Elemento químico · otro metal
Galio
Metal que se funde en la mano; se usa en semiconductores y LEDs.
Propiedades rápidas
- Nº atómico
- 31
- Peso atómico
- 69.723
- Grupo
- 13
- Periodo
- 4
- Estado
- sólido
- Bloque
- P
- Valencia
- +3
- Tipo
- otro metal
Qué es el galio
El galio (Ga) es el elemento número 31, un metal plateado célebre por una propiedad sorprendente: funde a solo 29,8 °C, de modo que se derrite en la palma de la mano. Y sin embargo no hierve hasta más de 2.200 °C, el mayor rango líquido de todos los elementos. Su importancia real está en la electrónica: el arseniuro de galio (GaAs) y el nitruro de galio (GaN) son semiconductores clave en LED, paneles solares y chips de radiofrecuencia. Históricamente fue famoso porque Mendeléyev predijo su existencia y propiedades —lo llamó «eka-aluminio»— antes de que se descubriera en 1875.
Para qué sirve el galio
Semiconductores
El galio es crucial en la producción de semiconductores, especialmente en la forma de arseniuro de galio (GaAs), que se utiliza en dispositivos electrónicos como móviles y satélites por su eficiencia en la transmisión de señales.
LEDs
Este elemento es fundamental en la fabricación de diodos emisores de luz (LEDs), donde se emplea para producir luz de alta intensidad y bajo consumo energético, siendo clave en la iluminación moderna.
Termómetros
El galio se utiliza en termómetros de alta precisión como sustituto del mercurio, ya que es menos tóxico y se expande uniformemente con la temperatura, proporcionando mediciones exactas.
Datos del galio
- Número atómico (Z)
- 31
- Masa atómica
- 69,723 u
- Punto de fusión
- 29,76 °C
- Punto de ebullición
- 2229 °C
- Densidad
- 5,91 g/cm³
- Electronegatividad (Pauling)
- 1,81
- Radio atómico
- 135 pm
- Energía de 1ª ionización
- 578,8 kJ/mol
- Afinidad electrónica
- 28,9 kJ/mol
- Dureza (Mohs)
- 1,5
- Estructura cristalina
- ortorrómbica (α-Ga, peculiar)
- Color / aspecto
- blanco-plateado azulado, brillante
- Origen del nombre
- del latín «Gallia» (Francia), país natal de su descubridor (también juego de palabras con «gallus» = gallo / Lecoq)
- Descubrimiento
- 1875 · Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran (predicho por Mendeléyev como «eka-aluminio») (Francia)
Propiedades del galio
Propiedades físicas
El galio es un metal plateado y brillante, con una densidad de aproximadamente 5.91 g/cm³. Su punto de fusión es notablemente bajo, alrededor de 29.76 °C, mientras que su punto de ebullición es de 2204 °C. Es un buen conductor de electricidad y presenta una estructura cristalina ortorrómbica.
Propiedades químicas
Químicamente, el galio es bastante reactivo, especialmente con ácidos y bases. Forma compuestos principalmente en los estados de oxidación +3 y +1. Aunque no es especialmente peligroso, debe manejarse con cuidado para evitar la contaminación ambiental.
Configuración electrónica
La configuración electrónica abreviada del galio es:
[Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p¹
En notación desarrollada completa:
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p¹
El galio distribuye sus 31 electrones siguiendo las reglas de Aufbau, Hund y el principio de exclusión de Pauli. Los electrones del último nivel energético (los electrones de valencia) son los responsables de las propiedades químicas del elemento.
Estados de oxidación y valencias del galio
| Estado | Ejemplo(s) | Frecuencia |
|---|---|---|
| +1 | GaCl (raro) | raro |
| +3 | Ga₂O₃, GaCl₃, GaAs (semiconductor) | principal |
Si lo que necesitas es formular, en la página de la valencia del galio está cada estado de oxidación con su ejemplo resuelto y de dónde sale a partir de la configuración electrónica.
Historia del galio
El galio fue descubierto por el químico francés Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran en 1875. Utilizó espectroscopía para identificar sus líneas espectrales características. El nombre 'galio' proviene de 'Gallia', el nombre latino para Francia, aunque también se dice que es un juego de palabras con el apellido del descubridor, Lecoq, que significa 'el gallo' en francés. Este descubrimiento confirmó las predicciones de Mendeleev sobre la existencia de un elemento entre el aluminio y el indio.
Compuestos habituales
| Fórmula | Nombre | Descripción |
|---|---|---|
| GaAs | Arseniuro de galio | Un compuesto semiconductor esencial en la fabricación de dispositivos electrónicos de alta frecuencia. |
| GaN | Nitruro de galio | Utilizado en LEDs y láseres, conocido por su eficiencia en la emisión de luz. |
| Ga2O3 | Óxido de galio | Empleada en sensores de gas y como material dieléctrico en electrónica. |
Dónde se encuentra el galio
El galio no se encuentra libre en la naturaleza, sino que está presente en minerales como la bauxita y el zinc. Se obtiene principalmente como subproducto en la extracción de aluminio y zinc. Aunque es raro, es más abundante que elementos como el oro en la corteza terrestre.
Isótopos del galio
| Isótopo | Masa | Abundancia | Vida media |
|---|---|---|---|
| Ga-69 | 68,92558 u | 60,108 % | estable |
| Ga-71 | 70,92471 u | 39,892 % | estable |
| Ga-67 | 66,92820 u | — | 78,28 h |
| Ga-68 | 67,92798 u | — | 67,71 min |
Curiosidades sobre el galio
-
El galio puede permanecer en estado líquido en un rango de temperaturas muy amplio, desde cerca de 30 °C hasta más de 2000 °C, lo que lo hace único entre los metales.
-
A pesar de su baja toxicidad, el galio puede causar irritación en la piel si se manipula en estado líquido durante mucho tiempo.
-
El galio no se encuentra en estado puro en la naturaleza, sino que se extrae principalmente como subproducto del procesamiento de bauxita y zinc.
El galio en la tabla periódica
- Tipo: otro metal.
- Grupo: grupo 13 (otros metales).
- Periodo: 4.
- Bloque: P (el último electrón se aloja en un orbital de tipo p).
- Valencia principal: +3.
Compara con el resto de otros metales o con los elementos del periodo 4.