Gálio (Ga)

Principais propriedades

O gálio é um metal prateado e macio cujo ponto de fusão fica pouco acima da temperatura ambiente, em torno de 30 graus Celsius, enquanto a ebulição só ocorre acima de 2200 graus. Essa faixa líquida excepcionalmente ampla é uma das mais extensas conhecidas entre os elementos.

Ao solidificar, o gálio se expande, comportamento incomum que ele compartilha com a água e com poucos outros materiais. O metal líquido adere ao vidro e à cerâmica, molhando as superfícies em que encosta, e forma ligas de baixa fusão com índio e estanho. Nos compostos, o estado de oxidação mais três é largamente predominante.

Ocorrência na natureza

Não existe minério de gálio propriamente dito: o elemento aparece disperso, em concentrações baixas, na bauxita e nos minérios de zinco, com abundância na crosta terrestre estimada em cerca de dezenove partes por milhão. Por essa dispersão, sua disponibilidade depende inteiramente da mineração de outros metais.

Processo de obtenção

A produção mundial é essencialmente um aproveitamento secundário: o gálio é recuperado das soluções que circulam no beneficiamento da bauxita para alumínio e, em menor medida, do tratamento de concentrados de zinco. Etapas posteriores de purificação em instalações especializadas elevam o metal aos graus de pureza exigidos pela indústria eletrônica.

Aplicações

O arseneto de gálio e o nitreto de gálio são a base de dispositivos que o silício não atende bem: diodos emissores de luz, incluindo os LEDs azuis e brancos que transformaram a iluminação, lasers de leitores ópticos e de fibras, amplificadores de radiofrequência de estações de telefonia e células solares de alta eficiência usadas em satélites. O nitreto de gálio também domina os carregadores compactos de alta potência. Ligas líquidas de gálio substituem o mercúrio em termômetros e servem de fluido de transferência de calor.

Importância biológica

O gálio não desempenha função biológica conhecida em nenhum organismo. Isótopos radioativos do elemento, no entanto, são empregados como marcadores em exames de medicina nuclear, porque o íon gálio circula no organismo de maneira parecida com a do ferro, sempre em procedimentos conduzidos por serviços autorizados.

Riscos e precauções

O gálio metálico tem toxicidade baixa, mas mancha a pele e ataca outros metais: em contato prolongado, penetra na estrutura do alumínio e o torna quebradiço, o que impõe restrições ao seu transporte aéreo. Vários de seus compostos semicondutores, sobretudo os que contêm arsênio, são perigosos quando reduzidos a pó ou aquecidos, e sua manipulação é restrita a ambientes industriais controlados. Antes de qualquer contato profissional com o elemento ou suas ligas, consulte a ficha de informações de segurança do produto e profissionais habilitados.

História da descoberta

Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran encontrou o elemento em 1875 ao examinar o espectro de um material extraído de minério de zinco dos Pirineus, onde identificou duas linhas violeta desconhecidas. Poucos meses depois obteve o metal isolado. O achado teve peso especial porque Dmitri Mendeleev havia previsto a existência de um elemento com essas características, chamado provisoriamente de eca-alumínio, e as propriedades medidas confirmaram a previsão com precisão notável.

Origem do nome

Deriva de Gallia, o nome latino da França, em homenagem ao país do descobridor. Circulou por muito tempo a hipótese de um duplo sentido, já que gallus significa galo em latim e o sobrenome do químico era Lecoq, mas ele próprio negou a intenção.

Isótopos relevantes

⁶⁹Ga (cerca de 60%) e ⁷¹Ga (cerca de 40%).

Isótopos são átomos do mesmo elemento com quantidades diferentes de nêutrons. Eles compartilham o comportamento químico, mas diferem em massa e em estabilidade nuclear. Veja a definição no glossário.

Curiosidades

• Uma amostra de gálio sólido derrete quando segurada na palma da mão, sem qualquer aquecimento adicional.
• O prêmio Nobel de Física de 2014 reconheceu o desenvolvimento dos LEDs azuis eficientes, baseados em nitreto de gálio.
• Como o gálio líquido molha o vidro, ele não pode ser guardado em recipientes de vidro comum.