Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 57)

Gallium

Kim loại mềm, màu bạc này có điểm nóng chảy thấp nổi tiếng; thìa muỗng làm bằng nó sẽ ‘biến mất’ khi dùng để khuấy thức uống nóng và nó còn tan ra trong tay bạn. Tuy nhiên, phần lớn gallium được dùng để sản xuất gallium arsenide và gallium nitride bán dẫn – dùng trong các con chip lô gic tốc độ cực cao và diode laser.

Gallium được khám phá vào năm 1875 bởi nhà hóa học Pháp tên là Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran (1838–1912), người đang cố gắng nhận dạng các nguyên tố mới từ quang phổ của chúng. Nguyên tố mới ấy là quan trọng vì nó lấp vào khoảng trống eka-nhôm mà Dmitri Mendeleev đã dự đoán, và nó là một mảnh bằng chứng thiết yếu cho định luật tuần hoàn về các nguyên tố hóa học. Nó cũng gây ra cuộc tranh cãi ầm ĩ nhất về quyền ưu tiên kể từ khi người Anh-Pháp càm ràm về khám phá oxygen. Mendeleev cảm thấy kim loại mới ấy chỉ xác nhận khám phá của ông, thành ra nên xem đó là thành tựu của ông. Nhưng người Pháp cuối cùng đã cười mãn nguyện – gallium là chỉ nước Pháp (Gallia trong tiếng Latin), đồng thời gián tiếp ám chỉ tên của người khám phá ra nó.

Gallium

Germanium

Germanium là một á kim giòn, về diện mạo trông giống silicon, và được khám phá vào năm 1886 bởi nhà hóa học Clemens Winkler (1838–1904). Mang tên của nước Đức (Germany), việc khám phá nó đã củng cố định luật tuần hoàn về các nguyên tố hóa học của Mendeleev, khớp vào chỗ trống nơi ông dự đoán là eka-silicon.

Giống như mọi nguyên tố nhóm carbon, germanium có bốn electron hóa trị. ‘Pha tạp’ các tinh thể germanium với các nguyên tố hóa trị năm, ví dụ như arsenic, tạo ra hợp chất bán dẫn donor ‘loại n’, với dồi dào electron; pha tạp với nhôm hoặc indium hóa trị ba đem lại hợp chất bán dẫn acceptor ‘loại p’ với nhiều ‘lỗ trống’.

Các transistor germanium bán dẫn rẻ tiền đã gây ra một đợt bùng phát thời hậu thế chiến về hàng điện tử tiêu dùng. Ngày nay chủ yếu bị lép vế bởi điện tử học gốc silicon, nhưng các chất bán dẫn germanium vẫn được sử dụng trong một số dụng cụ không dây và các tay ghita vẫn tín nhiệm bởi tông cổ điển mà chúng tạo ra. Trong khi đó, germanium dioxide là một hóa chất công nghiệp quan trọng, được dùng trong cáp quang, và còn để xúc tác quá trình trùng hợp plastic PET dùng làm chai nhựa.

Germanium