Gallium.

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Le gallium

Le gallium (symbole : Ga) est un élément chimique métallique. Il porte le numéro atomique 31 dans le tableau périodique des éléments et appartient au groupe 13 et à la période 4 de ce tableau. À température ambiante, le gallium est un solide mou, argenté, et il est un peu plus dur que la cire. Il a une faible température de fusion légèrement supérieure à 29 °C, ce qui signifie qu'il peut fondre dans la main d'un être humain. Utilisations :

• Semi-conducteurs. - Le gallium est utilisé dans la fabrication de semi-conducteurs, notamment dans les diodes électroluminescentes (LED) et les cellules solaires.
• Imagerie médicale. - Certains radioisotopes du gallium sont utilisés en médecine nucléaire pour l'imagerie diagnostique.
• Refroidissement. - Le gallium est parfois utilisé dans les systèmes de refroidissement de haute performance, notamment dans l'industrie spatiale.
• Alliages métalliques. - Il est souvent utilisé aussi comme composant dans des alliages, notamment avec l'aluminium pour fabriquer des composants électroniques, des miroirs et des thermomètres.
• Catalyseurs. - Enfin, il peut être utilisé comme catalyseur dans certaines réactions chimiques.

Numéro atomique
Masse atomique (uma)
Point d'ébullition (°C)^*
Point de fusion (°C)
Masse volumique (g/cm³)^*
Structure électronique^*
^{Degrés
d'oxydation}

31
69,72
2237^*
29,8
5,91^*
(Ar)3d¹⁰4s²4p¹
3

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Les sources de gallium.
Le gallium est assez rare dans la croûte terrestre, mais il est présent dans certains minerais comme la bauxite et la sphalérite et il est principalement extrait comme sous-produit du zinc et de l'aluminium. Certains minerais contiennent des concentrations significatives de gallium qui méritent d'être exploités pour en extraire cet élément.

• Bauxite. - La bauxite est la principale source de l'aluminium, mais elle peut également contenir du gallium à des concentrations variables.
• Bauxite de latérite. - Certains gisements de bauxite de latérite contiennent des concentrations élevées de gallium comparativement à d'autres types de bauxite. Cependant, ces gisements sont moins courants.
• Sphalérite. - La sphalérite est un minerai de zinc. Le gallium peut être présent dans certains gisements de sphalérite sous forme de traces, et il est récupéré lors du traitement du minerai de zinc.
• Germanite. - Ce minéral est un sulfure complexe de cuivre, de fer et de zinc, et il peut contenir des quantités significatives de gallium. Cependant, la germanite n'est pas aussi courante que la sphalérite comme source de zinc, ce qui limite la disponibilité du gallium provenant de ce minerai.

La production de gallium est concentrée dans quelques pays. La Chine, la Russie, le Kazakhstan et l'Allemagne sont parmi les principaux producteurs. Cette concentration peut potentiellement affecter la manière dont les pays dépendants de ce métal interagissent sur le plan économique et politique. De plus, le gallium étant principalement récupéré comme sous-produit de l'extraction d'aluminium et de zinc, sa disponibilité est étroitement liée à la production de ces métaux. Toute fluctuation dans leur demande ou leur production peut influencer l'offre de gallium.

Les principaux composés du gallium.
Le gallium forme de nombreux composés chimiques, tant inorganiques qu'organiques, en raison de sa position dans le tableau périodique et de ses propriétés chimiques. Exemples :

• Oxydes de gallium. - Le gallium forme différents oxydes, tels que le Ga2O3 (oxyde de gallium (III)), le GaO (oxyde de gallium(I)), et le Ga2O (oxyde de gallium (I)), mais le Ga2O3 est le plus commun. L'oxyde de gallium peut être utilisé dans la fabrication de verres spéciaux et de semi-conducteurs.
• Chlorures de gallium. - Les chlorures de gallium comprennent le GaCl3 (chlorure de gallium (III)), le GaCl2 (chlorure de gallium (II)), et le GaCl (chlorure de gallium(I)). Le chlorure de gallium (III) est couramment utilisé comme catalyseur dans les réactions organiques.
• Nitrures de gallium. - Les nitrures de gallium sont des composés importants dans l'industrie des semi-conducteurs, en particulier le nitrure de gallium (GaN), utilisé dans les LED et d'autres dispositifs électroniques.
• Arséniures de gallium. - Des composés comme GaAs (arséniure de gallium) sont largement utilisés dans les semi-conducteurs à haute fréquence et dans les dispositifs optoélectroniques.
• Composés organométalliques de gallium. - Ces composés organiques contiennent des liaisons entre le gallium et des groupes organiques. Ils sont utilisés notamment dans la synthèse organique et la catalyse.
• Composés de coordination. - Le gallium forme également des complexes de coordination avec divers ligands, utilisés en chimie de coordination et en catalyse.