鎵（Gallium）是灰藍色或銀白色的金屬，元素符號(hao)Ga，原(yuan)子量69.723。鎵的熔點(dian)很低，但沸點(dian)很高。純液態(tai)鎵有(you)顯著的過冷的趨勢，在(zai)空氣中(zhong)易氧化，形成氧化膜。
淡(dan)藍(lan)色金(jin)屬，在(zai)29.76℃時變為銀白(bai)色液體。液態鎵很(hen)容易(yi)過(guo)冷(leng)（即冷(leng)卻至0℃而不(bu)固化）。鎵能浸潤玻璃，故不(bu)宜使用(yong)玻璃容器(qi)存(cun)放。
受(shou)熱至熔(rong)點時變為(wei)液(ye)體，再冷(leng)卻至0℃而不(bu)固化，由液(ye)體轉變為(wei)固體時，其體積(ji)約增(zeng)大3.2%。常溫時鎵(jia)在干燥空氣中穩定。
純鎵是銀白色的(de)，可以浸潤玻璃，沸點很高，在大約(yue)1500℃時有(you)很低的(de)蒸汽壓。
硬度 1.5～2.5
溶解性(xing) 微溶于汞(gong)，形成鎵汞(gong)齊
熔(rong)點(dian) 29.76℃
沸點 2403℃
密度 5.904g/cm3
電子排布[Ar]3d104s24p1，位于(yu)第(di)四周(zhou)期第(di)ⅢA族。
在潮濕空氣中氧化，加熱(re)(re)至(zhi)500℃時(shi)(shi)著火。室溫(wen)時(shi)(shi)跟(gen)水反應(ying)緩慢，跟(gen)沸水反應(ying)劇烈生成氫(qing)氧化鎵放出氫(qing)氣。加熱(re)(re)時(shi)(shi)溶于無機酸或苛(ke)性堿溶液。能(neng)跟(gen)鹵素、硫、磷、砷(shen)、銻等反應(ying)。
鎵在(zai)干燥(zao)空氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)較穩定(ding)并生成氧化物薄(bo)膜阻(zu)止繼(ji)續氧化，在(zai)潮濕空氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)失去(qu)光澤。與堿(jian)反應(ying)(ying)放出氫(qing)氣(qi)(qi)，生成鎵酸(suan)鹽(yan)。能(neng)被(bei)冷濃鹽(yan)酸(suan)浸蝕，對熱硝酸(suan)顯鈍性(xing)，高(gao)溫時能(neng)與多數(shu)非金屬反應(ying)(ying)；溶(rong)于(yu)酸(suan)和(he)(he)堿(jian)中(zhong)(zhong)，鎵在(zai)化學反應(ying)(ying)中(zhong)(zhong)存在(zai)+1、+2和(he)(he)+3化合價，其(qi)中(zhong)(zhong)+3為其(qi)主要化合價。鎵的活(huo)動性(xing)與鋅相似，卻比(bi)鋁(lv)低(di)。鎵是(shi)兩性(xing)金屬，既能(neng)溶(rong)于(yu)酸(suan)（產(chan)生Ga3+）也(ye)能(neng)溶(rong)于(yu)堿(jian)。鎵在(zai)常溫下，表面(mian)產(chan)生致密(mi)的氧化膜阻(zu)止進一步氧化。加熱時和(he)(he)鹵(lu)素、硫(liu)迅速反應(ying)(ying)，和(he)(he)硫(liu)的反應(ying)(ying)按計量比(bi)不同(tong)(tong)產(chan)生不同(tong)(tong)的硫(liu)化物。
生(sheng)(sheng)理學：還沒有發現鎵有生(sheng)(sheng)理微量元素的功能。和鋁一樣，它只通(tong)過腸道很(hen)微量的吸收。可以利用三氧化(hua)二鎵在老鼠、家鼠、狗肺部沉積的數據。
皮(pi)下注射鎵(jia)后，鎵(jia)在組織(zhi)中(zhong)的(de)(de)分布(bu)模(mo)式是(shi)定時的(de)(de)，這和靜脈注射很相似。鎵(jia)在組織(zhi)中(zhong)的(de)(de)分布(bu)模(mo)式取決(jue)于攝入鎵(jia)的(de)(de)劑(ji)量。主要的(de)(de)排泄渠道(dao)是(shi)尿液。癌癥患者對鎵(jia)的(de)(de)清理分為兩階段，半(ban)衰(shuai)期(qi)分別(bie)為87分鐘和24.5小時。
鎵的(de)(de)(de)(de)(de)毒(du)性是和(he)生物的(de)(de)(de)(de)(de)種類相關(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)。在(zai)服用濃度高于750mg/kg時才會(hui)表現出對(dui)人腎臟的(de)(de)(de)(de)(de)毒(du)性。對(dui)老鼠(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗表明，鎵會(hui)導(dao)致鎵，鈣和(he)磷酸鹽在(zai)腎中的(de)(de)(de)(de)(de)沉積，這會(hui)堵塞腎腔。
分析(xi)化(hua)學：Dymov和(he)Savostin曾對(dui)鎵(jia)(jia)(jia)的(de)(de)分析(xi)化(hua)學作(zuo)了(le)全(quan)面的(de)(de)回顧(gu)。由于(yu)鎵(jia)(jia)(jia)在環(huan)境中的(de)(de)濃度(du)很低，靈敏度(du)是(shi)選擇探(tan)(tan)測(ce)(ce)方法(fa)時的(de)(de)主要問題。由于(yu)這個原(yuan)因，最常用(yong)熒(ying)光計(ji)和(he)中子活化(hua)法(fa)。可以(yi)在測(ce)(ce)量(liang)(liang)前(qian)對(dui)樣品進行濃縮(suo)，例如，通過溶劑提(ti)(ti)取，提(ti)(ti)高了(le)靈敏度(du)，但增加(jia)了(le)勞動量(liang)(liang)。8-羥(qian)基(ji)醌常用(yong)于(yu)生物材料中鎵(jia)(jia)(jia)的(de)(de)熒(ying)光測(ce)(ce)定法(fa)。水楊醛(quan)二(er)(er)氯腙化(hua)碳作(zuo)為(wei)熒(ying)光物質，使探(tan)(tan)測(ce)(ce)極(ji)限(xian)降到了(le)2ng/L。pyrrolidinecarbodithioate和(he)二(er)(er)乙基(ji)二(er)(er)硫(liu)代氨基(ji)甲酸鹽的(de)(de)混合(he)物用(yong)于(yu)在中子活化(hua)法(fa)前(qian)提(ti)(ti)取鎵(jia)(jia)(jia)。鎵(jia)(jia)(jia)的(de)(de)探(tan)(tan)測(ce)(ce)極(ji)限(xian)可以(yi)達到1ng/L。
原子序數 31
原子(zi)量(liang) 69.72
共價半徑 125皮(pi)米
離子半徑 82皮(pi)米(mi)
第一電離能(neng) 578.8kJ/mol
電負性（鮑(bao)林標度） 1.81
毒理性質：鎵(jia)的(de)(de)(de)毒性是(shi)和(he)生(sheng)物的(de)(de)(de)種類(lei)相關的(de)(de)(de)。在一項(xiang)研(yan)究(jiu)中(zhong)，老鼠(shu)的(de)(de)(de)LD50大(da)于220mg/kg，狗的(de)(de)(de)只有18mg/kg。狗的(de)(de)(de)死亡(wang)是(shi)由于腎功能(neng)的(de)(de)(de)衰(shuai)竭。
鎵(jia)(jia)和鎵(jia)(jia)的(de)(de)化合物有(you)微弱的(de)(de)毒性，但是沒(mei)有(you)任(ren)何(he)文獻表明鎵(jia)(jia)有(you)生殖毒性。相(xiang)反，硝酸(suan)鎵(jia)(jia)可以用于(yu)治(zhi)療某些疾病。鎵(jia)(jia)容易附著到桌面、手、還有(you)手套上(shang)留下黑色的(de)(de)斑跡。
可由鋁土(tu)礦(kuang)或閃鋅礦(kuang)中提取。最后經電(dian)解制得純(chun)凈鎵。
主要從煉鋅廢(fei)(fei)渣和煉鋁廢(fei)(fei)渣中回收提取。
工(gong)業(ye)(ye)生產(chan)以工(gong)業(ye)(ye)級(ji)金(jin)屬鎵(jia)為(wei)原(yuan)(yuan)料，用(yong)電(dian)解(jie)法(fa)、減壓蒸餾(liu)法(fa)、分步結晶(jing)(jing)法(fa)、區域(yu)熔融法(fa)進一(yi)步提(ti)純(chun)(chun)，制(zhi)(zhi)得高(gao)純(chun)(chun)鎵(jia)。電(dian)解(jie)法(fa)以99.99%的工(gong)業(ye)(ye)級(ji)金(jin)屬鎵(jia)為(wei)原(yuan)(yuan)料，經(jing)電(dian)解(jie)精煉(lian)等工(gong)藝，制(zhi)(zhi)得高(gao)純(chun)(chun)鎵(jia)的純(chun)(chun)度≥99.999%。以≥99.999%的高(gao)純(chun)(chun)鎵(jia)為(wei)原(yuan)(yuan)料，經(jing)拉(la)制(zhi)(zhi)單晶(jing)(jing)或(huo)其(qi)他提(ti)純(chun)(chun)工(gong)藝進一(yi)步提(ti)純(chun)(chun)，制(zhi)(zhi)得高(gao)純(chun)(chun)鎵(jia)的純(chun)(chun)度≥99.99999%。
制造半導(dao)體(ti)氮化(hua)鎵(jia)、砷(shen)化(hua)鎵(jia)、磷化(hua)鎵(jia)、鍺半導(dao)體(ti)摻(chan)雜元；純鎵(jia)及低熔合金可作(zuo)核反(fan)應的熱交換介質；高溫溫度計(ji)的填充料；有機反(fan)應中作(zuo)二酯化(hua)的催化(hua)劑。
鎵(jia)的(de)(de)工業(ye)應用(yong)還很(hen)原始，盡管它獨特的(de)(de)性能(neng)可(ke)能(neng)會(hui)應用(yong)于很(hen)多方面。液態鎵(jia)的(de)(de)寬溫(wen)度(du)范(fan)圍(wei)以(yi)及它很(hen)低(di)的(de)(de)蒸(zheng)汽壓(ya)使(shi)它可(ke)以(yi)用(yong)于高(gao)溫(wen)溫(wen)度(du)計和高(gao)溫(wen)壓(ya)力計。鎵(jia)化合物(wu)，尤其是(shi)砷(shen)化鎵(jia)在電子工業(ye)已經引起了越(yue)來越(yue)多的(de)(de)注意。沒(mei)有能(neng)利用(yong)的(de)(de)精確的(de)(de)世界鎵(jia)產量(liang)數據，但是(shi)臨近地區的(de)(de)產量(liang)只有20噸/年。
鎵-68會發(fa)射正電子(zi)，可以用于(yu)正電子(zi)斷層成(cheng)像(xiang)。
鎵(jia)銦(yin)合金可(ke)用于汞的替代品(pin)。
在(zai)觀察(cha)到癌(ai)組織對67Ga有吸(xi)引力之后，美國國家癌(ai)癥(zheng)學會指出穩定(ding)的(de)(de)鎵(jia)對于嚙齒動物的(de)(de)腫(zhong)瘤很有療效(xiao)。這曾在(zai)癌(ai)癥(zheng)病人身上試驗(yan)過。當(dang)服用劑量為750mg/kg時，鎵(jia)對人的(de)(de)腎(shen)臟有害。不停(ting)的(de)(de)灌輸鎵(jia)的(de)(de)配制藥品可(ke)以降低鎵(jia)對腎(shen)小(xiao)管(guan)的(de)(de)毒性。
鎵是化(hua)(hua)學史上第一個先從理論預言，后在自然界中被發(fa)現驗證的化(hua)(hua)學元素。1871年，門捷列夫發(fa)現元素周期(qi)表中鋁元素下面有個間隙尚(shang)未被占據，他預測這種未知元素的原子量大約是68，密(mi)度(du)為5.9g/cm3，性質與(yu)鋁相(xiang)似(si)，他的這一預測被法國化(hua)(hua)學家布瓦博得朗（Paul Emile Lecoq de Boisbaudran）證實了(le)。
鎵在(zai)巴黎由布(bu)瓦(wa)博得朗于(yu)1875年發現(xian)。他在(zai)閃鋅(xin)礦礦石(shi)（ZnS）中提取的(de)(de)鋅(xin)的(de)(de)原子光譜(pu)上觀(guan)察到了一個(ge)新的(de)(de)紫(zi)色(se)線。他知(zhi)(zhi)道這意味著一種未知(zhi)(zhi)的(de)(de)元素出(chu)現(xian)了。
在1875年11月(yue)，布(bu)瓦博得朗提取并提純(chun)了(le)這種新的金屬，并證(zheng)明了(le)它(ta)像鋁。在1875年12月(yue)，他向法國(guo)科學院宣布(bu)了(le)它(ta)。
由于鎵(jia)在(zai)地殼中的(de)濃(nong)度很低。在(zai)地殼中占(zhan)總量的(de)0.0015%。它的(de)分布(bu)很廣泛(fan)，但不(bu)以純金屬狀態存在(zai)，而以硫鎵(jia)銅礦（CuGaS2）形式存在(zai)，不(bu)過(guo)很稀(xi)少，經(jing)濟(ji)上也不(bu)重要。鎵(jia)是閃(shan)鋅礦、黃(huang)鐵礦、礬土、鍺(zang)石工業處(chu)理(li)過(guo)程中的(de)副(fu)產品(pin)。
自然界中(zhong)(zhong)常以微量分散于鋁土礦、閃(shan)鋅(xin)礦等(deng)礦石中(zhong)(zhong)。由鋁土礦中(zhong)(zhong)提取制(zhi)得。在(zai)高溫灼燒鋅(xin)礦時(shi)，鎵(jia)就以化(hua)合物的(de)形式揮發(fa)出(chu)來，在(zai)煙(yan)道里凝(ning)結，鎵(jia)常與銦和(he)鉈共生。經(jing)電解、洗滌可以制(zhi)得粗鎵(jia)，再經(jing)提煉可得高純度鎵(jia)。
時下世界90%以(yi)(yi)上的(de)(de)原(yuan)(yuan)生(sheng)(sheng)鎵(jia)都是(shi)(shi)(shi)在生(sheng)(sheng)產(chan)氧(yang)化鋁(lv)過程中提(ti)取(qu)(qu)(qu)的(de)(de)，是(shi)(shi)(shi)對礦產(chan)資源的(de)(de)一(yi)種綜(zong)合利用，通(tong)過提(ti)取(qu)(qu)(qu)金(jin)(jin)屬鎵(jia)增加了(le)礦產(chan)資源的(de)(de)附加值(zhi)，提(ti)高氧(yang)化鋁(lv)的(de)(de)品質(zhi)降低(di)了(le)廢棄物(wu)“赤(chi)泥”的(de)(de)污染，因(yin)此非(fei)(fei)常符(fu)合當前低(di)碳(tan)經濟(ji)以(yi)(yi)最小的(de)(de)自然資源代(dai)價獲(huo)取(qu)(qu)(qu)最大利用價值(zhi)的(de)(de)原(yuan)(yuan)則。鎵(jia)在其它金(jin)(jin)屬礦床(chuang)中的(de)(de)含量(liang)極(ji)低(di)，經過一(yi)定富(fu)集后也(ye)只(zhi)能達(da)到幾百克(ke)/噸，因(yin)而鎵(jia)的(de)(de)提(ti)取(qu)(qu)(qu)非(fei)(fei)常困難，另一(yi)方面，由(you)于伴生(sheng)(sheng)關系，鎵(jia)的(de)(de)產(chan)量(liang)很難由(you)于鎵(jia)價格上漲(zhang)而被大幅拉動，因(yin)此，原(yuan)(yuan)生(sheng)(sheng)鎵(jia)的(de)(de)年產(chan)量(liang)極(ji)少，全球年產(chan)量(liang)不足300噸，是(shi)(shi)(shi)原(yuan)(yuan)生(sheng)(sheng)銦產(chan)量(liang)的(de)(de)一(yi)半(ban)，如(ru)果這種狀況不能得(de)到改(gai)善，未來20-30年這些金(jin)(jin)屬鎵(jia)將會出現嚴重短缺。
由于(yu)液態鎵的密(mi)度(du)高于(yu)固體(ti)(ti)密(mi)度(du)，凝固時體(ti)(ti)積膨脹，而(er)且熔點很低，儲(chu)存時會(hui)(hui)不斷地熔化(hua)凝固。所以使用(yong)玻璃儲(chu)存會(hui)(hui)撐破瓶子和浸潤玻璃造(zao)成浪費，鎵適合使用(yong)塑料瓶（不能盛滿）儲(chu)存。
2014年9月(yue)23日，美(mei)國(guo)北卡羅來納州(zhou)一個科研(yan)團(tuan)隊日前研(yan)發出一種可進行自(zi)我修復的變形液(ye)態(tai)金屬(shu)，距離打造“終結(jie)者”變形機器人的目(mu)標(biao)更進一步。
科學家們使用鎵(jia)和銦(yin)合金合成(cheng)液態金屬(shu)(shu)，形(xing)成(cheng)一種固(gu)溶(rong)合金，在(zai)室溫下就可以成(cheng)為液態，表面(mian)張(zhang)力為每米(mi)500毫牛(niu)頓(dun)。這意味著，在(zai)不受外力情況下，當這種合金被(bei)放(fang)在(zai)平坦桌面(mian)上(shang)時會(hui)保持一個幾乎完(wan)美的圓(yuan)球(qiu)(qiu)不變(bian)。當通過少量(liang)電(dian)流刺激后，球(qiu)(qiu)體(ti)表面(mian)張(zhang)力會(hui)降(jiang)低，金屬(shu)(shu)會(hui)在(zai)桌面(mian)上(shang)伸展。這一過程是可逆的：如果電(dian)荷從正轉負，液態金屬(shu)(shu)就會(hui)重新(xin)成(cheng)為球(qiu)(qiu)狀(zhuang)。更改電(dian)壓大小還可以調整金屬(shu)(shu)表面(mian)張(zhang)力和金屬(shu)(shu)塊粘度，從而令其變(bian)為不同結構。
北卡羅(luo)來納州立大學副教授邁克爾·迪基（Michael Dickey）說：“只(zhi)需(xu)要不到一伏特的電壓就可改變(bian)金屬表面張(zhang)力，這種(zhong)改變(bian)是相(xiang)當(dang)了不起的。我們(men)可以利用(yong)這種(zhong)技(ji)術(shu)控制(zhi)液(ye)態金屬的活(huo)動，從(cong)而(er)改變(bian)天線(xian)形狀、連接(jie)或斷開電路等。”
此外，這(zhe)項研究(jiu)還可(ke)以用于(yu)幫助修復(fu)人類切斷的(de)神經(jing)，以避免長期殘疾。研究(jiu)人員宣稱，該突破有助于(yu)建造更好的(de)電路、自(zi)我修復(fu)式結(jie)構(gou)，甚至有一天可(ke)用來制造《終結(jie)者》中的(de)T-1000機器(qi)人。
2023年(nian)8月，廣(guang)西大學本(ben)碩(shuo)博創業團隊(dui)“保‘鎵’衛國”研(yan)發(fa)出(chu)核(he)心(xin)技術，成(cheng)功制備出(chu)純度均達到國際領(ling)先水平的芯片產(chan)業關(guan)鍵原(yuan)材料7N高純鎵。
有趣的(de)(de)(de)(de)是，盡管(guan)鎵(jia)的(de)(de)(de)(de)熔點僅(jin)僅(jin)只有區區29.76℃，按(an)照正常人直覺式的(de)(de)(de)(de)認知，鎵(jia)的(de)(de)(de)(de)沸(fei)(fei)(fei)點應該(gai)很低(di)，但事實上鎵(jia)的(de)(de)(de)(de)沸(fei)(fei)(fei)點達(da)到了(le)整整2403℃——差(cha)了(le)2373℃。這個沸(fei)(fei)(fei)點幾乎(hu)與(yu)高(gao)沸(fei)(fei)(fei)點金(jin)屬——銅、鐵等(deng)相當(dang)。對比一下，汞(gong)的(de)(de)(de)(de)熔點是-38.86℃，沸(fei)(fei)(fei)點是356.72℃，僅(jin)僅(jin)差(cha)了(le)395.58℃。現代(dai)研究表明，這是因為Ga晶體(ti)中存在Ga2分子，熔化時克(ke)服的(de)(de)(de)(de)是分子間(jian)的(de)(de)(de)(de)范德華力(li)，而沸(fei)(fei)(fei)騰(teng)時Ga2要裂解成原子，克(ke)服的(de)(de)(de)(de)是共(gong)(gong)價(jia)鍵(jian)的(de)(de)(de)(de)靜電力(li)。這就導致了(le)鎵(jia)熔化容易沸(fei)(fei)(fei)騰(teng)難(nan)，因為共(gong)(gong)價(jia)鍵(jian)是很難(nan)被破壞的(de)(de)(de)(de)。
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