Galyum Nedir? (Özellikleri, Kullanımı)

Galyum, elinize aldığınızda eriyerek cıva gibi oluyor. Metallere saldırma özelliği olan galyum, geleceğin ileri teknoloji metallerinden…

Galyum; cıva, kalay ve gümüş gibi metallere benzeyen, ilginç özellikleri olan bor grubu elementlerinden biri… Bir galyum parçasını elinize aldığınızda hemen erir ve cıva gibi olur. Zehirsiz olduğu için cıva ile yapılamayan şakalar için rahatlıkla kullanabilirsiniz. Yutmadığınız sürece insan vücuduna zararı olmayan galyum, birçok metalle adeta savaşıyor. Alüminyum başta olmak üzere bazı metalleri kırılganlaştıran özelliğiyle dikkat çekiyor. İnternet dünyasında meşhur “alüminyum eritme” videolarının baş aktörü olan galyum, sihirbazların eğip büktüğü materyallerin de hammaddesi aynı zamanda… Dilerseniz doğada nadir bulunan ve üretimi sınırlı olan bu ilginç metali yakından tanıyalım.

Tarihçe

Galyumu ilk kez keşfeden isim Fransız Paul Emile Lecog de Boisbaudran’dır. 1875 yılında galyumu bulduğunda direkt kendi ismini vermek yerine bir kelime oyunuyla dolaylı yoldan ismine atıf yapmıştır. Şöyle ki; Fransa’nın Latince ismi olan “Gallia”ya atfen “galyum” ismini kullanmıştır. Ancak soyadı olan “Lecog”un Latincesi “horoz” anlamındaki “gallus”tur. Yani galyumda bir şekilde kâşifinin ismine atıf vardır. Fransa’nın antik bir haritasının arka planında da gümüşî metalik renkte bir horoz simgesi vardır.

Bosibaudran, ilk etapta 430 kilogram çinko cevherinden 0,65 gram galyum elde etti. Galyumun hidroksitini, potasyum hidroksit çözeltisinde elektroliz ederek galyumu izole eden Boisbaudran, alüminyumla benzerliklerini ortaya koyarak aynı yıl içinde Fransız Bilimler Akademisi’nde keşfini ilan etti.

Ancak Boisbaudran’ın fark edemediği bir boşluğu Rus kimyager Dimitri Mendeleyev doldurdu. Mendeleyev, 1871 yılında oluşturulan periyodik element tablosundaki boşluklara dayanarak alüminyuma benzeyen ve henüz keşfedilmemiş, galyumun özelliklerini taşıyan bir elementin varlığından bahsetti. Mendeleyev, periyodik tabloda alüminyumun altında bir element olabileceğini öngördü. Hatta bu elementin adını “ekaalüminyum” olarak önerdi. Bu boşluğun doldurulması 4 yıl sonra Boisbaudran’ın galyumu keşfi ile gerçekleşti ve Mendeleyev, galyumun tablodaki yerini belirledi.

Kimyasal Özellikleri

Galyum; kimyasal simgesi “Ga”, atom numarası 31, kütle numarası 69,723 olan bir elementtir. Erime noktası 29,8 derece, kaynama noktası 2204 derecedir. 4. periyot elementleri arasında zayıf ve ağır metallerden bor grubunda yer alır. Aynı grupta bor, alüminyum, indiyum ve talyum gibi elementler bulunuyor. Gümüşî beyaz, mavimsi ve kırılgan bir yapısı vardır. Alüminyuma çok yakın benzerlikler gösterir. Saf galyum, parlak gümüş renkli cam parçacıklarına benzer. Kristal yapısı ortokubiktir. Herhangi bir metalin en geniş sıvı aralığına sahiptir. Yüksek sıcaklıklarda bile düşük buhar basıncına sahiptir. Elektrik iletkenliği kurşundan azdır. Bıçakla kesilebilecek kadar yumuşaktır. Erimiş galyum, kalay ya da gümüşe benzer.

Birçok metalle kolayca bileşik oluşturabilir. Özellikle düşük sıcaklıklarda erime özelliği bulunan alaşımların yapıtaşıdır. Ticari olarak genellikle alüminyum ve çinkonun bir yan ürün olan galyumun en çok kullanılan bileşikleri galyum nitrit ve galyum arsenittir. Kuru havada kararlı olan galyumun yüzeyi, nemli havada veya oksijenli ortamlarda donuklaşır. Alkalilerle tepkimesinde hidrojen açığa çıkar.

Doğada saf olarak bulunmaz. Minerallerden elde edilmesi kolaydır. En önemli galyum kaynağı, yüzde 0,7 oranında galyum içeren germanittir. Diaspore, sfalerit, germanyum, boksit ve kömür mineralleri galyum içerir. Çinko blendler, alüminyum killer, krom ve mangan filizlerinde düşük oranlarda galyum içeriği vardır. Boksit ve çinkonun saflaştırılması sırasında alüminyumla birlikte elde edilebilir. Metal potasyum hidroksit içinde, hidroksit çözeltisinin elektrolizi ile elde edilebilir. Tuzların elektrolizi ile metalik galyum elde edilir.

Galyum, doğada iki kararlı izotopun karışımı halinde bulunur. Bu izotoplardan “Galyum-69” yüzde 60,4, “Galyum-71” ise yüzde 39,6 oranında galyum içerir. Galyumun radyoaktif izotopları da vardır. “Galyum-67”, “Galyum-68” ve “Galyum-72” izotopları kanser araştırmalarında kullanılan maddelerdir.

İnsan Elinde Eriyen Galyum, Metallere Saldırır

Galyumun çok ilginç özellikleri var. İnsana herhangi bir zarar vermeyen galyum, metallere ise adeta düşman. Hele ki alüminyumun baş düşmanı… Galyumun erime sıcaklığı çok düşüktür. Yaklaşık 30 derecelik sıcaklıklarda eriyebilme özelliği sebebiyle galyumu elinize aldığınızda yaklaşık 37 derecelik vücut sıcaklığında hemen erir. Bardağa konulduğunda da yaklaşık 20 derece sıcaklıkta tekrar katılaşır. Zehirsiz olması sebebiyle cıvadan ayrılır. Yani cıva ile yapılamayan şakalarda kullanılabilir. Elinizde erittiğiniz galyumu rahatlıkla arkadaşınıza atarak şaka yapabilirsiniz. Sihirbazların kolaylıkla eğip büktükleri madeni para veya kaşıklar gibi materyaller de elde kolayca eriyen galyumdan üretilmiştir. Galyumun düşük sıcaklıklarda erime özelliğine sahip diğer elementler sezyum, rubidyum ve cıvadır.

Galyum, alüminyumun adeta korkulu rüyasıdır. Elde eridiği halde insanlara zarar vermeyen galyum, diğer metallere adeta saldıran bir niteliğe sahip. Alüminyum başta olmak üzere birçok metali kırılganlaştırır. Özellikle alüminyumu kâğıt gibi kırılganlaştırıyor. Alüminyumdan bir içecek kutusunun üstüne galyum döküldüğünde, alüminyum yüzey kısa sürede kırılganlaşıyor. Daha sonra alüminyum yüzeyi parmağınızla kırabilirsiniz veya koparabilirsiniz.

Galyumla İlgili Bazı İlginç Bilgiler

• Sıvı galyum metal veya cam kaplara konulduğunda katılaşırken kapları kırabilir.
  
• Canlılarda galyum elementi bulunmaz.
  
• Sülfürik asit ve dikromatla oluşturulan bir solüsyona galyum karıştırıldığında sanki yeni bir yaşam formu ortaya çıkarır ve atan bir kalbe benzeyen hareketler yapar.
  
• Galyum, arsenit ile birleştiğinde elektrik akımını lazer ışığına çevirir.
  

Hangi Ürünlerde Kullanılır?

Galyum, birçok teknoloji ürününde halen kullanılırken, gelecekte çığır açabilecek buluşların kaynağı olabilecek metaller arasında gösteriliyor. Özellikle ileri teknoloji ürünlerinin baş aktörü olabilecek niteliklere sahip.

Galyum; elektrik akımını lazer ışığına çevirme özelliği sebebiyle CD-DVD çalarlar ve optik sürücülerin yapımında kullanılmaktadır. Yarı iletkenlerin üretiminde ve kızılötesi alıcılarda kullanılan bir metaldir. Elektronik endüstrisinde yaygın olarak kullanılır. Led ışıklarda, güneş panellerinde faydalanılan galyum, blu-ray teknolojisinin de önemli bir elementidir. Yüksek kaynama noktası özelliği sebebiyle termometrelerde kullanılır. Toksik olmayan ikame maddelerde de kullanımı yaygındır. Süper iletken bileşeni, manyetik maddeler, ısı iletken ortamları, yüksek sıcaklıklara dayanıklı yağlar, sıcaklıklarda sertleşen madde bileşenlerinde galyumdan izler vardır.

Galyum nitrit; savunma, bilişim ve iletişim teknolojileri, askeri teknoloji, havacılık ve enerji dağıtım sistemlerinde kullanılırken, bu bileşiğin; enerji, bilişim ve otomotiv sektörlerindeki yeni sistemlerde çok önemli bir madde olacağı öngörülüyor. Galyum nitrit transistörleri, gelişmiş enerji verimliliği için “mükemmel bir ürün” olarak görülüyor. Gelecekte galyum nitrit temelli materyal ve cihazların teknolojide çığır açabileceği tahmin ediliyor.

Galyumun radyoaktif izotopu olan Galyum-72, kemik kanseri araştırmalarında ve bazı ilaçlarda kullanılmaktadır. Galyumun yapay izotoplarından “Galyum-68 Dotatate” adlı madde, bazı kanser tümörlerinin yoğunluğu ve yaygınlığının tespitinde kullanılır. Bazı kanser uygulamalarında apse, osteomiyelit ve sarkoidoz gibi iltihaplı alanları ortaya çıkarmak için taramadan önce damarlara galyum içerikli bir solüsyon enjekte edilir. Galyumla yapılan diagnostik bir testte ise, enfeksiyon, enflamasyon ve tümörler aranır. Bu tür testlerde galyum içeren solüsyon damarlara enjekte edilir ve galyumun vücudun hangi bölgesinde toplandığı izlenir. Radyoaktif bir madde olan galyumun vücuda zerk edilmesiyle alınan radyasyon, röntgen uygulamalarından çok daha düşüktür.

Galyum ve bileşiklerinin kullanıldığı ürünlerden bazıları şunlardır; cep telefonları, dokunmatik anahtarlar, basınç sensorları, mikrodalga fırınlar, kızılötesi ışın kullanılan cihazlar, nükleer reaktörler, aynalar, porselen, cam, elektrikli otomobiller, enerji nakil hatları, askeri radarlar, endüstriyel cihazlar…

Galyum Hangi Ülkelerde Bulunur?

Galyum, nadir bulunan metallerden olduğu için rezervleri ve üretimi sınırlıdır. Tespit edilen galyum rezervleri olsa da galyumun kullanım alanlarının sınırlı olması sebebiyle üretimi de sınırlı kalıyor.

Dünya genelinde yıllık galyum üretiminin 200 ton civarında olduğu tahmin ediliyor. Dünya galyum üretiminde yaklaşık yüzde 80’lik oranla Çin, başı çekiyor. 2030 yılında dünya galyum üretiminin yıllık 600 tona ulaşacağı öngörülüyor. Türkiye’de de özellikle çinko ve boksit yataklarında galyum içeren mineraller bulunuyor. Ekonomik galyum rezervi sınırlı olduğundan Türkiye’deki galyum üretimi de sınırlı oranda yapılıyor.