镓 Ga

发现历史

镓在被发现之前就已被预言。1871年，德米特里·门捷列夫在周期表中铝的下方留下一个空位，并以惊人的细节描述了这种缺失的“类铝”，包括它的近似原子量、密度和氧化物的性质。

1875年，法国化学家保罗-埃米尔·勒科克·德布瓦博德兰用分光镜检查比利牛斯山出产的闪锌矿，发现了两条与任何已知元素都不符的紫色谱线。同年晚些时候，他电解其氢氧化物溶液，得到了少量这种金属。

勒科克最初报告的密度约为4.7 g/cm³。门捷列夫写信给他，指出样品可能不纯，因为他的预言值接近5.9。经过进一步提纯，测得的数值果然约为5.9。这段插曲让许多化学家相信，周期表是一种真正具有预测能力的理论，而不只是一份方便的清单。

名称由来

名称来自法国的拉丁名 Gallia（高卢）。由于拉丁语 gallus 意为公鸡，而法语“le coq”也是指公鸡，有人怀疑勒科克把自己的名字藏进了元素名里；他本人否认了这一点。元素符号 Ga 同源。中文“镓”以金字旁加“家”字，取其读音。

主要用途

• 氮化镓（GaN） 使高效蓝光LED成为可能，赤崎勇、天野浩和中村修二因此获得2014年诺贝尔物理学奖。GaN还用于白光LED照明、小型快速充电器和5G基站放大器。
• 砷化镓（GaAs） 中电子的运动速度比硅中更快，用于手机射频芯片、卫星上的高效太阳能电池和红外LED。
• 低熔点合金：镓铟锡等合金在室温下呈液态，在某些温度计中取代了汞。
• 医学 使用放射性的镓-67和镓-68进行诊断成像。

同位素

天然镓由两种稳定同位素组成：镓-69（约60%）和镓-71（约40%）。在放射性同位素中，镓-67半衰期约3.3天，长期用于淋巴瘤和感染的成像。镓-68半衰期约68分钟，在医院现场从锗-68发生器中淋洗获得，再连接到靶向分子上用于PET扫描，尤其是前列腺癌和神经内分泌肿瘤的检查。

日常生活中

镓并不单独开采，而是在从铝土矿精炼氧化铝或加工锌矿石时作为副产品回收。少量的镓最终进入手机射频芯片、LED灯泡和笔记本电脑充电器。

镓本身毒性较低，但对铝有很强的侵蚀性：它会沿着晶界渗入，使金属变脆。因此在飞机上限制携带镓。它还会浸润玻璃和皮肤、留下灰色污渍，所以最好戴手套操作。