Susipažinkime… Galis: pulsuojantis metalas, žmogaus delne virstantis skysčiu (Video)

Norint eksperimentuoti su galiu, reikia gana vėsios aplinkos, mat šis metalas lydosi aukštoje kambario temperatūroje (+29.7646°C). „Kažkada, kai šimtas svarų buvo pasakiški pinigai, vienas profesorius pasiūlė man eiti lažybų iš šimto svarų, jog galio lydymosi temperatūra yra žemesnė už cezio, – prisiminimais dalijasi Notingemo universiteto chemijos profesorius Martinas Poliakovas (Martyn Poliakoff). – Aš maniau, kad yra priešingai. Žinoma, taip aš niekad nepraturtėčiau…“ Paėmus galio gabaliuką į rankas, abejonių, jog tai yra metalas, nekyla. Tačiau pakanka tą gabaliuką suspausti delne, ir kurį laiką palaikyti. Teoriškai, jei sugniaužtą delną palaikysite pakankamai ilgai, atgniaužę ant jo rasite nebe galio gabaliuką, o galio balutę. Išsilydęs galis labai panašus į gyvsidabrį. Tačiau pabuvęs ant ištiesto delno, galis pasidengia kieta plutele – keičiasi jo paviršiaus įtempimas. „Ankstesnėje filmuko apie galį versijoje pasakojome, jog galis nėra labai įdomus elementas, tačiau tokia mūsų pozicija sulaukė priešingų nuomonių, – tęsia M. Poliakovas. – Vienas džentelmenas iš Amerikos elektroniniame laiške rašė, jog galis yra labai vertingas elementas, o jo kompanija per dieną galio druskų prigamina ištisas tonas. Reiškia, paklausa yra ir šis elementas – reikalingas. Galis ypač svarbus gaminant naujos kartos puslaidininkius, naudojamus elektronikos pramonėje.“ Kiek netikėta yra tai, jog galis kartu su indžiu ir alavu, įeina į daugelio šiuolaikinių medicininių termometrų sudėtį. Mat šių trijų metalų lydinio (68.5 % galio, 21.5 % indžio ir 10 % alavo), kuris vadinamas galinstanu (angl. – „galinstan“, pagal lotyniškų žodžių „gallium“, „indium“ ir „stannum“ pirmuosius skiemenis) lydymosi temperatūra yra minusinė (−19 °C). Šis lydinys termometrų pramonėje išpopuliarėjo todėl, jog galis ir jo periodinės lentelės „apatiniai kaimynai“ nėra tokie nuodingi, koks yra gyvsidabris, andainykštis termometrų šerdžių karalius. Tiesa, dideli galio kiekiai kenkia inkstams. Galio įmaišius į kitus lydinius (aliuminio, cinko, taip pat plieno), šie virsta itin trapūs. Beje, nedideli galio kiekiai (plutonio-galio lydinio pavidalu) buvo pirmosios ir trečiosios atominių bombų plutonio šerdyse, kad būtų stabilizuota plutonio kristalinė struktūra.

Galis buvo atrastas 1875 m. Periodinės cheminių elementų lentelės tėvas Dmitrijus Mendelejevas numanė, jog toks elementas turėtų egzistuoti ir anuomet dar hipotetinį galį pavadino „eka-aliuminiu“ („eka-aluminium“). D. Mendelejevas teisingai numatė ir keletą šio metalo savybių (tankį, lydymosi temperatūrą, oksidacines savybes).

Galio pavadinimas susijęs su Prancūzija (kadaise dalis Prancūzijai priklausiusios teritorijos buvo vadinama Galija), nes šį metalą mineralo sfarelito sudėtyje spektroskopiškai (dviejų violetinės spalvos juostelių pavidalu) atrado prancūzas Polis Emilis Lekokas de Basbudronas (Paul Emile Lecoq de Boisbaudran). Manoma, kad jis elementą pavadino savo gimtosios šalies garbei, tačiau yra manančių, jog metalą mokslininkas pavadino savo garbei (lot. gallus – gaidys, o prancūziškai gaidys yra le coq). Pats mokslininkas tokias prielaidas paneigė.

Gamtoje gryno galio nėra. Šio metalo aptinkama aliuminio rūdoje boksite, taip pat cinko rūdoje.

Vienas iš įspūdingesnių eksperimentų – išsilydžiusį galio gabaliuką reikia įmesti į vandeniu praskiestą maždaug +50 °C temperatūros sieros rūgštį. Beje, skiedžiant rūgštį, būtina nepamiršti, jog rūgštis pilama į vandenį, o ne atvirkščiai. Galio balutę užpylus praskiesta sieros rūgštimi, balutė dėl didesnio paviršiaus įtempimo išsyk susimeta (susitraukia) į rutuliuką.

Į tokį „patiekalą“ įbėrus keletą smiltelių puikaus oksidatoriaus kalio dichromato (angl. – „potassium dichromate“) – K₂Cr₂O₇, įvyksta cheminė reakcija, jos produktas – galio sulfato tirpalas. Jis mažina galio paviršiaus įtempimą: į kamuoliuką susimetęs skystas galis staiga atsipalaiduoja ir trumpam subliūkšta. Paskui vėl susimeta į kamuoliuką, ir vėl atsipalaiduoja. Žodžiu, pulsuoja. Lyg širdis.

Beje, vienam iš smagius periodinės lentelės filmukus kuriančių Notingemo universiteto chemikų Stivenui Lidlui (Stephen Liddle) pavyko iš galio sukurti naują cheminį junginį: mokslininkui pavyko urano atomą susieti su galio atomu. Tai buvo pirmas atvejis chemijos istorijoje, kai mokslininkai galėjo stebėti tarp urano ir galio atomų susiformavusius ryšius. Žinoma, eksperimento metu buvo naudojama daugiau elementų – ne vien grynas uranas ir grynas galis. Tačiau ryšys tarp urano ir galio atomų iki tol niekad nebuvo suformuotas.

„Aš esu chemikas, ir mane kartais apninka mintys „Kodėl aš tuo užsiimu? Kokia to prasmė?“ ir panašiai, – pasakoja S. Lidlas. – Tačiau dirbant chemiko darbą būna ir fantastiškų dienų, kai tu labai aiškiai supranti, kodėl tu jį dirbi. Taip atsitinka tada, kai kažką atrandi, sukuri pirmas. Tu užpildai kažkokią iki tol žiojėjusią spragą. Tai tikras ir labai apčiuopiamas pasiekimas: tu sukuri cheminį junginį, kuris neegzistuoja nei galaktikoje, nei kur kitur kosmose ir niekados neegzistavo čia, Žemėje. Jausmas iš tiesų neeilinis.“

O pabaigai – nuotaikingas vaizdo siužetas apie iš galio pagamintą… arbatinį šaukštelį :)

 Kitos periodinės lentelės elementų ciklo „Susipažinkime…" dalys: