаллизующийся галлий, подобно льду, может разорвать стеклянную ампулу. Удельная теплоемкость твердого галлия 376,7 дж/(кг·К).

Химические свойства:

На воздухе при обычной температуре галлий стоек. Выше 260°С в сухом кислороде наблюдается медленное окисление (пленка оксида защищает металл). Хлор и бром реагируют с галлием на холоду, йод — при нагревании. Расплавленный галлий при температурах выше 300° С взаимодействует со всеми конструкционными металлами и сплавами (кроме W), образуя интерметаллические соединения.

При нагревании под давлением галлий реагирует с водой:2Ga + 4H2O = 2GaOOH + 3H2
С минеральными кислотами Ga медленно реагирует с выделением водорода:2Ga + 6HCl = 2GaCl3 + 3H2 При этом в серной и соляной кислотах галлий растворяется медленно, в плавиковой — быстро, в азотной кислоте на холоду галлий устойчив.

В горячих растворах щелочей галлий медленно растворяется.

2Ga + 6H2O + 2NaOH = 2Na[Ga(OH)4] + 3H2

Важнейшие соединения:

Оксид галлия, Ga2O3 — белый или жёлтый порошок, tпл 1795°C. Получают нагреванием металлического галлия на воздухе при 260 °C или в атмосфере кислорода, или прокаливанием нитрата или сульфата галлия. Существует в виде двух модификаций.

Медленно реагирует с кислотами и щелочами в растворе, проявляя амфотерные свойства:
Гидроксид галлия, Ga(OH)3 — выпадает в виде желеобразного осадка при обработке растворов солей трёхвалентного галлия гидроксидами и карбонатами щелочных металлов (pH 9,7). Можно получить гидролизом солей трёхвалентного галлия.

Проявляет амфотерные, с некоторым преобладанием кислотных, свойства, при растворении в щелочах образует галлаты (например, Na[Ga(OH)4]). Растворяется в концентрированном аммиаке и концентрированном растворе карбоната аммония, при кипячении осаждается.

Нагреванием гидроксид галлия можно перевести в GaOOH, затем в Ga2O3*H2O, и, наконец, в Ga2O3.
Соли галлия. GaCl3 — бесцветные гигроскопичные кристаллы. tпл 78 °C, tкип 215 °C Ga2(SO4)3*18H2O — бесцветное, хорошо растворимое в воде вещество, образует двойные соли типа квасцов.

Ga(NO3)3*8H2O — бесцветные, растворимые в воде и этаноле кристаллы
Сульфид галлия, Ga2S3 — жёлтые кристаллы или белый аморфный порошок с tпл 1250°C , разлагается водой.
Гидриды галлия получают исходя из галлийорганических соединений. Подобны гидридам бора, алюминия: Ga2H6 — дигаллан, летучая жидкость, tпл − 21,4 °C, tкип 139 °C.

[GaH3]x — полигаллан, белое твердое вещество. Гидриды неустойчивы, разлагаются с выделением водорода.
Галанат лития, Li[GaH4] получают в эфирном растворе реакцией 4LiH + GaCl3 = Li[GaH4] + 3LiCl
Бесцветные кристаллы, неустойчив, водой гидролизуется с выделением водорода.

Применение:

Галлий можно использовать для изготовления оптических зеркал, отличающихся высокой отражательной способностью.Галлий — превосходный смазочный материал. На основе галлия и никеля, галлия и скандия созданы практически очень важные металлические клеи.

Арсенид галлия GaAs, а также GaP, GaSb, обладающие полупроводниковыми свойствами — перспективные материалы для полупроводниковой электроники. Они могут применяться в высокотемпературных выпрямителях и транзисторах, солнечных батареях а также в приемниках инфракрасного излучения.

Оксид галлия входит в состав важных лазерных материалов группы гранатов — ГСГГ, ИАГ, ИСГГ и др.

Галлий дорог, в 2005 году на мировом рынке тонна галлия стоила 1,2 млн долларов США, и в связи с высокой ценой и в то же время с большой потребностью в этом металле очень важно наладить его полное извлечение при алюминиевом производстве и переработке каменных углей на жидкое топливо.

Иванов Алексей
ХФ ТюмГУ, 561 группа.

Источники: Википедия: Галлий
                    Сайт «Справочник химика»: Галлий .