镓 (Ga)
原子序数 | 31 | 英文名 | Gallium |
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所属分类 | 贫金属 | 原子量 | 69.723 u |
熔点 | 29.76 °C | 沸点 | 2204 °C |
能级 | 2, 8, 18, 3 | 电负性 | 1.81 |
电子亲和能 | 28.9 kJ/mol | 半径(计算法) | 136 pm |
电离能 |
第1电离能: 578.8 kJ/mol
第2电离能: 1979.3 kJ/mol
第3电离能: 2963 kJ/mol
第4电离能: 6180 kJ/mol
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密度(常规) | 5904 kg/m³ | 硬度(布式) | 60 MPa |
体积模量 | N/A | 导热率 | 29 W/mK |
宇宙存量百分比 | 1.00E-6 % |
镓,作为一种化学符号为Ga、原子序数为31的元素,位于元素周期表的第13族。该元素具备独特的物理和化学性质,并在多个领域有着重要应用。镓呈现出银白色的金属光泽,具有较软的质地,且相较于其他常见金属,其密度相对较低。值得注意的是,镓的熔点低至29.76摄氏度,而沸点则高达2403摄氏度,尽管镓具有良好的导电性,但其导电性能仍逊色于铜和铝。在常温环境下,镓并不与空气发生反应,不过在高温条件下会与氧气结合生成氧化物。 在实际用途方面,镓发挥了重要作用。尤其是在电子技术和半导体行业中,镓是制造光电元件如激光二极管和太阳能电池的关键材料。此外,镓加入到铝、锌等金属中可以显著提升合金的延展性和韧性,制成适用于特殊场合的合金材料。镓还可作为电镀层,提供优良的防腐蚀和耐磨性能,而在有机合成与某些化学反应中,镓可用作催化剂。 关于镓的制备,主要采用电解法,通过在高温下电解氧化铝熔体,其中铝锭作为阳极,镓在阴极析出,最终获得纯度较高的镓金属。另外,镓亦可通过化学还原的方法从其化合物中提炼出来。 在安全考量上,镓对于人体和环境相对较为安全,然而对于高浓度镓化合物,需防止吸入和直接接触。虽然镓在常态下不易氧化,但高温下的氧化产物可能有毒,因此在使用和处理镓时要格外注意安全性。同时,镓遇酸类及强氧化剂会发生反应并可能释放有害气体,故应避免与这类物质接触。
电子排布 | [Ar] 3d104s24p1 2, 8, 18, 3 |
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预测 | 德米特里·门捷列夫(1871年) |
发现 | 保罗·埃米尔·勒科克·德布瓦博德兰(1875年) |
分离 | 保罗·埃米尔·勒科克·德布瓦博德兰(1875年) |
物态 | 固态 |
密度 | (接近室温) 5.91 g·cm−3 |
熔化热 | 5.59 kJ·mol−1 |
汽化热 | 254 kJ·mol−1 |
比热容 | 25.86 J·mol−1·K−1 |
氧化态 | −5, −4, −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3 (两性) |
电负性 | 1.81(鲍林标度) |
原子半径 | 135 pm |
共价半径 | 122±3 pm |
范德华半径 | 187 pm |
晶体结构 | 正交 |
磁序 | 抗磁性 |
磁化率 | ×10−6 cm3/mol (当290 K) −21.6 |
电阻率 | 140 n Ω·m |
膨胀系数 | (25 °C)18 µm·m−1·K−1 |
声速(细棒) | (20 °C)2740 m·s−1 |
杨氏模量 | 9.8 GPa |
泊松比 | 0.47 |
莫氏硬度 | 1.5 |
布氏硬度 | 60 MPa |
元素列表
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