Французский химик Поль Эмиль Лекок де Буабодран открыл галлий в 1875 году. С тех пор этот металл известен своей низкой температурой плавления — ложка из него тает в горячем чае. Он широко применяется в полупроводниках, светодиодах и солнечных батареях. Однако его свойства при переходе из твердого состояния в жидкое долго оставались непонятными.

Изображение: ScienceDaily

Атомы галлия в твердом состоянии образуют димеры — связанные пары. Между ними возникают ковалентные связи, то есть обмен электронами. Такой тип связей обычно встречается у неметаллов. Ученые долго считали, что при плавлении эти связи разрушаются и больше не появляются.

Команда из Оклендского университета, что в Новой Зеландии — Стеф Ламби, Никола Гастон и Криста Стинберген — проанализировала данные измерений при разных температурах за последние десятилетия. Выяснилось, что при нагревании жидкого галлия до высоких температур ковалентные связи возникают вновь. Это меняет понимание механизма плавления. Ученые полагают, что разрыв связей увеличивает энтропию, что и облегчает переход металла в жидкое состояние.

Профессор Гастон отметила, что тридцать лет фундаментальных предположений о структуре жидкого галлия оказались неверными. Понимание этого процесса важно для нанотехнологий и создания новых материалов. Галлий способен растворять другие металлы и использоваться в катализаторах.