在自然界中未曾發(fā)現(xiàn)過游離態(tài)的銦單質(zhì),1863年,德國的賴希和李希特,用光譜法研究閃鋅礦,發(fā)現(xiàn)新的元素,即銦。
鉈被發(fā)現(xiàn)和取得后,德國弗賴貝格(Freiberg)礦業(yè)學(xué)院物理學(xué)教
銦
銦
授賴希由于對鉈的一些性質(zhì)感興趣,希望得到足夠的金屬進(jìn)行實驗研究。于是他在1863年開始在夫賴堡希曼爾斯夫斯特出產(chǎn)的鋅礦中尋找這種金屬。這種礦石所含主要成分是含砷的黃鐵礦、閃鋅礦、輝鉛礦、硅土、錳、銅和少量的錫、鎘等。賴希認(rèn)為其中還可能含有鉈。雖然實驗花費(fèi)了很多時間,他卻沒有獲得期望的元素。但是他得到了一種不知成分的草黃色沉淀物。他認(rèn)為是一種新元素的硫化物。
只有利用光譜進(jìn)行分析來證明這一假設(shè)。可是賴希是色盲,只得請求他的助手H.T.李希特進(jìn)行光譜分析實驗。李希特在次實驗就成功了,他在分光鏡中發(fā)現(xiàn)一條靛藍(lán)色的明線,位置和銫的兩條藍(lán)色明亮線不相吻合,就從希臘文中“靛藍(lán)”(indikon)一詞命名它為indium(銦)(In)。兩位科學(xué)家共同署名發(fā)現(xiàn)銦的報告。分離出金屬銦的還是他們兩人共同完成的。他們首先分離出銦的氯化物和氫氧化物,利用吹管在木炭上還原成金屬銦,于1867年在法國科學(xué)院展出。
時下世界90%以上的原生鎵都是在生產(chǎn)氧化鋁過程中提取的,是對礦產(chǎn)資源的一種綜合利用,通過提取金屬鎵增加了礦產(chǎn)資源的附加值,提高氧化鋁的品質(zhì)降低了廢棄物“赤泥”的污染,因此非常符合當(dāng)前低碳經(jīng)濟(jì)以小的自然資源代價獲取利用價值的原則。鎵在其它金屬礦床中的含量極低,經(jīng)過一定富集后也只能達(dá)到幾百克/噸,因而鎵的提取非常困難,另一方面,由于伴生關(guān)系,鎵的產(chǎn)量很難由于鎵價格上漲而被大幅拉動,因此,原生鎵的年產(chǎn)量極少,全球年產(chǎn)量不足300噸,是原生銦產(chǎn)量的一半,如果這種狀況不能得到改善,未來20-30年這些金屬鎵將會出現(xiàn)嚴(yán)重短缺。
鎵的毒性是和生物的種類相關(guān)的。在服用濃度高于750mg/kg時才會表現(xiàn)出對人腎臟的毒性。對老鼠的實驗表明,鎵會導(dǎo)致鎵,鈣和磷酸鹽在腎中的沉積,這會堵塞腎腔。 [8]
分析化學(xué):Dymov和Savostin曾對鎵的分析化學(xué)作了的回顧。由于鎵在環(huán)境中的濃度很低,靈敏度是選擇探測方法時的主要問題。由于這個原因,常用熒光計和中子活化法??梢栽跍y量前對樣品進(jìn)行濃縮,例如,通過溶劑提取,提高了靈敏度,但增加了勞動量。8-羥基醌常用于生物材料中鎵的熒光測定法。水楊醛二氯腙化碳作為熒光物質(zhì),使探測極限降到了2ng/L。pyrrolidinecarbodithioate和二乙基二硫代氨基甲酸鹽的混合物用于在中子活化法前提取鎵。鎵的探測極限可以達(dá)到1ng/L。
工業(yè)用途
制造半導(dǎo)體氮化鎵、砷化鎵、磷化鎵、鍺半導(dǎo)體摻雜元;純鎵及低熔合金可作核反應(yīng)的熱交換介質(zhì);高溫溫度計的填充料;有機(jī)反應(yīng)中作二酯化的催化劑。
鎵的工業(yè)應(yīng)用還很原始,盡管它獨(dú)特的性能可能會應(yīng)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(xué)應(yīng)用
在觀察到癌組織對67Ga有吸引力之后,美國國家癌癥學(xué)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(dāng)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。