金属镓的物理化学性质和用途？谁知道镓的物理化学特性

金属镓的物理，化学性质和用途

镓元素名称：镓元素原子量：69.72元素类型：金属发现人：布瓦博德朗 发现年代：1875年原子序数：31元素符号：Ga元素中文名称：镓元素英文名称：Gallium相对原子质量：69.72核内质子数：31核外电子数：31核电核数：31质子质量：5.1863E-26质子相对质量：31.217所属周期：4所属族数：IIIA摩尔质量：70氢化物：GaH3氧化物：Ga2O3最高价氧化物化学式：Ga2O3密度：5.907熔点：29.78沸点：2403.0外围电子排布：4s2 4p1核外电子排布：2,8,18,3颜色和状态：蓝白色金属原子半径：1.81常见化合价：+3发现人：布瓦博德朗发现时间和地点：1875 法国元素来源：它凝固时膨胀,通常是作为从铝土矿中提取铝或从锌矿石中提取锌时的副产物得到的元素用途：用于半导体工业，发光二极管和砷化镓激光二极管。其他化合物：GaCl3-氯化锌扩展介绍：一种稀有蓝白色三价金属元素,在低温时硬而脆,而一超过室温就熔融。

元素描述：银白色金属。密度5.904克/厘米
3.�溶点29.78℃。沸点2403℃。

化合价2和
3.�第一电离能5.999电子伏特。凝固点很低。

由于稳定固体的复杂结构，纯液体有显著的过冷的趋势，可以放在冰浴内几天不结晶。质软、性脆，在空气中表现稳定。加热可溶于酸和碱；与沸水反应剧烈，但在室温时仅与水略有反应。

高温时能与大多数金属作用。由液态转化为固态时，膨胀率为3.1%，宜存放于塑料容器中。元素来源：自然界中常以微量分散于铝于矿、闪锌矿等矿石中。

由铝土矿中提取制得。元素用途：用来制作光学玻璃、真空管、半导体的原料。装入石英温度计可测量高温。加入铝中可制得易热处理的合金。

镓和金的合金应用在装饰和镶牙方面。也用来作有机合成的催化剂。元素辅助资料：在化学元素周期系建立的过程中，性质相似的元素成为一族已为化学家们接受。当时法国化学家布瓦邦德朗利用光谱分析发觉到，在铝族中，在铝和铟之间缺少一个元素。

从1865年开始，他用分光镜寻找这个元素，分析了许多矿物，但是都没有成功。直到1875年9月，布瓦邦德朗在法国化学家们面前表演了一组实验，证明新元素的存在。当时布瓦邦德朗测定的新元素比重是4.7，而门捷列夫根据元素周期系推算出的比重应该是5.9～
6.�布瓦邦德朗又重新测定了这种新元素，证实了比重应该是5.9
6.�

他将此物质命名为gallium，元素符号定为Ga。镓的发现不仅是一个化学元素的发现，它的发现引起了科学家们对门捷列夫制定的元素周期系的重视，使化学元素周期系得到赞扬和承认。

谁知道镓的物理化学特性

(1)镓的物理性质：金属镓固态为淡蓝色，液态呈银白色，熔点29.93`C，沸点2403`C，密度5.9g电阻率27x10-8fI•m，液态镓的蒸气压很低，1350℃时仅为133.3Pa，在所有元素中，镓的液态温度范围最宽（从29.93-2403'C)，由于固态镓的结构复杂，液态镓易出现过冷现象，在快速冷却时，液体镓可以在一40℃的过冷状态下仍保持液态。液态镓转为固态时，镓体积膨胀，膨胀率达3.2%，液态镓几乎能润湿所有物质的表面，具有优良的浇注性能，镓能迅速扩散到某些金属的晶格内，在高温下能和许多金属生成合金。

镓在常温空气中稳定，260℃时才开始和氧作用，100℃时钵不和水作用，但200℃时高压水蒸气会氧化镓生成氢氧化镓。镓的化学性质和锌、铝相似，属于两性元素。和铝相似，既能溶于酸，又能溶于碱。镓的化学活性和锌相近，但不如铝活泼。

镓缓慢溶于硫酸和盐酸中，室温下不溶于硝酸，但溶于热的硝酸、高氯酸、氢氟酸和王水中。

金属镓的物理,化学性质和用途

镓元素名称：镓元素原子量：69.72元素类型：金属发现人：布瓦博德朗 发现年代：1875年原子序数：31元素符号：Ga元素中文名称：镓元素英文名称：Gallium相对原子质量：69.72核内质子数：31核外电子数：31核电核数...

镓的地球化学性质

一.镓的物理性质及用途金属镓呈银白色，质软，在与人体相当的温度（37℃）下便熔化成液体。镓的熔点低但沸点很高，是液态范围最大的金属，其熔点为29.78℃，沸点为2403℃，29.6℃时密度为5.904g/cm
3.�

镓特殊的物理性质，使其成为一种性能优良的电子材料。以GaAs、GaP、GaSb为主的镓系化合物半导体是电子工业的基础材料，在光电子学领域和微波通讯领域应用极为广泛，主要用于发光二极管、激光二极管、光探测器、太阳能电池、高速和超高速集成电路、可视显示设备及微波固态器件。镓在冶金、化工、医学等方面也有不少应用。近十年来，随着工业发展尤其是高新技术的发展，镓的应用拓展了许多新的用途，计算机、液晶-等离子电视和航天技术是新兴起的三大应用领域。

在发展和需求的推动下，镓的应用研究非常活跃，10年来全世界发表镓应用技术的实验研究论文数千篇，一些新型技术和材料在不断涌现，全世界对镓的需求量也在不断增长。20世纪90年代初全世界镓的年消费量约为60～70t，2000年时已超过了100t，并且还在不断增长，其中90%以上用于制造镓化合物半导体材料。因此，镓被誉为“电子工业的食粮”。

我国对镓的应用研究早在20世纪50年代就已开始，但由于受工业发展的限制，直到90年代，国内镓消费量很小，这样一个镓资源大国镓的年消费量仅为数吨，生产的镓90%出口到国际市场。从20世纪90年代后期开始，国内镓消费量开始增长。随着国内高新技术、航天技术等迅速发展，镓的需求量还会快速增长。

因此，开展我国镓资源及镓应用的战略研究是非常必要的。
二.镓的地球化学性质
（一）镓的地球化学参数镓位于元素周期表第四周期第三族中，在其四周的元素中，上方为铝，下方为铟，左为锌，右为锗。其原子序数为31，原子量为69.7
2.�

镓有两个稳定同位素，即69Ga和71Ga，它们在自然界中的相对丰度为69Ga=60.5%，71Ga=39.5%。镓同位素是否也像其它元素的同位素组成一样具有地质意义，目前还没有详细的研究。表9-1和表9-2列出了镓的地球化学参数及镓与某些性质相近元素地球化学参数的对比。在元素地球化学分类中，戈尔德施密特将镓划归亲铜元素，查氏分类中将镓划归硫化表9-1 镓的地球化学参数表9-2 镓的主要地球化学参数与相关元素对比物矿床典型元素族，费氏将其划归金属元素场。

综合起来，几种分类的共同之处都在于说明镓以亲铜元素的身份成为硫化物矿床中富集的典型金属元素。这是由镓的地球化学性质所决定的。镓在6配位时的离子半径与硫化物矿床中常见Zn、Sn、Cu、Fe2+、Fe3+、Sb等元素的离子半径接近（表9-3），尤其是镓的电子构型与Zn类似，与Pb2+不仅配位数不同而且离子半径差别也很大。因此，镓在自然界通常能够进入Zn和Fe组成的矿物，而在Pb矿物中含量很低。

另一方面，Ga3+离子半径与Al3+和Fe3+离子相近，其正3价电子都分布在最外部电子层上，因此最早时镓有“类铝”的说法。镓的这一特性又决定了其地球化学性质的另一面，即镓在氧化条件下地球化学性质与铝和铁尤其是与铝相似，具有强的亲石（亲氧）性质。这是镓与其它分散元素明显不同的特点，这也使得镓更广泛地参与到各种地质作用中去。表9-3 镓与相关元素的离子半径对比表
（二）镓的丰度目前大家比较公认的镓的地壳丰度为15×10-6，刘英俊等（1984）也推荐这一数值。

关于镓的丰度，随着分析方法的提高其可靠性也在不断提高。克拉克和华盛顿（1924）确定的值为n×10-5，费尔斯曼（1933—1939）的数值为1×10-5，戈尔德施密特（1937）、维尔纳茨基（1949）、泰勒（1964）给出的数值均为15×10-6，维尔纳茨基（1962）给出了19×10-6的地壳丰度。泰勒（1980，1982）给出的大洋地壳和大陆地壳镓的克拉克值分别为17×10-6和18×10-
6.�

黎彤（1985）给出的地壳丰度为15×10-6，1997年给出的中国大陆岩石圈镓的丰度为14.1×10-
6.�以上不同学者给出的数据以15×10-6居多，这一数值可以作为地壳镓的克拉克值。相比较而言，镓在地壳中的含量是相当高的，比其他分散元素的地壳含量高出1～2个数量级，甚至比W、Sn、Mo、Be、Sb、Hg等元素的地壳含量高出许多。

这是镓在地球化学性质上亲氧（石）性质而与铝相伴随的结果。据泰勒（1982）的资料，初始地幔镓的丰度为3×10-6，但是来自地幔的岩石镓含量一般都高于此值。根据Cameron（1973）的资料，陨石中镓的含量为48×10-
6.�陨石中镓的含量是直接测定的，不同类型的陨石及不同学者测定的结果也有很大的出入。

据欧阳自远（1988）的统计，13个铁陨石含镓为0.17×10-6～100×10-6，中国南丹铁陨石含镓81.9×10-
6.�刘英俊等（1984）统计结果显示，铁陨石含镓0.2×10-6～96×10-6，石陨石含镓0.9×10-6～20×10-
6.�月球物质中含镓一般为2.4×10-6～6.1×10-6，大致相当于地幔的镓丰度。

（三）镓在岩浆岩中的含量镓在岩浆岩中的性状具有明显的亲石性而与铝紧密相关，在岩浆结晶过程中类质同象进入含铝硅酸盐造岩矿物中，因此造成镓的分散性质。尽管不同类型的岩浆岩具有不同的镓含量，但镓与铝具有正消长关系，我们对中国13个岩体的分析及收集到的各类岩浆岩镓的含量及其与铝的关系如图9-1所示。超基性岩镓的含量明显低于镓的地壳丰度（15×10-6 ），最高 10×10-6左右，低者仅1×10-6～2×10-6，碱性岩含镓最高，明显高于地壳镓丰度及其它岩类，中性岩石含镓与地壳丰度接近，酸性岩含镓略高于地壳丰度。从超基性岩→基性岩→中性岩→酸性岩→碱性岩，镓含量增高且呈现良好的线性分布特点。

岩浆岩中镓的含量比其它分散元素如 Ge、In、Tl、Cd等都要高出很多。图9-1 岩浆岩中镓与铝的关系据刘英俊等（1984）研究结果显示，岩浆岩的Ga/Al比值的变化是有规律的。由超基性岩、基性岩向酸性岩和碱性岩方向，Ga/Al比值明显增大（图9-2）。

因此，Ga/Al比值可作为划分岩浆演化阶段的化学指示剂。图9-2 岩浆岩中Al2O3含量及Ga/Al比值随SiO2含量的变化�。