Галлий (Ga): степень окисления, валентность, строение атома

Высшая степень окисления галлия — +3, низшая — 0 (в простом веществе). В соединениях — только +3.

Главная степень окисления галлия — +3; соединения галлия(I) неустойчивы.

Валентность галлия — III (постоянная).

Порядковый номер галлия — 31, поэтому заряд ядра +31: в ядре 31 протон и 38 нейтронов (у самого распространённого изотопа ⁶⁹Ga, массовое число 69).

Вокруг ядра — 31 электрон на четырёх энергетических уровнях: 2, 8, 18, 3. Число уровней равно номеру периода.

Внешний уровень — 4-й, на нём 3 электрона. Неспаренных электронов в основном состоянии — 1.

Схема: +31 Ga )2 )8 )18 )3

По округлённой атомной массе (70) число нейтронов вышло бы 39: это среднее по природным изотопам, а у самого распространённого, ⁶⁹Ga, их 38.

Сокращённо, через остов благородного газа: [Ar]3d¹⁰4s²4p¹. В порядке заполнения подуровней: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p¹.

В возбуждённом состоянии один электрон с 4s переходит на свободную p-орбиталь: 4s²4p¹ → 4s¹4p², неспаренных электронов становится 3.

Галлий — элемент № 31, 4-й период, IIIА группа, аналог алюминия.

Электроны по уровням 2, 8, 18, 3; внешние электроны 4s²4p¹, под ними — заполненный подуровень 3d¹⁰.

По химическим свойствам галлий похож на алюминий: он амфотерен, растворяется в кислотах и щелочах, покрывается оксидной плёнкой.

Менделеев предсказал галлий как «экаалюминий» в 1871 году, а в 1875 году его открыл Лекок де Буабодран. Арсенид GaAs и нитрид GaN галлия — полупроводники для светодиодов и солнечных батарей.

Простое вещество — серебристый металл, плавящийся при 29,8 °C: кусочек галлия тает на ладони.

Молярная масса элемента численно равна его относительной атомной массе A_r. В расчётах ЕГЭ её берут округлённой до целого: 70 г/моль. Точное значение по IUPAC — 69,72 г/моль.