镓(英语:Gallium),是一种化学元素,化学符号为Ga,原子序数为31,原子量为7001697230000000000♠69.723 u,位于元素周期表的第13族,为一种贫金属,与同族的铝、铟和铊具有相似的特性。它是由法国化学家保罗·埃米尔·勒科克·德布瓦博德兰在1875年发现的。[8]
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镓 31Ga
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外观 |
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蓝银色金属
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概况 |
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名称·符号·序数 | 镓(gallium)·Ga·31 |
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元素类别 | 贫金属 |
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族·周期·区 | 13·4·p |
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标准原子质量 | 69.723(1)[1] |
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电子排布 | [Ar] 3d104s24p1 2, 8, 18, 3
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历史 |
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预测 | 德米特里·门捷列夫(1871年) |
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发现 | 保罗·埃米尔·勒科克·德布瓦博德兰(1875年) |
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分离 | 保罗·埃米尔·勒科克·德布瓦博德兰(1875年) |
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物理性质 |
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物态 | 固态 |
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密度 | (接近室温) 5.91 g·cm−3 |
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熔点时液体密度 | 6.095 g·cm−3 |
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熔点 | 302.9146 K,29.7646 °C,85.5763 °F |
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沸点 | 2673 K,2400 °C,4352[2] °F |
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熔化热 | 5.59 kJ·mol−1 |
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汽化热 | 254 kJ·mol−1 |
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比热容 | 25.86 J·mol−1·K−1 |
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蒸气压
压/Pa
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1
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10
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100
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1 k
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10 k
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100 k
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温/K
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1310
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1448
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1620
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1838
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2125
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2518
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原子性质 |
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氧化态 | −5, −4, −3,[3] −2, −1, 0, +1, +2, +3[4] (两性) |
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电负性 | 1.81(鲍林标度) |
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电离能 | 第一:578.8 kJ·mol−1
第二:1979.3 kJ·mol−1
第三:2963 kJ·mol−1
(更多) |
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原子半径 | 135 pm |
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共价半径 | 122±3 pm |
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范德华半径 | 187 pm |
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镓的原子谱线 |
杂项 |
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晶体结构 | 正交 |
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磁序 | 抗磁性 |
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磁化率 | 3004784000000000000♠−21.6×10−6 cm3/mol (当290 K)[5] |
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电阻率 | 140 n[6] Ω·m |
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热导率 | 40.6 W·m−1·K−1 |
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膨胀系数 | (25 °C)18 µm·m−1·K−1 |
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声速(细棒) | (20 °C)2740 m·s−1 |
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杨氏模量 | 9.8 GPa |
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泊松比 | 0.47 |
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莫氏硬度 | 1.5 |
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布氏硬度 | 60 MPa |
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CAS号 | 7440-55-3 |
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同位素 |
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主条目:镓的同位素
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Close
在标准状况下,镓元素是质地柔软的银色金属,在液态下则为银白色。如果对镓施加太多力,它就可能形成贝壳状断口。自1875年发现以来,镓一直被用于制造低熔点合金。它还用于半导体基材的掺杂剂。
镓的熔点可作为温度参考点。镓合金亦可应用于温度计,作为代替汞的无毒和环保的替用品,并且可以承受比汞更高的温度。镓铟锡合金(62–95%镓,5–22%铟和0–16%锡)具有远低于水凝固点的凝固点−19 °C(−2 °F),但这也可能是过冷的凝固点。
镓在自然界中不以单质存在,常以镓(III)的形式微量散存于锌矿(例如闪锌矿)、铝土矿等矿石中。镓在29.76 °C(85.57 °F)会融化成液体,因此会融化于人的手中(一般人的体温为37.0 °C(98.6 °F))。
镓在多种关键新兴技术中皆有重要应用。电子设备中主要使用的镓化合物砷化镓,用于微波电路、高速转换电路、红外线电路。半导体氮化镓和氮化铟镓则用于制造蓝色和紫色的发光二极体(LED)和雷射二极体。除此之外,镓也用于生产珠宝用途的人造钆镓榴石型铁氧体。镓被列为一种技术关键元素。[9][10]
镓在生物学中没有已知的天然作用。三价镓和三价铁在生物系统中有相似的作用,因此三价镓也被应用在药学和放射药理学上。