镓-周期表中第一个填补空缺的元素_周期表论文

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1876年5月,法国科学院公布了布瓦博德朗在闪锌矿(ZnS)中发现了镓(Ga),同时并测得了一些数据。没几日,布瓦博德朗收到来自俄罗斯门捷列夫的贺信,内容除表示祝贺发现镓元素外,特别指出镓的密度4.7有误,而应在5.9~6.0。后布氏认真重测为5.94。 仅这一项就足令布氏对门捷列夫佩服得“五体投地”。镓被门氏称为“类铝”元素,1869年他排出第一张元素周期表时,就让镓的位置空着,而且预测的一些数据,与布氏实测的结果十分吻合。

随着科学的发展,镓的用途越来越大。

1 高温温度计

镓的熔点~沸点范围最大,熔点在已知金属中倒数第三位低(Hg-39℃、Cs28.5℃、Ga29.8℃),而沸点又很高(2070℃),因此是理想的高温温度计材料,若外壳换为石英玻璃时(熔点1700℃),则可测量钢铁冶炼炉中的温度。

2 保险装置和自动防火装置

火灾是重大的天灾人祸之一。镓占1/3的合金,熔点16℃;镓占75%的镓烟合金,熔点18℃;镓占92%的镓锡合金,熔点20℃。利用镓合金低熔点特性来制作保险装置和自动防火装置,星星之火就可被及时扑灭。

3 反应堆导热剂

根据镓及镓合金熔点极低的特性,在原子能工业中可以充作导热剂,以维持反应堆中的温度和利用其热量。

4 特种玻璃

木兰“对镜贴花黄”,其境为青铜镜,宝钏“寒窑哪有菱花镜,水底里面照容颜”,其镜为水镜,银镜稍迟,铝镜的应用更是近几十年的事。现在,我们又可以利用镓的强反光性、强吸附性,制造反光玻璃镜,它能反射70%的光。

5 半导体材料

砷化镓半导体材料,性能优良,用作电子元件,有利于微型化,如激光器元件,体积小、效率高。镓化合物半导体太阳能电池,不仅转化率高,而且抗辐射能力比硅电池高1倍,在宇航中将起重要作用。

6 整流器等

随着科学技术的不断发展,镓将被应用于整流器(交流电变直流电),原先用汞,现李代桃僵。还可应用于真空泵、紫外线灯等。

7 诊断肿瘤

20世纪镓能浓聚肿瘤、恶性淋巴瘤Ga—67,藉此诊断癌症。但镓在机体中量微害大,能沉积软组织中,损伤肾脏、骨髓,引发神经中毒。

镓在地壳中的丰度,超过常见某些元素如锑铋汞银铂金,因其分布十分分散,迄今尚未发现镓本身矿物,有一种最罕见的锗石(化学式为Cu[,2]S·FeS·GeS[,2])中,镓的含量可达1.5%,长石、云母(锂云母、白云母)等矿物中,镓的浓度可达0.1%; 又在铝土矿中跟铝共生(两者离子半径近似;铝0.57×10[-10]米、镓0.62×10[-10]米);闪锌矿中跟锌共生(两者原子半径极近似:锌1.37×10[-10]米,镓1.38×10[-10]米);煤矿中亦常积储有锗镓。镓的提取工艺十分繁复,如将铝土矿碱法加压处理成氧化物,或跟纯碱共焙烧,用水沥取,使铝镓成盐类进入溶液,再令成氢氧化物沉淀,然Ga(OH)[,3]沉淀慢。当电解法制铝时,阳极泥中镓高达0.2%~0.4%。最早的提纯镓原料则是曼斯费尔德铜矿。

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