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释义 jia
镓(卷名:化学)
gallium
  一种化学元素,化学符号Ga,原子序数31,原子量69.723,属周期系ⅢA族。
  发现  1875年法国的P. -É.L.de布瓦博德朗在闪锌矿中离析出几克性质与Д.И.门捷列夫预言的“类铝”相同的元素,为了纪念他的祖国,命名为gallium(来源于Gallic,原意“法国的”)。
  存在  镓在地壳中的含量为 5×10-4%~15×10-4%,以很低的含量分布于铝土矿和某些硫化物矿中,含量最富的锗石中也只含0.1%~0.8%镓。
  物理性质  固体镓为蓝灰色,液体镓为银白色;熔点29.78℃,沸点2403℃,固体密度5.907克/厘米3。它可过冷到-120℃,故其液态温度范围极宽,这一性质可用于制高温温度计。镓的蒸气压也较低,在1000℃时只有10-3托(1托=133.322帕斯卡),在真空装置中用作液封。镓与铝、锌、锡、铟形成的合金熔点很低,与钒、铌、锆形成的合金具有超导性。
  化学性质  镓的电子构型为(Ar)3d104s24p1,氧化态为+1、+3,与铝和锌类似,但化学活性低于铝。在常温下几乎不受氧和水的侵蚀,只在高温下才被氧化,它与稀酸作用缓慢,可溶于热的硝酸、浓氢氟酸和热浓高氯酸,易溶于王水、盐酸和高氯酸的混合酸及强碱中,分别形成镓盐或镓酸盐。当镓的纯度高于99.9%时,与酸碱的反应速率大幅度降低。
  卤素与镓反应生成三卤化镓或一卤化镓。镓在高温下能与硫、硒、碲、磷、砷、锑反应,生成的化合物都具有半导体性质。与铝一样,镓的氧化物和氢氧化物都是两性的,可溶于酸和碱。
  制法  镓为拜耳法(见氧化铝)处理铝土矿的副产物,其铝酸钠母液中的镓可富集到0.1克/升,用二氧化碳中和,使镓和铝的氢氧化物共沉淀,再将它溶于氢氧化钠溶液中,用硫化钠除去重金属,经电解即可得纯度为96%~99%的金属镓。镓也可从闪锌矿炼锌工艺中的粗锌蒸馏残渣来提取,后者可用氯化氢处理并蒸馏分离出三氯化镓,再制成镓酸钠溶液,经电解还原为镓。
  粗镓经酸碱处理或制成三氯化镓进行区域熔融,再电解其碱溶液,可将镓提纯至99.999%以上。
  应用  金属镓可用作高温温度计和真空装置中的密封液。镓-钒、镓-钽、镓-锆合金可用作超导体。镓还用于制造燃料电池的固体电解质和再生电池的正极。镓的最重要应用是在制造半导体器件方面,镓可作为硅、锗的掺杂物,镓的硒、碲、砷、磷、锑化物都是优良的半导体材料,可制造整流器、晶体管、光电器件、注射激光器和微波二极管等。镓还可用来制造阴极蒸气灯;将碘化镓加到高压汞灯中可以增大汞灯的辐射强度;镓镉合金弧光灯具有纯粹的红光,并可阻止镉蒸发附着在玻璃、石英管壁上,避免冷却时破裂。
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更新时间:2024/7/1 6:05:34