镓是一种柔软的银色金属,主要用于电子电路、半导体和发光二极管 (LED)。它也可用于高温温度计、气压计、药物和核医学测试。该元素没有已知的生物学价值。
自然元素
镓回收公司讲述在自然界中,镓从未作为游离元素被发现,并且在任何矿物中都无法大量发现。相反,它以痕量存在于各种化合物中,包括锌矿石和铝土矿。根据PeriodicTable.com的数据,按重量计算,镓约占地壳的 0.0019% 。然而,根据Chemicool的说法,它很容易通过熔炼获得,并且大多数商业镓是作为铝和锌生产的副产品提取的。镓的最大生产国是澳大利亚、俄罗斯、法国和德国。
关于镓
原子序数(原子核中的质子数):31
原子符号(在元素周期表上):Ga
原子量(原子的平均质量):69.723
密度:5.91 克每立方厘米
室温相:固体
熔点:华氏85.57度(摄氏29.76度)
沸点:3,999 F (2,204 C)
同位素数(具有不同中子数的相同元素的原子):24,其半衰期已知
最常见的同位素:两种稳定的 Ga-69(自然丰度 60.1%)和 Ga-71(自然丰度 39.9%)。
独特的金属
在元素周期表中,镓属于硼族(第 13 族),包括半金属硼(B) 和金属铝(Al)、镓、铟(In) 和铊(Tl),根据化学自由文本。所有这五种元素的外能级都有三个电子。
镓是一种后过渡金属。这些是位于元素周期表上过渡金属和准金属(非金属)之间的金属元素。后过渡金属具有过渡金属的一些特性,但往往更柔软且导电性更差。过渡后金属包括一些硼族元素——铝、铟和铊——但也包括锡(Sn)、铅(Pb) 和铋(Bi)。
镓有一些非常独特的品质。例如,虽然它在室温(约 77 F/22 C)下是固体,但它仍然非常柔软,您可以用刀将其切开。此外,它具有 85.57 F (29.76 C) 的低熔点——比室温高不到 10 度——所以如果你拿起一块镓,它会从你手的温暖中融化。然后如果你把它放回去,它会再次凝固。
即使熔点如此之低,镓的沸点也相当高,为 3,999 F (2,204 C),使其成为所有元素的熔点与沸点之间的最大比率之一。在低温下,镓是一种易碎的易碎固体,与玻璃类似,它会以贝壳状破碎(不遵循自然分离平面)。
用途
镓主要用于电子产品。事实上,据《化学解释》称,大约 95% 的镓生产用于制造砷化镓 (GaAs),这是一种用于微波和红外电路、半导体以及蓝色和紫色 LED 的化合物。砷化镓可以直接从电力中产生激光,并用于太阳能电池板,包括火星探测车上的太阳能电池板。化合物氮化镓 (GaN) 用作蓝光技术、手机和触摸开关压力传感器的半导体。
镓很容易与大多数金属结合,通常用于制造低熔点合金。它是在室温或接近室温时呈液态的四种金属(包括汞、铷和铯)之一。在这四种金属中,镓的反应性和毒性最小,使其成为高温温度计、气压计、传热系统和冷却和加热设备最安全和环保的选择。
然而,液态镓可能很难使用,因为它会附着在玻璃、皮肤和大多数其他材料(石墨、石英和特氟隆除外)上。它在冻结时也会膨胀,因此不能储存在玻璃容器中。
镓也用于一些药物和放射性药物。例如,放射性同位素 Ga-67 被用作核医学测试来寻找体内的炎症、感染或癌症。
硝酸镓用于许多药物和治疗高钙血症,高钙血症是一种可导致骨肿瘤生长的疾病。镓也被建议用于治疗癌症、传染病和炎症性疾病。然而,根据化学 LibreTexts的说法,暴露于大量镓可能会导致喉咙或胸部刺激,并且烟雾会导致一些严重的情况。
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