gallio

Elemento chimico, simbolo Ga, numero atomico 31, peso atomico 69,714, di cui sono noti due isotopi stabili, ⁶⁹₃₁Ga (60,4%) e ⁷¹₃₁Ga (39,6%), e numerosi isotopi instabili. Scoperto da P.-É. Lecoq de Boisbaudran per via spettroscopica nel 1875, il suo nome deriva dal cognome latinizzato dello scopritore. È un metallo tenero (durezza Mohs 1,5), duttile, di colore grigio bluastro, con densità di 5,9 g/cm³ a 20 °C, che cristallizza in cristalli ortorombici e fonde a 29,78 °C. Il metallo liquido, di colore molto simile all’argento, bolle a 2400 °C e perciò il g., tra tutti gli elementi noti, possiede il più esteso campo di esistenza in fase liquida. Alle alte pressioni esistono due altre modificazioni cristalline, che fondono rispettivamente a −16 e a −36 °C. Le proprietà fisiche allo stato solido, in particolare la resistività elettrica e il coefficiente di dilatazione termica lineare, mostrano un carattere di forte anisotropia. Il g., analogamente al germanio e al bismuto ma a differenza degli altri metalli, solidifica con aumento di volume del 3,2%.

In natura è molto diffuso e si ritrova generalmente associato con zinco, germanio e alluminio. La sua concentrazione nei minerali è però molto piccola e soltanto raramente raggiunge valori di 0,5-1%. Il minerale a più alto contenuto in g. (circa 0,6%) è la germanite. Prima della Seconda guerra mondiale il g. era ottenuto principalmente come sottoprodotto della metallurgia del rame, mentre attualmente lo si ottiene soprattutto come sottoprodotto dell’estrazione dell’allumina dalle bauxiti con il processo Bayer; dalle soluzioni di alluminato sodico il g. può essere estratto con vari metodi (per es., tramite elettrolisi con catodo di mercurio).

Il g. ha proprietà chimiche molto simili a quelle dell’alluminio e, come questo, ha un comportamento anfotero, però con carattere più acido. Nei suoi composti si comporta da trivalente (composti gallici), ma sono anche noti composti bi- e monovalenti (composti gallosi); allo stato puro è attaccato soltanto dall’acqua regia, ma la presenza di impurezze rende possibile l’attacco per la maggior parte degli acidi minerali. Gli alogeni, in particolare cloro e fluoro, reagiscono rapidamente a freddo con esso e la combinazione è accompagnata da fenomeni di incandescenza; zolfo, selenio, tellurio, arsenico e antimonio si combinano con il g. a caldo. Con molti metalli il g. forma leghe e composti intermetallici. All’aria, a freddo, si ricopre di uno strato di ossido che lo protegge dall’ulteriore ossidazione; a caldo si ossida alla temperatura di circa 1000 °C. Il g. liquido a temperature superiori a 500 °C è corrosivo per la maggior parte dei metalli: i più resistenti sono il tungsteno, il niobio, il tantalio e il molibdeno.

La produzione annuale mondiale stimata (2005) di g. raggiunge circa 179 t metriche; i paesi maggiori produttori sono Cina, Germania, Giappone, Kazakistan e Ungheria.