Aina silloin tällöin haluan kirjoittaa epätavallisista alkuaineista. Vaikka niihin ei törmää kovinkaan usein, jotkut noista pahoista pojista ovat aika outoja. Tässä on pari, joista olen kirjoittanut aiemmin:

Fluori:

Beryllium- A Rather Strange Element

Tässä on toinen – gallium. Et ehkä ole edes kuullut siitä. Metallia ei ole elementtimuodossa missään päin maapalloa. Pikemminkin sitä esiintyy yhdessä muiden alkuaineiden kanssa mineraaleissa, yleisimmin galliitissa, jonka outo kaava on CuGaS2.

Galliitti Kuva: Minerman.com Tällaiset näytteet voivat olla erittäin arvokkaita.

Galliumista tekee ainutlaatuisen se, että se on ainoa alkuaine, jonka sulamispiste on niin alhainen (85º F), että se sulaa kädessäsi, toisin kuin M&Ms.

Visailu: On vain kaksi alkuainetta, jotka ovat olemassa nesteinä huoneenlämmössä. Osaatko nimetä ne? (1)

Miten viileää tämä on? Gallium sulaa kämmenelläsi, ja tämän voi oikeasti tehdä. Se on myrkytöntä.

Toinen galliumin muoto on mineraali nimeltä galloplumbogumiitti – nimi, jota vain äiti voisi rakastaa. Ja kaava riittää saamaan aikaan kouristuskohtauksen: Pb(Ga,Al)3-xGexH1-x(PO4)2(OH)6

Galloplumbogummiitti Tsumebin kaivoksesta Otavin ylängöltä Namibiasta. Onnenpyörä, kuka tahansa?

Kemia: Galliumia käytetään harvoin kemiassa. Omien 35 vuoden aikana en ole koskaan käyttänyt sitä enkä tiennyt kenenkään muunkaan käyttäneen. Löysin yhden galliumin reaktion. Mutta sen suorittamiseksi pitäisi olla järjiltään:

2Ga + 3Me2Hg → 2Me3Ga + 3 Hg

En tiedä, miksi joku haluaisi trimetyyligalliumia, mutta hänen on parasta haluta sitä TODELLA kovasti. Tämä johtuu siitä, että kemikaali, josta se on tehty – dimetyylielohopea (rohkea) – saattaa olla maailman pelottavin aine työskennellä sen kanssa. Se on niin myrkyllistä, että eräs Dartmouthin kemian professori läikytti pisaran tai pari lateksikäsineensä selkään ja kuoli elohopeamyrkytykseen alle vuotta myöhemmin. Kukaan ei voinut tehdä mitään hänen pelastamisekseen.

(Katso: Kaksi pisaraa kuolemaa: dimetyylielohopea)

Mihin galliumia käytetään? Osa vastauksista saattaa yllättää sinut.

• Koska elohopeaa ei enää käytetä lämpömittareissa, gallium on täydellinen vaihtoehto sen alhaisen sulamispisteen vuoksi. Mutta 85º F on silti liian korkea lämpömittarille. Se muuttuisi nestemäiseksi vasta kun sen laittaa suuhunsa. Galinstan-niminen galliumseos, joka sisältää indiumia (toinen hämärä alkuaine) ja tinaa, ei kuitenkaan jähmety ennen kuin lämpötila laskee alle nollan Fahrenheitin. Galinstan, toisin kuin elohopea, ei ole myrkyllistä.

• On itse asiassa FDA:n hyväksymä galliumia (2) sisältävä lääke nimeltä Ganite (galliumnitraatti), joka on hyväksytty veren liialliseen kalsiumpitoisuuteen, joka voi johtua tietyistä syövistä. Hyperkalsemia (ylimääräinen kalsium) voi olla vaarallista, kun kalsiumpitoisuus nousee liian korkeaksi. Nestehoito keittosuolaliuoksella on ensimmäinen hoito, mutta jos tämä ei auta, Ganitea voidaan käyttää ylimääräisen kalsiumin poistamiseen verestä.

• Lymfoomien toteamiseen käytettiin radioaktiivista isotooppia 67Ga(III)-sitraattia (alias Neoscan), koska se kertyy imusolmukkeisiin (3), mutta se on korvattu 18F-FDG-PET/CT:llä, jossa käytetään radioaktiivista fluorodeksiglukoosia (18F) yhdessä positroniemissio- ja tietokonetomografiakuvausten kanssa.

Noin 80 vuotta sitten todettiin, että gallium(III)tartraatti saattaisi olla hyödyllinen syfiliksen hoidossa. Se toimi kaneilla, mutta ei niin hyvin ihmisillä. Ja radioaktiivista isotooppia 62Ga testattiin syöpälääkkeenä sillä oletuksella, että se kerääntyisi syöpäsoluihin ja tappaisi ne radioaktiivisuuden avulla. Ei toiminut.

Hyödyllisimmät metallin muodot ovat ehkä galliumarsenidi ja galliumnitridi. Molemmat ovat puolijohteita, mutta jälkimmäinen saa Blu-rayn toimimaan.

Gallium puolijohteita (ja siistin näköisiä kiteitä). Kuva: Wikipedia

Voit pitää tai olla pitämättä näitä asioita maailmaa mullistavina, mutta samaa ei voi sanoa M&Ms. He eivät ole tyytyväisiä.

Huomautus:

(1) Tämä on kompakysymys. Bromi ja elohopea ovat ainoat huoneenlämmössä nestemäiset alkuaineet. Sekä cesium että fransium sulavat kädessäsi, mutta ne ovat kemiallisesti niin reaktiivisia, että veden, hapen tai hiilidioksidin läsnä ollessa ne reagoivat välittömästi. Tämä olisi siis tehtävä täysin inertissä ilmakehässä. Ja se on silti aika huono ajatus. Tosin näissä olosuhteissa ne eivät vain sula kädessäsi, vaan ne sulattavat myös kätesi.

(2) Minulla ei ollut aavistustakaan. Kiitos entiselle kollegalleni Steve Schowille tästä hämärästä tiedosta.

(3) Galliumilla on kaksi vakaata isotooppia, gallium-69 ja gallium-71. Ja kaksi epävakaata isotooppia, gallium-67 ja gallium-68. Gallium-67 hajoaa ja lähettää gammasäteilyä, jonka detektori voi havaita.