갈륨 원소의 성질과 이용

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갈륨(갤리엄 Gallium, Ga) 원소의 성질과 이용

 

󰋯 원자번호：31

󰋯 족：13족(4주기)

󰋯 원자량：69.723

󰋯 밀도：5.91 g·cm-3

󰋯 각 전자궤도의 전자 수：2, 8, 18, 3

󰋯 mp：29.765℃ / 󰋯 bp：2,204℃

 

알루미늄과 함께 13족에 속하는 갈륨은 화학적 성질도 닮았다. 갈륨은 칼로 자를 수 있을 정도로 무른 금속이며, 온도가 29.8℃만 되어도 액체 상태로 변한다. 그러므로 갈륨을 손에 쥐고 있으면 녹아 흘러내린다. 반면에 갈륨의 끓는 온도는 2,204℃에 이른다. 그러므로 갈륨은 29.8℃에서 2,204℃ 사이에서는 액체 상태로 존재한다. 이처럼 상온에서 액체 상태인 금속에는 갈륨 외에 수은, 세슘, 루비듐, 프랑슘이 있다.

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이런 성질 때문에 갈륨은 극단적으로 높은 온도를 재는 온도계의 충전제로 이용된다. 흥미롭게도 갈륨은 액체 상태에서 고체로 되면 부피가 팽창하는(물을 닮음) 특이한 성질을 가졌다. 그러므로 유리 용기에 액상(液狀)의 갈륨을 담아 낮은 온도에 둔다면 고체가 되면서 용기를 깨뜨릴 위험이 있다.

 

 

자연계에는 순수한 상태로 존재하는 갈륨이 없으며, 다른 금속을 재련할 때 부산물로 얻고 있다. 갈륨은 알루미늄광인 보크사이트라든가 아연광 등에 미량 포함되어 있다. 멘델레예프는 1871년에 갈륨이 존재할 것을 예측하고 화학적 성질까지 예상하면서 주기율표에서 자리를 비워두었다. 몇 해 후, 프랑스의 화학자 부아보드랑(Paul Emile Lecoq de Boisbaudran 1838-1912)이 1875년에 갈륨 원소를 발견했다.

 

 

 

손바닥에 놓인 갈륨이 마치 수은처럼 보인다.

 

 

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