Seguro que te suena el nombre de este elemento químico porque lo has recitado, después del aluminio, incontables veces mientras aprendías la tabla periódica de memoria y, ahora mismo, te preguntarás qué tiene de especial. Pues mucho más de lo que imaginas, ya que no sólo tiene unas propiedades físicas que lo diferencian de otros metales, sino que su uso es muy importante en la tecnología actual.
El galio es un metal de número atómico 31 de la tabla periódica, pertenece al grupo de elementos metálicos conocido como metales del bloque p que están situados junto a los metaloides o semimetales en la tabla periódica. Este tipo de elementos tienden a ser blandos y presentan puntos de fusión bajos, propiedades que también se pueden atribuir al galio.
Es un elemento bastante poco común en la corteza terrestre: ocupa el número 35 en la lista de elementos más abundantes con una concentración de unas 16 partes por millón. Además, se asocia muy fácilmente a otros elementos. Como tantos otros metales de la parte media de la tabla, el galio tiene varios estados de oxidación (+1, +2 y +3, aunque el más común es +3), y tiende a librarse de electrones, es decir, oxidarse. Como consecuencia, es imposible encontrarlo puro en la naturaleza.
Respecto a su origen, el químico francés Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran, descubrió el galio en el año 1875 y, también, obtendría la primera forma libre de este metal mediante electrólisis en una solución de hidróxido de potasio (KOH).
El nombre de este extraño elemento proviene de Gallia, el nombre latino del país natal de Boisbraudran. No obstante, en su origen etimológico también está presente el término en latín gallus, vocablo que designa al gallo y, a partir del cual, existe la suposición que el nombre viene de Lecoq o Le coq, gallo en francés, que era el sobrenombre adoptado por su descubridor, quien además del galio descubrió los elementos químicos samario y disprosio.
Curiosamente, cuando el químico ruso Dmitri Mendeleiev creó la primer tabla periódica de los elementos químicos, lo llamó eka-aluminio, y fue el primer elemento de la historia en ser descubierto tras su predicción teórica. Mendeleiev predijo la existencia de elementos aún desconocidos a partir de los “huecos” teóricos que dejaban en la tabla que había elaborado. En el caso del galio existía un hueco de este tipo, de modo que el ruso llamó al elemento correspondiente eka-aluminio, usando el sánscrito. Pero Mendeleiev, no se limitó solo a predecir su existencia, también se dedicó a intentar estimar sus propiedades.
Para hacerlo disponía de los otros elementos a su alrededor: además del aluminio (en la misma columna que el galio pero en un período anterior) conocía el indio (en la misma columna pero en la siguiente fila) y también el cinc (el elemento inmediatamente anterior en la tabla). Desgraciadamente no tenía datos del elemento inmediatamente posterior: el eka-silicio (hoy en día lo conocemos como germanio), porque le sucedía exactamente lo mismo que al eka-aluminio. Pero el ruso hizo lo propio con él, y predijo sus propiedades. De manera que, utilizando los datos de los elementos que sí conocía (especialmente el aluminio), Mendeleiev calculó las correspondientes del eka-aluminio. En lo que a muchos les pareció un atrevimiento insolente, en 1871 el ruso afirmó las propiedades fundamentales de este elemento entonces desconocido.
Esta es la tabla periódica creada por Mendeleiev en 1871. En el grupo III, debajo del aluminio, hay un hueco que correspondería al escandio y, debajo de éste, está el hueco correspondiente al eka-aluminio
Pero volvamos al galio, en estado sólido presenta un color plateado y blanquecino, con características muy peculiares. Se trata de un elemento químico que no existe libre en la naturaleza, se crea artificialmente (surge como subproducto en la fabricación del aluminio o cinc) y que junto al mercurio, cesio y rubidio, constituyen los únicos 4 metales capaces de mantenerse en estado líquido a una temperatura próxima a ambiente (29,78 ºC).
Esta característica es muy peculiar y sorprendente, lo que hace que si tocamos galio en estado sólido con las manos, nuestra temperatura corporal hace que cambie a estado líquido. Te dejo un video de J. Angel Menendez, donde es más espectacular de ver. Por cierto, el galio no es tóxico (en algunas personas puede producir dermatitis, pero no tiene comparación con los peligros del mercurio), así que la persona del vídeo no tiene de qué preocuparse por tocar galio con la mano.
Otra característica curiosa es que al solidificarse se expande hasta un 3,1%, por lo que, hay que ser cuidadoso al guardarlo en un recipiente. Algunas de sus formas pueden hallarse como elemento traza en el carbón, la bauxita y algunos otros minerales del planeta. Cuando este elemento se derrite y se convierte en líquido, al ser apenas expuesto al calor, se utiliza en tecnologías de semiconductores y como componente de algunas aleaciones con bajos puntos de fusión. Tiene dos isótopos estables: Ga-69 y Ga-71. Además a 1,09 K es superconductor. El galio muy puro sólo es atacado muy lentamente por los ácidos. En contacto con el aire y con agua forma rápidamente una fina capa de su óxido insoluble y químicamente inerte. Ataca a ciertos metales (aluminio, plata, cinc y cobre) aleándose con ellos.
Por si lo que has leído hasta aquí te parece poco, el galio tiene múltiples usos. Te enumero algunos de ellos:
- Su uso principal es en semiconductores, donde se utiliza comúnmente en circuitos de microondas y en algunas aplicaciones de infrarrojos. También se utiliza en para fabricar diodos LED de color azul y violeta, y diodos láser.
- Se usa en las armas nucleares para ayudar a estabilizar el plutonio.
- También se puede utilizar en el interior de un telescopio para encontrar neutrinos.
- Como un componente en algunos tipos de paneles solares.
- Componente importante en la producción de espejos.
- El galinstano que es una aleación de galio, indio y estaño, se utiliza en muchos termómetros médicos. Este ha sustituido a los tradicionales termómetros de mercurio que pueden ser peligrosos.
- El galinstano se puede aplicar al aluminio de modo que pueda reaccionar con el agua y generar hidrógeno.
- También tiene aplicaciones médicas. Por ejemplo, las sales de galio se usan para tratar a personas con exceso de calcio en su sangre. Los isótopos de galio se utilizan en medicina nuclear para explorar a los pacientes en ciertas circunstancias.
Realmente interesante, ¿verdad? Seguro que no habías pensado que un elemento de la tabla periódica como el galio podía esconder tantas utilidades.
Nota: me habéis preguntado dónde se puede conseguir galio, la respuesta es: en internet, sin ir más lejos en Amazon. Tengo un amigo que lo ha comprado ahí, concretamente éste. Solo recordarte que el galio no es tóxico.
Fuentes
Imagen: wikipedia
Imagen tabla periódica: wikipedia
eltamiz.com/2012/12/13/conoce-tus-elementos-el-galio/
www.vix.com/es/btg/curiosidades/4541/caracteristicas-del-galio
www.livescience.com/29476-gallium.html
ww.uam.es/docencia/elementos/spV21/conmarcos/elementos/ga.html
elementos.org.es/galio
www.lenntech.es/periodica/elementos/ga.htm
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Gracias por el artículo, muy bien hecho y muy interesante.
quisiera saber si una vez derretido el galio, se vuelve a solidificar??
Si se enfría a temperaturas menores de su punto de fusión (29,78 °C) vuelve a solidificar