Élément 31 : gallium

L'élément chimique 31 est le gallium, qui fait partie de la famille des métaux pauvres.

Caractéristiques

Description

Il s'agit d'un métal gris (légèrement bleuté à l'état solide), qui a une particularité inédite : sa température de fusion est de seulement 29,8°C, ce qui permet de le faire fondre très facilement sans matériel particulier.

Sa masse volumique est comme la glace plus faible à l'état solide qu'à l'état liquide, ce qui implique que le gallium solide flotte dans le gallium liquide.

À l'état liquide, une couche d'oxyde se forme très rapidement, ce qui enlève son brillant. Il se solidifie en formant des cristaux qui grandissent jusqu'à ce que tout a été congelé. Ces cristaux peuvent être récupérés durant cette phase, ci-dessous quelques illustrations.

Il se peut que malgré une exposition prolongée à une température en-dessous de celle de fusion, le gallium reste liquide : cette substance est en effet particulièrement sensible au phénomène de surfusion. Insérer un morceau de gallium solide dans le liquide permet d'amorcer la solidification, une cristallisation se formant alors progressivement autour.

Contrairement au mercure, c'est un liquide qui mouille toutes sortes de matériaux (plastique, verre,...), ce qui peut rendre délicat sa manipulation sans laisser de traces. Par contre, il n'est pas connu pour être toxique, et aucune précaution particulière n'est à prendre.

Production

C'est un produit secondaire extrait des minerais d'aluminium (bauxite) et de zinc. Il est ensuite purifié par divers procédés chimiques.

Applications

On l'utilise souvent dans l'électronique, par exemple pour fabriquer certains matériaux semiconducteurs, ou des Leds.

Il peut aussi servir de détecteur de certaines particules.

Il existe également des alliages eutectiques contenant du gallium, qui ont une température de fusion encore plus faible. Cela permet par exemple la fabrication de thermomètres sans mercure.

Acquisition

On peut s'en procurer relativement facilement à une pureté de 99,99% chez divers fournisseurs en ligne, pour un prix de quelques centaines de dollars environ par kilogramme.

Illustrations

Gallium solide

Gallium solide, cristal.
Gallium solide, cristal. Gallium solide, cristal. Gallium solide, cristal. Gallium solide, cristal. Gallium solide, cristal. Gallium solide, cristal. Gallium solide, cristal. Gallium solide, cristal. Gallium solide, cristal. Gallium solide, cristal.
Cristaux de gallium tous produits selon la description plus haut. Ils sont posés sur un wafer vierge de silicium.

Gallium liquide

Gallium liquide.
Gallium liquide. Gallium liquide.
Un gobelet de gallium liquide.

Ressources