金属镓到底有多神奇？这种金属有什么特殊作用?

1875年，法国科学家布瓦博德朗第一次发现了金属镓。在自然界中，金属镓通常微量存在于铝土矿、闪锌矿等矿石中。固体状态下的金属镓呈现蓝灰色，内部具有非常复杂的结构，而在液态状态下，金属镓呈现银白色。金属镓的应用也非常广泛，它是制作光学玻璃、真空管、半导体的原料，金属镓的合金在医疗领域、石油化工等领域也有广泛的应用。

金属镓在半导体材料中的作用。

镓的化合物是优质的半导体材料，它如今已经被广泛应用到电子工业和微波通信工业中，在集成电路、发光二极管、红外探测器件中我们都能看到金属镓的影子，所以金属镓在半导体材料中的应用非常广泛。

金属镓在太阳能电池中的作用。

金属镓最早被发现时，因为价格的昂贵，主要被应用在航天领域，而随着科技的发展，金属镓以及砷化镓等化合物生产的成本进一步降低，金属镓慢慢的被应用到了太阳能电池上面，含有砷化镓的太阳能电池具有良好的耐热，耐辐射的特性，很好的提升了太阳能电池的特性，所以太阳能电池研发的领域对金属镓的需求越来越高。

金属镓在化工行业的应用。

在化工行业中，金属镓以及含金属镓的化合物主要被用作催化剂，比如说在化工行业聚合和脱水的工艺中，三氯化镓可以更好的帮助他们完成这一过程。在氢和二氧化碳转化为甲醇的过程中，金属镓可以作为催化剂而存在。而且在石油的开采过程中，许多国家也在研究使用镓化物做催化剂。

金属镓在合金领域中的应用。

金属镓可以与其他金属进行反应，从而形成合金，比如镓与铟、铊、锡、铋、锌等组成的合金，可以用来测控温度。在灭火装置中，金属镓也会起到重要的作用，含25%铟的镓合物作为低熔点合金，在16℃时自动融化。

镓在玻璃制作的用处。

金属镓在玻璃的制造上被广泛利用，因为它可以增强玻璃的反射率，可以把70%的光反射出去，同时含有金属镓的玻璃，可以承受较高的温度。

金属镓在医学领域的作用。

金属镓作用非常广泛，不仅体现在化工行业和合金领域，在医学领域中我们也能看到金属镓的影子。首先是含镓的合金可以被用作医疗器械的材料，例如牙齿的填充材料就有含镓的合金。不仅如此在医疗诊断中也能看到镓的身影，它可以被用来诊断肺癌和肝癌等等。

金属镓的应用是非常广泛的，它可以被用在太阳能电池上、在化工行业充当催化剂、被制成合金、增强玻璃的反射性能、在医学中即可以被用作制作医疗器械，还可以用于医疗诊断。所以说在许多领域中我们都能看到金属镓的影子，而随着未来科技的发展，相信金属镓的应用会越来越广泛。

（1） （2）N      B  （3）GaCl 3 ＋NH 3 =GaN＋3HCl （4）共价键    原子 （5）①sp 3      4     ②

试题分析：（1）镓为元素周期表第31号元素，在元素周期表中的位置是位于第四周期第ⅢA。镓原子价层电子排布图为 。（2）氮在第ⅤA.在第ⅤA的元素中，由于N原子半径最小，原子核外的最外层电子处于半充满的稳定状态。所以其第一电离能最大。镓在元素周期表第ⅢA。该主族中元素中电负性最大的元素是原子半径最小的B元素。（3）用CaCl 3 与NH 3 在一定条件下反应制备氮化镓，根据质量守恒定律可得该反应的化学方程式为GaCl 3 ＋NH 3 =GaN＋3HCl。 （4）氮化镓与金刚石具有相似的晶体结构，金刚石的C原子之间以共价键结合，是原子晶体。所以氮化镓中氮原子与镓原子之间以共价键相结合，氮化镓属于原子晶体。（5） ①每个镓与4个N形成共价键，这四个N构成正四面体结构。每个N与4个Ga形成共价键，这四个Ga构成正四面体结构。所以氮化镓中镓原子的杂化方式为sp 3 。氮原子的配位数为4. ②在每个晶胞中含有Ga：8×1/8+1=2,含有N：4×1/4+1=2.即每个晶胞中含有2个GaN。氮化镓晶胞边长a。则 ，所以整理得： 。

(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。

(2)镓的化学特性：

镓的外电子层构型为「Ar]3d104s2p1，有＋1--+3三种价态，其中以＋3价化合物最稳定。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。随纯度提高，镓在酸和碱中溶解速度变慢，镓能和卤素作用生成各种卤化物，和硫、硒、磷、砷、锑生成半导体性质的化合物，金属镓腐蚀很强，镓对人体无害，是一种安全金属。

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