金属镓到底有多神奇?这种金属有什么特殊作用?

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1875年,法国科学家布瓦博德朗第一次发现了金属镓。在自然界中,金属镓通常微量存在于铝土矿、闪锌矿等矿石中。固体状态下的金属镓呈现蓝灰色,内部具有非常复杂的结构,而在液态状态下,金属镓呈现银白色。金属镓的应用也非常广泛,它是制作光学玻璃、真空管、半导体的原料,金属镓的合金在医疗领域、石油化工等领域也有广泛的应用。

金属镓在半导体材料中的作用。

镓的化合物是优质的半导体材料,它如今已经被广泛应用到电子工业和微波通信工业中,在集成电路、发光二极管、红外探测器件中我们都能看到金属镓的影子,所以金属镓在半导体材料中的应用非常广泛。

金属镓在太阳能电池中的作用。

金属镓最早被发现时,因为价格的昂贵,主要被应用在航天领域,而随着科技的发展,金属镓以及砷化镓等化合物生产的成本进一步降低,金属镓慢慢的被应用到了太阳能电池上面,含有砷化镓的太阳能电池具有良好的耐热,耐辐射的特性,很好的提升了太阳能电池的特性,所以太阳能电池研发的领域对金属镓的需求越来越高。

金属镓在化工行业的应用。

在化工行业中,金属镓以及含金属镓的化合物主要被用作催化剂,比如说在化工行业聚合和脱水的工艺中,三氯化镓可以更好的帮助他们完成这一过程。在氢和二氧化碳转化为甲醇的过程中,金属镓可以作为催化剂而存在。而且在石油的开采过程中,许多国家也在研究使用镓化物做催化剂。

金属镓在合金领域中的应用。

金属镓可以与其他金属进行反应,从而形成合金,比如镓与铟、铊、锡、铋、锌等组成的合金,可以用来测控温度。在灭火装置中,金属镓也会起到重要的作用,含25%铟的镓合物作为低熔点合金,在16℃时自动融化。

镓在玻璃制作的用处。

金属镓在玻璃的制造上被广泛利用,因为它可以增强玻璃的反射率,可以把70%的光反射出去,同时含有金属镓的玻璃,可以承受较高的温度。

金属镓在医学领域的作用。

金属镓作用非常广泛,不仅体现在化工行业和合金领域,在医学领域中我们也能看到金属镓的影子。首先是含镓的合金可以被用作医疗器械的材料,例如牙齿的填充材料就有含镓的合金。不仅如此在医疗诊断中也能看到镓的身影,它可以被用来诊断肺癌和肝癌等等。

金属镓的应用是非常广泛的,它可以被用在太阳能电池上、在化工行业充当催化剂、被制成合金、增强玻璃的反射性能、在医学中即可以被用作制作医疗器械,还可以用于医疗诊断。所以说在许多领域中我们都能看到金属镓的影子,而随着未来科技的发展,相信金属镓的应用会越来越广泛。

99.999%镓的晶体,在实验室中生长(?foobar/Creative Commons)

镓是一种柔软的银色金属,主要用于电子电路、半导体和发光二极管(led)。它也可用于高温温度计、气压计、药品和核医学试验。该元素没有已知的生物价值。

天然元素

在自然界中,镓从未作为自由元素被发现,在任何矿物中都找不到大量的镓。相反,它存在于痕量的各种化合物中,包括锌矿石和铝土矿。根据周期表,按重量计算,镓约占地壳的0.0019%。然而,根据Chemicool的说法,它很容易通过熔炼获得,而且大多数工业镓是作为铝和锌生产的副产品提取的。最大的镓生产国是澳大利亚,俄罗斯,法国,和德国。

只是事实原子序数(原子核中的质子数):31个原子符号(在元素周期表上):Ga原子量(原子的平均质量):69.723密度:室温下每立方厘米相5.91克:固体熔点:华氏85.57度(29.76摄氏度)沸腾要点:3999 F(2204 C)同位素数量(同一元素的原子具有不同数量的中子):24个半衰期是已知最常见的同位素:两个稳定的Ga-69(天然丰度60.1%)和Ga-71(天然丰度39.9%)镓的

电子构型和元素性质。(Greg Robson/Creative Commons,Andrei Marincas Shutterstock)根据化学文献,镓是元素周期表上唯一的金属

,被归为硼族(13组),其中包括半金属硼(B)和金属铝(Al)、镓、铟(in)和铊(Tl)。这五种元素的外能级都有三个电子,

镓是一种后过渡金属。这些金属元素位于周期表上过渡金属和类金属(非金属)之间。后过渡金属具有过渡金属的一些特性,但往往较软,导电性较差。后过渡金属包括一些硼族元素-铝、铟和铊-但也包括锡、铅和铋。

镓具有一些非常独特的性质。例如,虽然它在室温下是固体(约77华氏度/22摄氏度),但它仍然很软,你可以用刀切它。此外,它的低熔点为85.57华氏度(29.76摄氏度),比室温高出不到10度,所以如果你拿起一块镓,它就会从你的手的温暖中融化。如果你把它放回去,它会再次凝固。

即使在如此低的熔点下,镓的沸点在3999华氏度(2204摄氏度)相当高,使它成为任何元素的熔点和沸点之间最大的比率之一。在低温下,镓是一种易碎的固体,很容易破碎,与玻璃类似,它呈贝壳状破碎(不遵循自然的分离面)。

使用

镓主要用于电子产品。事实上,据化学解释,95%的镓被用于制造砷化镓(GaAs),一种用于微波和红外电路、半导体和蓝紫色led的化合物。砷化镓可以直接从电力中产生激光,用于太阳能电池板,包括火星探测车上的太阳能电池板。氮化镓(GaN)是蓝光技术、手机和触摸开关压力传感器中的一种半导体。

镓很容易与大多数金属结合,常用于制造低熔点合金。它是四种金属(包括汞、铷和铯)中的一种,在室温或接近室温时呈液态。在这四种金属中,镓的反应性最小,毒性最小。化学学会:加利乌

镓的作用与用途:制造半导体氮化镓、砷化镓、磷化镓、锗半导体掺杂元;纯镓及低熔合金可作核反应的热交换介质;高温温度计的填充料;有机反应中作二酯化的催化剂。

镓是一种低熔点高沸点的稀散金属,有“电子工业脊梁”的美誉。镓的化合物是优质的半导体材料,被广泛应用到光电子工业和微波通信工业,用于制造微波通讯与微波集成、红外光学。

历史:

镓是化学史上第一个先从理论预言,后在自然界中被发现验证的化学元素。

1871年,门捷列夫发现元素周期表中铝元素下面有个间隙尚未被占据,他预测这种未知元素的原子量大约是68,密度为5.9 g/cm³,性质与铝相似,他的这一预测被法国化学家布瓦博得朗(Paul Emile Lecoq de Boisbaudran)证实了。

镓在巴黎由布瓦博得朗于1875年发现。他在闪锌矿矿石(ZnS)中提取的锌的原子光谱上观察到了一个新的紫色线。他知道这意味着一种未知的元素出现了。


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