化學元素解釋：

簡介

鎵，是元素周期表第四周期ⅢA族元素，元素符號Ga，原子序數31，原子量69.723。1875年法國化學家布瓦博德朗在閃鋅礦中離析出幾克性質與門捷列夫預言的“類鋁”相同的元素，并命名。元素名來源于他的祖國，愿意為“法國的”。鎵是化學史上第一個先從理論預言，后在自然界中被發現驗證的化學元素。鎵在地殼中的含量約0.001%，含量最富的鍺石中也只含0.5%左右。固體鎵為藍灰色，液體鎵為銀白色;熔點29.78°C，沸點2403°C，固體密度5.907克/厘米³。鎵與釩、鈮、鋯形成的合金具有超導性。

理化性質

金屬鎵固態為淡藍色，液態呈銀白色，熔點29.93`C，沸點2403`C，密度5.9g電阻率27x10-8fI•m，液態鎵的蒸氣壓很低，1350℃時僅為133.3Pa，在所有元素中，鎵的液態溫度范圍最寬(從29.93-2403'C)，由于固態鎵的結構復雜，液態鎵易出現過冷現象，在快速冷卻時，液體鎵可以在一40℃的過冷狀態下仍保持液態。液態鎵轉為固態時，鎵體積膨脹，膨脹率達3.2%，液態鎵幾乎能潤濕所有物質的表面，具有優良的澆注性能，鎵能迅速擴散到某些金屬的晶格內，在高溫下能和許多金屬生成合金。

鎵的外電子層構型為「Ar]3d104s2p1，有+1--+3三種價態，其中以+3價化合物最穩定。鎵在常溫空氣中穩定，260℃時才開始和氧作用，100℃時缽不和水作用，但200℃時高壓水蒸氣會氧化鎵生成氫氧化鎵。鎵的化學性質和鋅、鋁相似，屬于兩性元素。和鋁相似，既能溶于酸，又能溶于堿。鎵的化學活性和鋅相近，但不如鋁活潑。鎵緩慢溶于硫酸和鹽酸中，室溫下不溶于硝酸，但溶于熱的硝酸、高氯酸、氫氟酸和王水中。隨純度提高，鎵在酸和堿中溶解速度變慢，鎵能和鹵素作用生成各種鹵化物，和硫、硒、磷、砷、銻生成半導體性質的化合物，金屬鎵腐蝕很強，鎵對人體無害，是一種安全金屬。

綜合性質

元素名稱：鎵

元素原子量：69.72

元素類型：金屬

原子體積:(立方厘米/摩爾)：11.8

地殼中含量：(ppm)：18

元素在太陽中的含量:(ppm)：0.04

元素在海水中的含量:(ppm)： 0.00001

發現人：布瓦博德朗 發現年代：1875年

原子序數：31

元素符號：Ga

元素英文名稱：Gallium

相對原子質量：69.72

核內質子數：31

核外電子數：31

核電核數：31

質子質量：5.1863E-26

質子相對質量：31.217

所屬周期：4

所屬族數：IIIA摩爾質量：70

氫化物：GaH3

氧化物：Ga2O3

最高價氧化物化學式：Ga2O3

密度：5.907

熔點：29.78

沸點：2403.0

以下為增加內容：

氧化態：Main Ga+3

Other Ga+1, Ga+2

聲音在其中的傳播速率：(m/S)：2740

晶胞參數：

a = 451.97 pm

b = 766.33 pm

c = 452.6 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

電離能 (kJ/ mol)

M - M+ 578.8

M+ - M2+ 1979

M2+ - M3+ 2963

M3+ - M4+ 6200

M4+ - M5+ 8700

M5+ - M6+ 11400

M6+ - M7+ 14400

M7+ - M8+ 17700

M8+ - M9+ 22300

M9+ - M10+ 26100

外圍電子排布：4s2 4p1

晶體結構：晶胞為正交晶胞。

莫氏硬度：1.5

核外電子排布：2,8,18,3

顏色和狀態：藍白色金屬

原子半徑：1.81

常見化合價：+3

發現

在化學元素周期系建立的過程中，性質相似的元素成為一族已為化學家們接受。當時法國化學家布瓦邦德朗利用光譜分析發覺到，在鋁族中，在鋁和銦之間缺少一個元

素。從1865年開始，他用分光鏡尋找這個元素，分析了許多礦物，但是都沒有成功。直到1875年9月，布瓦邦德朗在法國化學家們面前表演了一組實驗，證明新元素的存在。當時布瓦邦德朗測定的新元素比重是4.7，而門捷列夫根據元素周期系推算出的比重應該是5.9～6。布瓦邦德朗又重新測定了這種新元素，證實了比重應該是5.96。他將此物質命名為gallium，元素符號定為Ga。

鎵的發現不僅是一個化學元素的發現，它的發現引起了科學家們對門捷列夫制定的元素周期系的重視，使化學元素周期系得到贊揚和承認。發現人：布瓦博德朗，發現時間和地點：1875在法國的布瓦博德朗在用光譜分析從閃鋅礦得到的提取物時，發現了鎵。。

來源及用途

元素來源：它凝固時膨脹,，常是作為從鋁土礦中提取鋁或從鋅礦石中提取鋅時的副產物得到的。

元素用途：用于半導體工業，發光二極管和砷化鎵激光二極管。其他化合物：GaCl3-氯化鋅，一種稀有藍白色三價金屬元素,在低溫時硬而脆,而一超過室溫就熔融。鎵的化學活性低于鋁，在常溫下幾乎不受氧和水的侵蝕，只在高溫下才被氧化;它與稀酸作用緩慢，可溶于熱的強酸及強堿中，分別形成鎵鹽或鎵酸鹽;鹵素與鎵反應生成三鹵化鎵或一鹵化鎵;鎵在高溫下能與硫、硒、碲、磷、砷、銻反應，生成的化合物都有半導體性質;鎵的氧化和氫氧化物都是兩性的，可溶于酸和堿中。鎵可用作高溫溫度計和真空裝置中的密封液;鎵的最重要的應用是在制造半導體器件方面;鎵還用來制造陰極蒸汽燈等。

鎵 - 高純鎵

高純鎵：high purity gallium，一般雜質總含量在10-5以下的金屬鎵。按鎵含量分為5N，6N，7N和8N共四種級別。質軟，淡藍色光澤。熔點29.78℃。沸點2403℃。斜方晶型，各向異性顯著。0℃的電阻率沿a，b，c三個軸分別為1.75×10-6Ω•m，8.20×10-6Ω•m和55.30×10-6Ω•m。超純鎵剩余電阻率比值ρ300K/ρ4.2K為55 000。采用化學處理、電解精煉、真空蒸餾、區域熔煉、拉單晶等多種工藝方法制備。主要用于電子工業和通訊領域，是制取各種鎵化合物半導體的原料，硅、鍺半導體的摻雜劑，核反應堆的熱交換介質。

鎵 - 硝酸鎵

分子式：Ga(NO3)3•9H2O，用途：為制取鎵化合物原料。性質：無色透明結晶體，易吸潮，空氣中易分解。易溶于水，20℃時每100g水可溶解295g，可溶于乙醇，但不溶于乙醚。102℃開始脫水，170℃完全分解，生成二氧化鎵。由濃硝酸和氫氧化鎵或金屬鎵作用制取。

鎵 - 磷酸鎵

磷酸鎵：gallium phosphate

分子式：GaPO4•2H2O

性質：白色無定形粉末，難溶于水(溶度積1.0×10-21)。140℃脫水。540℃轉化為晶體。密度3.26g/cm3。熔點1670℃。和磷酸作用生成磷酸氫鎵化合物。

制法：由鎵鹽溶液和堿金屬磷酸鹽在pH=5時反應制取。

鎵 - 氧化鎵

氧化鎵別名三氧化二鎵，氧化鎵(Ga2O3)是一種寬禁帶半導體，Eg=4.9eV，其導電性能和發光特性長期以來一直引起人們的注意。?-Ga2O3是一種透明的氧化物半導體材料，在光電子器件方面有廣闊的應用前景 ，被用作于Ga基半導體材料的絕緣層，以及紫外線濾光片。它還可以用作O2化學探測器。

提煉

鎵在常溫下，看上去象一塊錫，如果你想把它放在手心里，它馬上就熔化了，成為銀亮的小珠。原來鎵的熔點很低，只有29.8℃。鎵的熔點雖然很低，可是沸點卻非常高，竟高達2070℃!人們就利用鎵的這個特性來制造測量高溫的溫度計。把這種溫度計伸進爐火熊熊的煉鋼爐中，玻璃外殼都快熔化了，里邊的鎵還沒有沸騰，如果用耐高溫的石英玻璃來制造鎵溫度計的外殼，它能夠一直測到1500℃的高溫。所以，人們常用這種溫度計來測量反應爐、原子反應堆的溫度。

鎵具有較好的鑄造特性，由于它“熱縮冷脹”，被用來制造鉛字合金，使字體清晰。在原子能工業中，用鎵作為熱傳導介質，把反應堆中的熱量傳導出來。 鎵與許多金屬，如鉍、鉛、錫、鎘，銦、鉈等，生成熔點低于60℃的易熔合金。其中如含銦25%的鎵銦合金(熔點16℃)，含錫8%的鎵錫合金(熔點20℃)，可以用在電路熔斷器和各種保險裝置上，溫度一高，它們就會自動熔化斷開，起到安全保險的作用。

鎵同玻璃合作，有增強玻璃折射率的效能，可以用來制造特種光學玻璃。因為鎵對光的反射能力特別強，同時又能很好地附著在玻璃上，承受較高的溫度，所以用它做反光鏡最適宜，鎵鏡能把70%以上射來的光反射出去。

鎵的一些化合物，如今與尖端科學技術結下了不解之緣。砷化鎵是近年來新發現的一種半導體材料，性能優良，用它作為電子元件，可以使電子設備的體積大為縮小，實現微型化。人們還用砷化鎵做元件制成了激光器，這是一種效率高、體積小的新型激光器。鎵和磷的化合物——磷化鎵是一種半導體發光元件，能夠射出紅光或綠光，人們把它做成了各種阿拉伯數字形狀，在電子計算機中，就利用它來顯示計算結果。