鎵是化學史上個先從理論預言,后在自然界中被發(fā)現(xiàn)驗證的化學元素。1871年,門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期表中鋁元素下面有個間隙尚未被占據(jù),他預測這種未知元素的原子量大約是68,密度為5.9 g/cm3,性質(zhì)與鋁相似,他的這一預測被法國化學家布瓦博得朗(Paul Emile Lecoq de Boisbaudran)證實了。
鎵在巴黎由布瓦博得朗于1875年發(fā)現(xiàn)。他在閃鋅礦礦石(ZnS)中提
金屬鎵
金屬鎵
取的鋅的原子光譜上觀察到了一個新的紫色線。他知道這意味著一種未知的元素出現(xiàn)了。
在1875年11月,布瓦博得朗提取并提純了這種新的金屬,并證明了它像鋁。在1875年12月,他向法國科學院宣布了它。
外圍電子排布4s24p1,位于第四周期第ⅢA族。 [5]
在潮濕空氣中氧化,加熱至500℃時著火。室溫時跟水反應緩慢,跟沸水反應劇烈生成氫氧化鎵放出氫氣。加熱時溶于無機酸或苛性堿溶液。能跟鹵素、硫、磷、砷、銻等反應。 [5]
鎵在干燥空氣中較穩(wěn)定并生成氧化物薄膜阻止繼續(xù)氧化,在潮濕空氣中失去光澤。與堿反應放出氫氣,生成鎵酸鹽。能被冷濃鹽酸浸蝕,對熱硝酸顯鈍性,高溫時能與多數(shù)非金屬反應;溶于酸和堿中,鎵在化學反應中存在+1、+2和+3化合價,其中+3為其主要化合價。鎵的活動性與鋅相似,卻比鋁低。鎵是兩性金屬,既能溶于酸(產(chǎn)生Ga3+)也能溶于堿。鎵在常溫下,表面產(chǎn)生致密的氧化膜阻止進一步氧化。加熱時和鹵素、硫迅速反應,和硫的反應按計量比不同產(chǎn)生不同的硫化物。
工業(yè)用途
制造半導體氮化鎵、砷化鎵、磷化鎵、鍺半導體摻雜元;純鎵及低熔合金可作核反應的熱交換介質(zhì);高溫溫度計的填充料;有機反應中作二酯化的催化劑。
鎵的工業(yè)應用還很原始,盡管它獨特的性能可能會應用于很多方面。液態(tài)鎵的寬溫度范圍以及它很低的蒸汽壓使它可以用于高溫溫度計和高溫壓力計。鎵化合物,尤其是砷化鎵在電子工業(yè)已經(jīng)引起了越來越多的注意。沒有能利用的的世界鎵產(chǎn)量數(shù)據(jù),但是臨近地區(qū)的產(chǎn)量只有20噸/年。 [11]
鎵-68會發(fā)射正電子,可以用于正電子斷層成像。 [11]
鎵銦合金可用于汞的替代品。
醫(yī)學應用
在觀察到癌組織對67Ga有吸引力之后,美國國家癌癥學會指出穩(wěn)定的鎵對于嚙齒動物的腫瘤很有療效。這曾在癌癥病人身上試驗過。當服用劑量為750mg/kg時,鎵對人的腎臟有害。不停的灌輸鎵的配制藥品可以降低鎵對腎小管的毒性。
鋁粉因具有銀白色金屬光澤,所以俗稱鋁銀粉或銀粉,其化學成份實為“鋁”,并非“銀”。應用范圍:粉末涂料、油墨、塑膠色母粒、印刷、仿金紙、仿金卡、金膠片、紡織品,但在水性漆及帶酸堿的油漆中使用會氧化變黑。不推薦用于要求耐酸堿及與雨水結(jié)合的場合。