Ga/Gallium
chemisch-element
Exact wat je zoekt

31

Ga/Gallium

Gallium is bij kamertemperatuur een vast, glanzend metaal. Maar het smelt al bij 30 graden Celsius – in je hand bijvoorbeeld. Mendelejev, de ‘vader’ van het periodiek systeem, had het bestaan van gallium correct voorspeld, net als sommige eigenschappen van het metaal. Het is een halfgeleider en vervult een belangrijke rol in elektronische en fotovoltaïsche componenten, zoals zonnecellen en laserdiodes.

Symbool

Ga

Protonen/elektronen

31

Groep

13

Isotopen

69Ga

Periode

4

Elektronenconfiguratie

[Ar] 4s2 3d10 4p1

Blok

p

Elektronencofiguratie Bohr

2,8,18,3

Bij kamertemperatuur

vast

Elektronegativiteit

1,8 (Pauling)

Dichtheid

5900 kg m-3

Atoomstraal

141 . 10-12 m

Smeltpunt

30 oC (303 K)

Relatieve atoommassa

69.72

Kookpunt

2204 oC (2477 K)

Soortelijke warmte

-

Warmtegeleidingscoëfficiënt

-

Selecteer

Toepassingen
Naam & ontdekking
Voorkomen
Bereiding
Beeld en audio
Toepassingen

Toepassingen

Naam & ontdekking

Voorkomen

Bereiding

Beeld en audio

Toepassingen

Kwartsthermometer

Gesmolten gallium blijft bij afkoelen vloeibaar tot vér onder het smelt­punt. Een kwartsthermometer gevuld met galli­um is daardoor in staat temperaturen te meten van over een breed temperatuurgebied van ongeveer – 15° tot 1.200 °C.

Lichtgevende diode, LED

Lichtgevende diodes, kortweg LED’s (oorspronkelijk een afkorting van light emitting diodes), zijn opto-elektronische componenten opgebouwd uit halfgeleiders. Bij de zogenaamde p-n-over­gang zenden ze – afhankelijk van de gebruikte materialen – rood, oranje, geel, groen of blauw licht uit. LED’s met galliumfosfide geven groen licht en met galliumarsenide rood licht.

Een doorbraak was de vervaardiging van een blauwe LED op basis van galliumnitridekristallen. Omdat alle kleuren kunnen worden samengesteld uit 3 basiskleuren, opende deze vinding de mogelijkheid tot (goedkope) kleuren displays en LED-tv’s.

Inmiddels is ook de nieuwste generatie spaarlampen met LED’s uitgerust. Het is mogelijk redelijk wit licht te verkrijgen door een combinatie van de drie kleuren in één lamp of door blauw licht op een fosforescerende laag te laten vallen.

Laserdiode

Een bijzondere variant van de LED is de laserdiode. Deze levert coherent, monochromatisch laserlicht met een relatief hoog vermogen (enkele Watts). De meest gebruikte rode laserdiodes bevatten galliumarsenide (GaAs). Blauwe varianten bevatten indiumgalliumnitride (InGaN).

Dit is met afstand het meest gebruikte lasertype waarvan jaarlijks vele honderden miljoenen exemplaren worden geproduceerd. Je vindt laserdiodes bijvoorbeeld in CD-, DVD en ‘blu-ray’-spelers, in laser printers en in apparatuur voor telecommunicatie via optische vezels.

Zonnecellen

Zonnecellen met laagjes galliumarsenide (GaAs) hebben een hoog rendement (ruim 25%). Vanwege hun relatief hoge prijs vind je ze vooral in ‘high performance’ toepassingen zoals in zonnepanelen voor de ruimtevaart (onder andere voor de Hubble-telescoop).

Deze zonnecellen worden ook toegepast in zonne-auto’s voor de prestigieuze “World Solar Challenge”. Vaak gaat het daarbij om ‘space rejects’, voor de ruimtevaart afgekeurde zonnecellen. De bekendste Nederlandse deelnemer aan deze race dwars door Australië (van Darwin naar Adelaide) is de Nuna, gebouwd door studenten van de Technische Universiteit Delft. De Nuna wist de race vier keer op rij te winnen. Overigens was de zesde versie van de Nuna uitgerust met silicium zonnecellen.

Tumordetectie

De radioactieve isotoop 67Ga (halveringstijd 78,3 uur) wordt gebruikt voor het opsporen van tumoren (onder andere melanoom, bepaalde vormen van long- en leverkanker,  de ziekte van Hodgkin) en andere aandoeningen zoals ontstekingen in been­merg en bindweefsel. Het wordt toegepast als 67Ga -citraat. Zieke, hyperactieve cellen nemen deze verbinding meer op dan gezonde cellen. Bij analyse met gammacamera’s wordt daardoor de plaats van de zieke cellen zicht­baar.

Infrarooddetector

Een aantal halfgeleiders is gevoelig voor infraroodstraling. Ze worden daarom toegepast in detectoren voor infrarode straling (“warmtestraling”) zoals in beveiligingsapparatuur (passief infraroodmelders). Onder andere galliumarsenide, -nitride, -antimonide, en -fosfide en zinkselenide zijn geschikt.

Meer toepassingen

Als element en in legeringen

  • Glassoldeer (legering met zeer laag smeltpunt)
  • Kathodebuizen (Al,Ga)
  • Magneten (met Gd, Fe, Y, Li, Mg)
  • Spiegellaag op glas
  • Supergeleiding (V3Ga)
  • Warmtewisselaars in kernreactoren
  • Legeringen met een laag smeltpunt

In verbindingen

Computergeheugen (magnetische laag)Ga2O3/Gd3Ga5O12
Detectie van neutrino’s71Ga-verbindingen
Geïntegreerde schakelingenGaAs
Fosforescerend materiaal voor UV-toepassingenMg3(GaO4)2 gedot. met Mn2+

Naam

Gallium is afgeleid van Gallia, de Latijnse naam voor Frankrijk. Het kreeg die naam van ontdekker Lecoq de Boisbaudran, (foto) als eerbetoon aan diens geboorteland. Sommigen beweren dat ook de naam van de ontdekker met het element is verbonden. Het Latijnse gallus betekent immers haan, wat in het Frans le coq is.

Ontdekking

Gallium werd in 1875 ontdekt door de Franse chemicus Paul Emile Lecoq de Boisbaudran in zinkblende afkomstig uit Pierrefitte in de Pyreneeën. Hij gebruikte daarbij spectro­scopische analy­semethoden.

De eigenschappen van het element bleken zeer nauwkeurig overeen te komen met de in 1871 door Mende­lejev voorspelde eigenschappen van eka-aluminium:

VoorspeldWerkelijk
Atoommassaca. 6869,72
Dichtheid5,95,9004
SmeltpuntLaag29,78 °C
Analyse methodeWaarschijnlijk te vinden via spectro-fotometrische analysemethodenGevonden door spectroscopische analysemethoden
EigenschappenStabiel in lucht, langzaam oplosbaar in sterke zurenStabiel in lucht, langzaam oplosbaar in sterke zuren

Voorkomen

Gallium staat op plaats 35 in de lijst van meest voorkomende elementen in de aardkorst. Het aandeel bedraagt 1,9.10-3 % op gewichtsbasis.

Het enige gallium houdende mineraal is galliet, CuGaS2 (foto).

Voorts is het in kleine hoeveelhe­den te vinden in diverse andere mineralen, zoals:

BauxietAlOx(OH)3-2x (0 < x < 1)
Dias­poorAlO(OH)
GallietCuGaS2
GermanietCu13Fe2Ge2S16 (ca. 1 %)
Sfaleriet(Zn,Fe)S

Ook aardolie en steenkool bevatten gallium.

Winning

Gallium wor­dt voornamelijk gewonnen uit de vliegas van kolen- of olie gestookte centrales en als bijproduct bij de verwerking van bauxiet.

Bereiding

Vroeger

Gallium werd door de ontdekker Lecoq de Boisbaudran bereid door elektrolyse van een ammoniakale oplossing van galliumsulfaat.

Tegenwoordig

Gallium is vooral een bijproduct bij de bereiding van aluminium en zink. Zo levert extractie van aluminaten uit bau­xiet of uit vliegas tevens galliumverbindingen op. In het zogenoemde Rhône-Poulenc-proces gebruikt men hydroxychinoline als eerste extractievloeistof gebruikt, gevolgd door geconcentreerd zwavelzuur of zoutzuur. Ook wordt ionenwisseling gebruikt om galliumverbindingen te isoleren.

Door elektrolyse van de verkregen gallium ver­bindingen wordt vervolgens metallisch gallium verkregen. Dit is verder te zuiveren door elektrolyse of vacuümdestillatie.

Bekijk foto’s en filmpjes
filmpje icoon Gallium - Periodic Videos
Filmpje
Gallium - Periodic Videos
Bekijk het filmpje
afbeelding icoon Elektronenschillen gallium
Afbeelding
Elektronenschillen gallium
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Gallium
Afbeelding
Gallium
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Gallium
Afbeelding
Gallium
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Gallium
Afbeelding
Gallium
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Gallium
Afbeelding
Gallium
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Gallium smelt in hand
Afbeelding
Gallium smelt in hand
Bekijk de afbeelding
Beluister podcasts (Engels)
podcast icoon Gallium - Royal Society of Chemistry
Podcast
Gallium - Royal Society of Chemistry
Luister de podcast

Scheikunde studeren

Wat vinden zij van de studies en het werk?

studieorientatie icoon Spioneren met je immuunsysteem Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Spioneren met je immuunsysteem
Frans onderzoekt het immuun-systeem voor betere vaccins.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Foute keuzes bestaan niet
Hbo | Chemie
Studie
Foute keuzes bestaan niet
Judesha vertelt over haar studiekeuze proces.
Bekijk het artikel
studieorientatie icoon Levend materiaal op basis van de natuur Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Levend materiaal op basis van de natuur
Peter onderzoekt slim materiaal gebaseerd op de natuur.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Voorsprong met een chemische achtergrond Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Voorsprong met een chemische achtergrond
Bekijk Ruben als management trainee bij Remondis.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Chemie is altijd mijn passie geweest Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Chemie is altijd mijn passie geweest
Nick Das studeerde hbo-Chemie en is nu laboratoriummanager.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon De wereld voeden met licht Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
De wereld voeden met licht
Daniel heeft een kunstmatig fotosynthese proces ontwikkeld.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Bo koos voor Chemische Technologie Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Bo koos voor Chemische Technologie
Bo is enthousiast over haar hbo-opleiding. Bekijk de filmpjes.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Aanval door ons eigen immuunsysteem Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Aanval door ons eigen immuunsysteem
Kim onderzoekt enzymen van auto-immuunziekten.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Oersoep en afvalwater Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Oersoep en afvalwater
Saskia probeert waardevolle moleculen uit afvalwater te halen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Ik haalde vroeger zesjes voor scheikunde Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Ik haalde vroeger zesjes voor scheikunde
Student Sanne vertelt over de studie Chemie aan de HAN.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Op de mavo wilde ik al scheikunde studeren Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Op de mavo wilde ik al scheikunde studeren
Lara is chemisch analist bij het bedrijf Astellas.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Ik voelde mij snel thuis in deze studie
Hbo | Chemie
Studie
Ik voelde mij snel thuis in deze studie
Volgens Hylke doorgrond je met de juiste formules elk proces.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Katalysatoren tegen klimaatverandering Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Katalysatoren tegen klimaatverandering
Charlotte probeert CO2 om te zetten in waardevolle stoffen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Hoe is dat eigenlijk, chemie studeren?
Hbo | Chemie
Studie
Hoe is dat eigenlijk, chemie studeren?
De wereld van chemie is groter dan je denkt.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon CO2-recycling Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
CO2-recycling
Francesco werkt aan CO2 omzetten naar chemicaliën.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Orgaanschade omkeren Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Orgaanschade omkeren
Patricia doet onderzoek naar synthetische materialen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Slim membranen maken; in water Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Slim membranen maken; in water
Wiebe doet onderzoek naar membranen in water.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Positief bijdragen aan het leven van mensen
Hbo | Chemie
Studie | Bedrijf
Positief bijdragen aan het leven van mensen
Anna, David en Joeri kijken terug op hun studietijd.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Tom loopt stage bij Teijin Aramid Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Bedrijf | Stage
Tom loopt stage bij Teijin Aramid
Tom is student Chemische Technologie en laat zijn stagewerkplek zien.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Een duurzame coating Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Een duurzame coating
Hung Chien zoekt een duurzame manier om coatings te maken.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Diploma (bijna) gehaald en nu!?
Hbo | Chemie
Studie
Diploma (bijna) gehaald en nu!?
Lees waarom Femke koos voor het hbo na het vwo.
Bekijk het artikel
studieorientatie icoon We hebben hier een geweldig lab Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
We hebben hier een geweldig lab
Sanne, Justus en Boyd vertellen waarom zij kozen voor Utrecht.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Chemie is meer dan alleen maar deeltjes Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Chemie is meer dan alleen maar deeltjes
Ontdek de studie Chemische Technologie samen met Miriam!
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Jij en chemie? Dat geloof ik niet Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Jij en chemie? Dat geloof ik niet
Elisa is nu vierdejaarsstudent Chemie in Amsterdam.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Je bent wel met serieus werk bezig Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Je bent wel met serieus werk bezig
Docenten en studenten vertellen over de hbo-studie Chemie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Medicijnen maken van rotte appels Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Medicijnen maken van rotte appels
Uniek project van studenten Chemische Technologie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Vicky vond de bètavakken leuk Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Vicky vond de bètavakken leuk
Bij Chemische Technologie zit ze nu op haar plek.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Je bent bij deze studie geen nummer!
Hbo | Chemie
Studie
Je bent bij deze studie geen nummer!
Lees hoe Marjolein Chemische Technologie vindt.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Goed persoonlijk contact met docenten Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Goed persoonlijk contact met docenten
Matthew koos na het mbo voor de opleiding Chemie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Een stromend, staalhard materiaal Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Een stromend, staalhard materiaal
Lauri ontwerpt chemische bouw-stenen voor nieuwe materialen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Chemische Technologie studeren in Groningen Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Chemische Technologie studeren in Groningen
Wenke en Jeroen laten je zien wat de opleiding inhoudt.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Ik ben echt een spin in het web Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Ik ben echt een spin in het web
Isabelle deed Chemische Technologie en is nu continuverbetercoördinator.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Timo is chemisch technoloog en projectmanager Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Techniek & Ontwerp
Beroep | Bedrijf
Timo is chemisch technoloog en projectmanager
Hij deelt zijn werkervaringen graag met jou.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Praktijklessen vind ik leuk om te doen Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Praktijklessen vind ik leuk om te doen
Nighel studeert Chemie, bekijk zijn filmpje!
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Van het laboratorium naar Pinkpop Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Van het laboratorium naar Pinkpop
Bekijk Koen als research and development technologist.
Bekijk de story
studieorientatie icoon Op zoek naar de Ronaldo onder de nanodeeltjes Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Op zoek naar de Ronaldo onder de nanodeeltjes
Lotte doet onderzoek naar nanodeeltjes.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Als chemisch technoloog is elke dag anders Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Als chemisch technoloog is elke dag anders
Ontdek wat Catrien zo leuk vindt aan haar baan als technoloog.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Kunnen we een implantaat 3D printen? Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Kunnen we een implantaat 3D printen?
Tosca is op zoek naar bruikbare materialen voor 3D printen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Een chemische gereedschapskist voor de toekomst Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Een chemische gereedschapskist voor de toekomst
Danny werkt aan alternatieven voor aardolie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Waarom ik moleculen opsluit in een kooi? Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Waarom ik moleculen opsluit in een kooi?
Anne onderzoekt reactie- omstandigheden van moleculen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Op kleine schaal grote problemen oplossen Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Op kleine schaal grote problemen oplossen
Krzysztof doet onderzoek naar macromoleculen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Werken aan nieuwe technieken voor windenergie Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Werken aan nieuwe technieken voor windenergie
Vierdejaars student Mart vindt zijn hbo-opleiding top!
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Een huid voor robots Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Een huid voor robots
Professor Zhenan werkt aan kunstmatige elektronische huid.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Ik leer ook van dingen naast mijn studie Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Ik leer ook van dingen naast mijn studie
Nick studeert Chemie en heeft een top tijd.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Als chemisch analist moet je kritisch zijn Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Als chemisch analist moet je kritisch zijn
Lara vertelt over werk als chemisch analist
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Verliefd op moleculen Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Verliefd op moleculen
Bert Meijer doet onderzoek naar de dynamica van moleculen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Als chemisch technoloog blijf je je ontwikkelen Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Als chemisch technoloog blijf je je ontwikkelen
Ontdek wat Fabrice zo leuk vindt aan chemisch technoog zijn.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Het mooie aan deze studie zijn de grote labs Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Het mooie aan deze studie zijn de grote labs
Studenten laten je alle ins and outs zien van hbo Chemie.
Bekijk het filmpje