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31Ga

镓

镓(Ga)是原子序数为 31 的化学元素,位于第 4 周期、第 13 族、p 区。室温下通常为固态。 原子序数等于原子核中的质子数,因此能够唯一确定元素。

原子序数31
标准原子量69.723(1)
族13
周期4
区p
电子排布[Ar] 3d10 4s2 4p1
电子结构

决定其化学性质的因素

“镓”的化学行为主要由价电子和电子排布 [Ar] 3d10 4s2 4p1 决定。周期表位置可以帮助预测常见氧化态和成键方式。

与相邻元素比较,可以看到原子半径、电负性和金属性的周期变化,这些趋势能够解释许多物理与化学性质。

化学形态

化合物、离子与材料

“镓”能够形成多种化合物,其性质取决于氧化态和成键方式。常见类别可能包括氧化物、卤化物、氢化物、盐类和配位化合物。

物理性质

状态与相变

室温下单质为固态。密度为 5.91 g/cm³。熔点为 302.9 K (29.76 °C)。沸点为 2 673 K (2 400 °C)。实际测得的物理量还会受到压力、纯度、同素异形体或晶体结构等条件影响。

存在与应用

镓在哪里出现,又有哪些用途?

“镓”或其化合物的实际用途包括半导体、发光二极管、测量仪器。具体作用取决于所使用的化学形态,以及需要利用的物理、化学或核性质。

实际应用

实际用途示例

半导体

“镓”及其化合物可用于电子器件、半导体、接触材料或功能薄层,利用其导电和能带等性质。

发光二极管

“镓”及其化合物可用于电子器件、半导体、接触材料或功能薄层,利用其导电和能带等性质。

测量仪器

在这一领域中,“镓”或其化合物因相应的化学、物理或同位素性质而得到应用;具体作用取决于材料和装置。

周期表位置

相邻元素说明了什么

“镓”位于第 4 周期、第 13 族、p 区,分类为后过渡金属。与同族元素比较可以看出价电子结构的相似性,而沿周期移动则能观察原子半径、电离能、电负性和成键性质的规律变化。

参考数据

物理与原子性质

分类后过渡金属
室温下状态固态
电子层2 · 8 · 18 · 3
密度5.91 g/cm³
熔点302.9 K (29.76 °C)
沸点2 673 K (2 400 °C)
鲍林电负性1.81
第一电离能578.8 kJ/mol
电子亲和能41 kJ/mol

这些数值在适用时描述元素本身或中性原子。实际物理量可能随同素异形体、压力、纯度和测量条件而变化。

历史

发现与鉴定

“镓”的发现史包括认识其独立的化学性质、分离或制备相应物质,并最终把它准确描述为原子序数 31 的元素。

同位素与原子量

同位素组成如何影响数值

标准原子量为 69.723(1)。它不是某一个原子的质量,而是根据天然物质中典型同位素组成得到的加权平均。

“镓”至少有一种稳定同位素。所有同位素的质子数相同,但中子数和原子质量不同。

安全

操作与暴露

“镓”相关风险取决于化学形态、剂量和暴露途径。单质、离子和不同化合物的生物与环境效应可能差异很大,因此应依据具体物质的安全数据进行处理。