簡介
镓，是元素周期表第四周期ⅢA族元素，元素符号Ga，原子序數31，原子量69.723。1875年法國化學家布瓦博德朗在閃鋅礦中離析出幾克性質與門捷列夫預言的“類鋁”相同的元素，并命名，元素名來源于他的祖國，願意為“法國的”。
镓是化學史上第一個先從理論預言，後在自然界中被發現驗證的化學元素。镓在地殼中的含量約0.001%，含量最富的鍺石中也隻含0.5%左右。固體镓為藍灰色，液體镓為銀白色；熔點29.78°C，沸點2403°C，固體密度5.907克/厘米³。镓與釩、铌、锆形成的合金具有超導性。
發現
在化學元素周期系建立的過程中，性質相似的元素成為一族已為化學家們接受。當時法國化學家布瓦邦德朗利用光譜分析發覺到，在鋁族中，在鋁和铟之間缺少一個元素。從1865年開始，他用分光鏡尋找這個元素，分析了許多礦物，但是都沒有成功。直到1875年9月，布瓦邦德朗在法國化學家們面前表演了一組實驗，證明新元素的存在。當時布瓦邦德朗測定的新元素比重是4.7，而門捷列夫根據元素周期系推算出的比重應該是5.9～6。布瓦邦德朗又重新測定了這種新元素，證實了比重應該是5.96。他将此物質命名為gallium，元素符号定為Ga。
镓的發現不僅是一個化學元素的發現，它的發現引起了科學家們對門捷列夫制定的元素周期系的重視，使化學元素周期系得到贊揚和承認。發現人布瓦博德朗，1875在法國的布瓦博德朗在用光譜分析從閃鋅礦得到的提取物時，發現了镓。
镓用來制作光學玻璃、真空管、半導體的原料，裝入石英溫度計可測量高溫。加入鋁中可制得易熱處理的合金。镓和金的合金應用在裝飾和鑲牙方面，也用來作有機合成的催化劑。
種類
高純镓
高純镓：high purity gallium，一般雜質總含量在10-5以下的金屬镓。按镓含量分為5N，6N，7N和8N共四種級别。質軟，淡藍色光澤。熔點29.78℃。沸點2403℃。斜方晶型，各向異性顯著。0℃的電阻率沿a，b，c三個軸分别為1.75×10-6Ω•m，8.20×10-6Ω•m和55.30×10-6Ω•m。超純镓剩餘電阻率比值ρ300K/ρ4.2K為55 000。采用化學處理、電解精煉、真空蒸餾、區域熔煉、拉單晶等多種工藝方法制備。主要用于電子工業和通訊領域，是制取各種镓化合物半導體的原料，矽、鍺半導體的摻雜劑，核反應堆的熱交換介質。
硝酸镓
分子式：Ga(NO3)3•9H2O，用途：為制取镓化合物原料。性質：無色透明結晶體，易吸潮，空氣中易分解。易溶于水，20℃時每100g水可溶解295g，可溶于乙醇，但不溶于乙醚。102℃開始脫水，170℃完全分解，生成二氧化镓。由濃硝酸和氫氧化镓或金屬镓作用制取。
磷酸镓
磷酸镓：gallium phosphate
分子式：GaPO4•2H2O
性質：白色無定形粉末，難溶于水(溶度積1.0×10-21)。140℃脫水。540℃轉化為晶體。密度3.26g/cm3。熔點1670℃。和磷酸作用生成磷酸氫镓化合物。
制法：由镓鹽溶液和堿金屬磷酸鹽在pH=5時反應制取。
氧化镓
氧化镓别名三氧化二镓，氧化镓（Ga2O3）是一種寬禁帶半導體，Eg=4.9eV，其導電性能和發光特性長期以來一直引起人們的注意。Ga2O3是一種透明的氧化物半導體材料，在光電子器件方面有廣闊的應用前景 ，被用作于Ga基半導體材料的絕緣層，以及紫外線濾光片。它還可以用作O2化學探測器。
性質
理化性質
金屬镓固态為淡藍色，液态呈銀白色，熔點29.93`C，沸點2403`C，密度5.9g電阻率27x10-8fI•m，液态镓的蒸氣壓很低，1350℃時僅為133.3Pa，在所有元素中，镓的液态溫度範圍最寬（從29.93-2403'C)，由于固态镓的結構複雜，液态镓易出現過冷現象，在快速冷卻時，液體镓可以在一40℃的過冷狀态下仍保持液态。液态镓轉為固态時，镓體積膨脹，膨脹率達3.2%，液态镓幾乎能潤濕所有物質的表面，具有優良的澆注性能，镓能迅速擴散到某些金屬的晶格内，在高溫下能和許多金屬生成合金。
镓的外電子層構型為「Ar]3d104s2p1，有＋1--+3三種價态，其中以＋3價化合物最穩定。镓在常溫空氣中穩定，260℃時才開始和氧作用，100℃時缽不和水作用，但200℃時高壓水蒸氣會氧化镓生成氫氧化镓。镓的化學性質和鋅、鋁相似，屬于兩性元素。和鋁相似，既能溶于酸，又能溶于堿。镓的化學活性和鋅相近，但不如鋁活潑。镓緩慢溶于硫酸和鹽酸中，室溫下不溶于硝酸，但溶于熱的硝酸、高氯酸、氫氟酸和王水中。随純度提高，镓在酸和堿中溶解速度變慢，镓能和鹵素作用生成各種鹵化物，和硫、硒、磷、砷、銻生成半導體性質的化合物，金屬镓腐蝕很強，镓對人體無害，是一種安全金屬。
綜合性質
元素名稱：镓
元素原子量：69.72
元素類型：金屬
原子體積:(立方厘米/摩爾)：11.8
地殼中含量：（ppm）：18
元素在太陽中的含量:(ppm)：0.04
元素在海水中的含量:(ppm)： 0.00001
發現人：布瓦博德朗 發現年代：1875年
原子序數：31
元素符号：Ga
元素英文名稱：Gallium
相對原子質量：69.72
核内質子數：31
核外電子數：31
核電核數：31
質子質量：5.1863E-26
質子相對質量：31.217
所屬周期：4
所屬族數：IIIA摩爾質量：70
氫化物：GaH3
氧化物：Ga2O3
最高價氧化物化學式：Ga2O3
密度：5.907
熔點：29.78
沸點：2403.0
以下為增加内容：
氧化态：Main Ga+3
Other Ga+1, Ga+2
聲音在其中的傳播速率：（m/S）：2740
晶胞參數：
a = 451.97 pm
b = 766.33 pm
c = 452.6 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°
電離能 (kJ/ mol)
M - M+ 578.8
M+ - M2+ 1979
M2+ - M3+ 2963
M3+ - M4+ 6200
M4+ - M5+ 8700
M5+ - M6+ 11400
M6+ - M7+ 14400
M7+ - M8+ 17700
M8+ - M9+ 22300
M9+ - M10+ 26100
外圍電子排布：4s2 4p1
晶體結構：晶胞為正交晶胞。
莫氏硬度：1.5
核外電子排布：2,8,18,3
顔色和狀态：藍白色金屬
原子半徑：1.81
常見化合價：+3
提煉
元素來源：它凝固時膨脹,，常是作為從鋁土礦中提取鋁或從鋅礦石中提取鋅時的副産物得到的。
镓在常溫下，看上去象一塊錫，如果你想把它放在手心裡，它馬上就熔化了，成為銀亮的小珠。原來镓的熔點很低，隻有29．8℃。镓的熔點雖然很低，可是沸點卻高達2070℃。人們就利用镓的這個特性來制造測量高溫的溫度計。把這種溫度計伸進爐火熊熊的煉鋼爐中，玻璃外殼都快熔化了，裡邊的镓還沒有沸騰，如果用耐高溫的石英玻璃來制造镓溫度計的外殼，它能夠一直測到1500℃的高溫。所以，人們常用這種溫度計來測量反應爐、原子反應堆的溫度。
镓具有較好的鑄造特性，由于它“熱縮冷脹”，被用來制造鉛字合金，使字體清晰。在原子能工業中，用镓作為熱傳導介質，把反應堆中的熱量傳導出來。 镓與許多金屬，如铋、鉛、錫、镉，铟、铊等，生成熔點低于60℃的易熔合金。其中如含铟25％的镓铟合金(熔點16℃)，含錫8％的镓錫合金(熔點20℃)，可以用在電路熔斷器和各種保險裝置上，溫度一高，它們就會自動熔化斷開，起到安全保險的作用。
镓同玻璃合作，有增強玻璃折射率的效能，可以用來制造特種光學玻璃。因為镓對光的反射能力特别強，同時又能很好地附着在玻璃上，承受較高的溫度，所以用它做反光鏡最适宜，镓鏡能把70％以上射來的光反射出去。
镓的一些化合物，如今與尖端科學技術結下了不解之緣。砷化镓是近年來新發現的一種半導體材料，性能優良，用它作為電子元件，可以使電子設備的體積大為縮小，實現微型化。人們還用砷化镓做元件制成了激光器，這是一種效率高、體積小的新型激光器。镓和磷的化合物——磷化镓是一種半導體發光元件，能夠射出紅光或綠光，人們把它做成了各種阿拉伯數字形狀，在電子計算機中，就利用它來顯示計算結果。
制備方法
可由鋁土礦或閃鋅礦中提取。最後經電解制得純淨镓。
主要從煉鋅廢渣和煉鋁廢渣中回收提取。
工業生産以工業級金屬镓為原料，用電解法、減壓蒸餾法、分步結晶法、區域熔融法進一步提純，制得高純镓。電解法 以99.99%的工業級金屬镓為原料，經電解精煉等工藝，制得高純镓的純度≥99.999%。以≥99．999%的高純镓為原料，經拉制單晶或其他提純工藝進一步提純，制得高純镓的純度≥99．99999%。
儲存方法
由于液态镓的密度高于固體密度，凝固時體積膨脹，而且熔點很低，儲存時會不斷地熔化凝固。所以使用玻璃儲存會撐破瓶子和浸潤玻璃造成浪費，镓适合使用塑料瓶（不能盛滿）儲存。
用途
元素用途：用于半導體工業，發光二極管和砷化镓激光二極管。
其他化合物：GaCl3-氯化鋅，一種稀有藍白色三價金屬元素,在低溫時硬而脆,而一超過室溫就熔融。镓的化學活性低于鋁，在常溫下幾乎不受氧和水的侵蝕，隻在高溫下才被氧化；它與稀酸作用緩慢，可溶于熱的強酸及強堿中，分别形成镓鹽或镓酸鹽；鹵素與镓反應生成三鹵化镓或一鹵化镓；镓在高溫下能與硫、硒、碲、磷、砷、銻反應，生成的化合物都有半導體性質；镓的氧化和氫氧化物都是兩性的，可溶于酸和堿中。镓可用作高溫溫度計和真空裝置中的密封液；镓的最重要的應用是在制造半導體器件方面；镓還用來制造陰極蒸汽燈等。
最新研發
2014年9月23日，美國北卡羅來納州一個科研團隊日前研發出一種可進行自我修複的變形液态金屬，距離打造“終結者”變形機器人的目标更進一步。
科學家們使用镓和铟合金合成液态金屬，形成一種固溶合金，在室溫下就可以成為液态，表面張力為每米500毫牛頓。這意味着，在不受外力情況下，當這種合金被放在平坦桌面上時會保持一個幾乎完美的圓球不變。當通過少量電流刺激後，球體表面張力會降低，金屬會在桌面上伸展。這一過程是可逆的：如果電荷從負轉正，液态金屬就會重新成為球狀。更改電壓大小還可以調整金屬表面張力和金屬塊粘度，從而令其變為不同結構。
北卡羅來納州立大學副教授邁克爾·迪基（Michael Dickey）說：“隻需要不到一伏特的電壓就可改變金屬表面張力，這種改變是相當了不起的。我們可以利用這種技術控制液态金屬的活動，從而改變天線形狀、連接或斷開電路等。”
此外，這項研究還可以用于幫助修複人類切斷的神經，以避免長期殘疾。研究人員宣稱，該突破有助于建造更好的電路、自我修複式結構，甚至有一天可用來制造《終結者》中的T-1000機器人。
