研究简史

镓是化学史上第一个先从理论预言，后在自然界中被发现验证的化学元素。1871年，门捷列夫发现元素周期表中铝元素下面有个间隙尚未被占据，他预测这种未知元素的原子量大约是68，密度为5.9g/cm³，性质与铝相似，他的这一预测被法国化学家布瓦博得朗（Paul Emile Lecoq de Boisbaudran）证实了。

镓在巴黎由布瓦博得朗于1875年发现。他在闪锌矿矿石（ZnS）中提 取的锌的 原子光谱上观察到了一个新的紫色线。他知道这意味着一种未知的元素出现了。

镓

布瓦博得朗没有意识到的是它的存在和属性，都已经被 门捷列夫成功预言了，他的元素周期表显示出在铝下面有个间隙尚未被占据。他预测这种未知的元素原子量大约是68，它的密度是5.9g/cm³。

在1875年11月，布瓦博得朗提取并提纯了这种新的金属，并证明了它像铝。在1875年12月，他向法国科学院宣布了它3。

理化性质

物理性质

镓

淡蓝色金属，在29.76℃时变为银白色液体。液态镓很容易过冷即冷却至0℃而不固化。微溶于汞，形成镓汞齐。镓能 浸润玻璃，故不宜使用玻璃容器存放4。

受热至熔点时变为液体，再冷却至0℃而不固化，由液体转变为固体时，其体积约增大3.2%。硬度1.5～2.5。常温时镓在干燥空气中稳定2。

有趣的是，尽管镓的熔点仅仅只有区区29.76℃，按照正常人直觉式的认知，镓的沸点应该很低，但事实上镓的沸点达到了整整2403℃——差了2373℃。这个沸点几乎与高沸点金属——铜、铁等相当。对比一下，汞的熔点是-38.86℃，沸点是356.72℃，仅仅差了395.58℃。现代研究表明，这是因为Ga晶体中存在Ga2分子，熔化时克服的是分子间的范德华力，而沸腾时Ga2要裂解成原子，克服的是共价键的静电力。这就导致了镓熔化容易沸腾难，因为共价键是很难被破坏的。

镓很容易水解，尤其是在生理学的 pH值下。纯镓是银白色的，可以浸润玻璃，沸点很高，在大约1500℃时有很低的蒸汽压。

化学性质

镓

外围电子排布4s 24p 1，位于第四周期第ⅢA族2。

在潮湿空气中氧化，加热至500℃时着火。室温时跟水反应缓慢，跟沸水反应剧烈生成氢氧化镓放出氢气。加热时溶于无机酸或苛性碱溶液。能跟卤素、硫、磷、砷、锑等反应2。

镓在干燥空气中较稳定并生成氧化物薄膜阻止继续氧化，在潮湿空气中失去光泽。与碱反应放出氢气，生成镓酸盐。能被冷浓盐酸浸蚀，对热 硝酸显钝性，高温时能与多数非金属反应；溶于酸和碱中，镓在化学反应中存在+1、+2和+3化合价，其中+3为其主要化合价。镓的活动性与锌相似，却比铝低。镓是两性金属，既能溶于酸（产生Ga 3+）也能溶于 碱。镓在常温下，表面产生致密的氧化膜阻止进一步氧化。加热时和卤素、硫迅速反应，和硫的反应按计量比不同产生不同的硫化物5。