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Gallium, Indium, Thallium

Steckbrief

Abb.1
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Abb.2
Indium
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Abb.3
Thallium
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Gallium
Gallium ist ein hartes, sprödes, in der Nähe des Schmelzpunktes von 29,78 °C weiches und dehnbares, silbrig glänzendes Metall.Das Element kristallisiert in einem orthorhombischen Gitter (α-Gallium). Die Struktur des Galliums baut sich aus gewellten, miteinander verknüpften Ga-Atomschichten auf, in denen Ga2-Einheiten vorliegen. Jedes Ga-Atom einer solchen Einheit koordiniert mit 6 Ga-Atomen anderer Einheiten. Neben dem unter Normalbedingungen existenten α-Gallium sind noch sechs weitere, darunter drei Hochdruck-Modifikationen bekannt. Während des Schmelzprozesses bleiben die Ga2-Einheiten weitgehend erhalten. Charakteristisch ist dabei eine Volumenkontraktion, d.h. die Schmelze weist eine höhere Dichte auf als die feste Phase. Gleiches ist von den Elementen Silicium, Germanium, Antimon, Bismut sowie vom Wasser (Dichteanomalie des Wassers) bekannt. Beim Erstarren der Schmelze zeigt Gallium eine ausgeprägte Tendenz zur Unterkühlung: Ohne Zugabe von Spuren des festen Metalls (Impfkristalle) erfolgt auch weit unterhalb des Schmelzpunktes keine Kristallisation (bis -120 °C). Mit seinem für Metalle typischen hohen Siedepunkt von 2403 °C ist Gallium im gesamten PSE das Element mit dem ausgedehntesten Flüssigkeitsbereich von mehr als 2000 K. Trotz seiner relativ hohen elektrischen Leitfähigkeit zählt Gallium aufgrund seiner Struktur und seines Schmelzverhaltens zu den Halbmetallen.
Indium
Indium ist ein silberweißes, glänzendes, bleiähnliches, sehr weiches Metall, das sich leicht mit dem Messer schneiden lässt (Smp: 156,6 °C).Das Element kristallisiert in nur einer bekannten Modifikation in annähernd dichtester Kugelpackung im tetragonalen System. Es ist wie Zinn ein "schreiendes" Metall, d.h. beim Biegen ist ein eigentümlich knirschendes Geräusch hörbar, das durch die Reibung kleinerer Metallkristalle aneinander verursacht wird.
Thallium
Thallium gleicht in seinem äußeren Erscheinungsbild dem Blei: Es ist weich, zäh und von bläulich-weiß glänzender Farbe. An der Luft läuft es sofort grau an.Vom Thallium sind drei Modifikationen bekannt: Das gewöhnliche hexagonale α-Thallium wandelt sich oberhalb 230 °C in das kubisch raumzentrierte β-Thallium um, das auch durch Unterkühlung bei Normaltemperatur erhältlich ist. Bei hohen Drücken bildet sich eine kubisch flächenzentrierte γ-Form aus.

Geschichte

Gallium
Das Element Gallium wurde 1875 von Paul Émile Lecoq de Boisbaudran (1838-1912) bei spektralanalytischen Untersuchungen als Bestandteil einer aus Pierrefitte (Pyrenäen) stammenden Zinkblende nachgewiesen und im gleichen Jahr von ihm durch Elektrolyse einer alkalischen Lösung des Hydroxids in elementarer Form dargestellt. Die Benennung erfolgte in Anlehnung an das Heimatland des Entdeckers, Frankreich (lat. Gallia).Mit der Entdeckung des Galliums konnte erstmals eine von Mendelejew 1871 getroffene Elementvorhersage (Eka-Aluminium) bestätigt werden.
Indium
Das Element Indium wurde bereits 1863, wie Gallium, durch Spektralanalyse in einer Freiberger Zinkblende von Ferdinand Reich und Theodor Richter nachgewiesen. Die erstmalige Darstellung erfolgte durch Reduktion des Oxids mit Holzkohle. Der Name leitet sich von der typischen, indigoblauen Linie des Flammenspektrums ab.
Thallium
Das Element Thallium wurde 1861 von W. Crookes, ebenfalls auf spektralanalytischem Weg, bei der Untersuchung des Bleikammerschlamms einer Schwefelsäurefabrik entdeckt (Bleikammerverfahren). Der Name resultiert aus der grünen Farbe, die Thallium-Salze der Flamme verleihen (gr. thallos "grüner Zweig"). 1862 wurde Thallium vom französischen Chemiker Claude Auguste Lamy erstmalig in elementarer Form durch Schmelzflusselektrolyse des Chlorids gewonnen.
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