ГАЛЛИЙ, ИНДИЙ, ТАЛЛИЙ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ

Галлий Gа был предсказан Д. И. Менделеевым в 1870г., открыт в 1875 г. (Лекок де Буабодран, Франция) спектроскопически в цин­ковой обманке — минерале сфалерите ZnS. Очень редкий элемент, по стоимости дороже золота. Получают в качестве побочного продукта в произ­водства алюминия из бокситов; из цинковых промышленных концентратов и летучей части золы в процессе газификации углей; при электролизе щелочного раствора, полученного выщелачиванием медистых сланцев (выделяется на ртутном катоде).

Галлий — блестящий серебристо-белый металл. Имеет низкую температуру плавления (30°С, т. е. плавится при нагревании в руке) и высокую темпе­ратуру кипения (2403°С), поэтому может использоваться как термометриче­ская жидкость в широком температурном интервале.

Применяют как примесь для легирования полупроводников. Галлий-алюминиевые сплавы, содержащие немного алюминия, представляют собой жид­кости и реагируют с водой так же агрессивно, как натрий.

Арсенид галлия GаАs— важнейший представитель полупроводниковых соединений элементов IIIА и VА групп). Атомы Gа и Аs в сумме имеют столько же валентных электронов (3е + 5е = 8е), что и два атома элемента IVА группы — германия (4е^- + 4е^- = 8е^-), кристалли­ческие решетки GаАs и Gе совпадают, а следовательно, должна быть оди­накова их электрическая проводимость.

Другие соединения — это антимониды алюминия, галлия и индия А1Sb, GаSb и InSb, монофосфиды галлия и индия GаР и InР. Их получают сплавлением стехиометрических количеств особо чистых простых веществ, дополнительной глубокой очисткой методом зонной плавки и целенаправлен­ным легированием добавками магния, теллура и т. п.

Индий In открыт в 1863 г. (Райх и Рихтер, Германия) по синей (окрашенной как индиго) линии спектра в цинковой обманке (сфа­лерите) ZnS (куб.). Очень редкий элемент. Получают попутно из руд цинка и свинца.

Индий — блестящий серебристо-белый металл, очень мягкий (режется ножом). Имеет низкую температуру плавления. Применяют в качестве при­меси для легирования полупроводников и для получения соединений с полупроводниковыми свойствами (см. выше, арсенид галлия). Гальвани­ческие покрытия свинца индием из расплава используются при изготовлении подшипников скольжения и авиационных моторах.

Таллий Т1 открыт в 1861 г. (Крукс, Англия) по светло-зеленой линии в спектре. Содержится в шламах свинцовых камер сернокислотных заводов. Получается как побочный продукт из пирита и медистых сланцев.

Таллий — блестящий мягкий тяжелый металл с окраской, как у свинца. В отличие от галлия и индия таллий на воздухе быстро тускнеет в резуль­тате образования оксидной пленки. Хорошо реагирует с серной и азотной кислотами. В технике почти не применяется.

Соединения таллия очень ядовиты! Соединения таллия (I) устойчивее соединений таллия (III), соединения таллия (I) сходны по свойствам с со­единениями щелочных элементов, серебра и свинца. Оксид таллия (I) ТiО — черное вещество, реагирующее с водой с образованием бесцветного раствора щелочи — гидроксида таллия (I) Т1ОН, который в твердом состоянии имеет желтую окраску. Карбонат таллия (I) Т1₂СО₃ хорошо растворим в воде; рас­твор Тl₂СО₃ вследствие гидролиза сильнощелочной. Галогениды таллия (I) различаются по растворимости в воде, ТlF хорошо растворим, а Т1С1, Т1Вr и Тl I— малорастворимы. Таллий и его соединения обнаруживают по зеле­ному окрашиванию пламени горелки.