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放在手中能熔化的金属—镓


发布时间: 2006-05-04 浏览次数: 4524

  好端端的一块银白色的金属,如果你想放在手心看个仔细,唷,却一下子熔化了,成了一颗银白色的液滴,在手里滚来滚去,看起来就好像荷叶上滚着的水珠。
  这奇妙的金属,就是镓。它的熔点还不到30℃,低于人体的体温——37℃,因此,放在手心,很快就变成了液体。
  在常温下,镓是固体,它非常软,用小刀就能把它切开。更奇妙的是,当镓从液体变为固体时,体积反而还会膨胀,简直跟水一样。这样,人们平常都是把镓装在富有弹性的塑料袋或橡胶袋里。如果你要把它装在玻璃瓶中,千万别装满。
  镓在地壳中的含量与锡差不多,不算太少,然而,锡是人们常用的“五金”之一,锡器十分普遍,而人们对镓却十分生疏。
  这是为什么呢?
  原来在大自然中,镓非常分散,几乎没有什么“镓矿”。现在人们大都从煤灰中提取镓,花的功夫不少,可得到的镓却不多,所以镓只用在一些特殊的工业部门中,一般的人们当然就见不到它了。
  镓的发现有一段有趣的故事。
  1869年,俄国化学家门捷列夫发现了元素性质变化的规律——元素周期率。根据这个规律,他把当时已经知道的六十三种元素排列到一张表里,人们把这张表叫作元素周期表。
  很明显,在门捷列夫制定这张表的时候,还有许多元素没有被人们发现。
  这怎么办呢?
  门捷列夫经过深思熟虑之后,大胆而巧妙地解决了这个问题。他给这些未发现的元素留下了一些空格,并且根据元素性质的规律性,对这些未发现元素的性质作了科学的预言。
  结果怎么样呢?预言正确吗?
  在元素周期表里,铝的下面,第三十一号位置上,有一个空格,门捷列夫认为这是一个尚末发现的类似铝的元素,于是给它起名叫“亚铝”,并且预言了它的各种性质。
  过了四年,法国一位化学家在研究比利中斯山锌矿的时候,发现了一种新元素,他把它命名为“镓”。他仔细测定了镓的各种性质,并把结果发表在杂志上。
  门捷列夫偶然看到了这篇论文,真是喜出望外,原来这位化学家所发现的镓,不是别的,正是他在四年前就预言的元素“亚铝。”这位化学家测定的镰的各种性质,除了比重有较大的差异外,其他各种性质几乎与预言的完全一致。
  比重不对,是预言错了,还是测定的结果有误差?
  门捷列夫相信自己根据元素周期率作出的预言是正确的,于是他给这位化学家写了一封信,指出“镓的比重应该是5.90左右,而不是4.70”。他在信上还建议那位化学家再次进行测量。
  当时世界上只有这位化学家的实验室里有一块金属镓,难怪他看了门捷列夫的来信后感到很惊奇,甚至简直有点不敢相信。
  但是,科学的实事求是的精神还是使他回到了实验室里。这次他先对金属镓进行了提纯,然后测定镓的比重。结果使他目瞪口呆:镓的比重果然不是4.70,而是5.94,恰恰在门捷列夫预言的5.90左右!
  多么神奇的预言!
  在日常生活中,经常会发生一些火灾,顷刻之间,房屋财产一烧而光,给人们带来极大的损失。
  现在,科学家们研制出了一种自动灭火龙头,发生火灾时即使人不在,它也会自动把火扑灭,这多么好呀。
  它为什么会具有这么好的性能呢?
  原来,镓与许多金属,如铋、铅、锡等,可以制成熔点低于60℃的易熔合金。它们可以用在电路熔断器和各种保险装置上,温度一高,它们就舍自动熔化断开,起到安全保险的作用。一旦失火,它们很快就会熔化,这时信号装置就发出火警信号,同时自动打开水龙头,喷出水去灭火。
  收音机、电视机、电脑是由半导体材料做成的。那么半导体材料又是由什么做成的呢?
  说来话长,人们开始是用锗来制造半导体材料的。可是,锗的脾气实在太“倔”了,人们必须把它提纯到很高的纯度,才能用它来制造半导体,如果一百万个锗分子中混进一个其他的分子,那么制出的半导体材料就会是次品。
  后来人们发现硅也可以用来作半导体,它的脾气很“随和”,所以人们现在使用的半导体材料大多都是硅做的。
  现在,人们又发现镓及其化合物能用来做半导体材料。
  镓在高温条件下能与很多金属、非金属发生化学变化,形成化合物,比如砷化镓、锑化镓、磷化镓等。它们都有良好的半导体性能,并能在高温的环境下工作,被人们认为是最有发展前途的半导体材料。
  举例来说,用砷化镓制成的固体微波器件,在雷达应用,可使雷达的体积大大缩小,即制成所谓超小型固体雷达。人们还用砷化镓做元件制成了激光器,这是一种体积小,效率高的新型激光器。磷化镓是制作半导体发光元件的优质材料。用磷化镓二极管能放出红光和绿光,你们在电脑上看到的红光和绿光,就是由它放出的。
  大家都知道,人造卫星靠太阳能电池供给电源。用镓的化合物半导体做成的太阳能电池,能把太阳能直接转变成电能,效率高达百分之十八,而且抵抗辐射的能力比硅电池强一倍。这不仅对宇宙航行有现实意义,而且也标志着人类在直接利用无穷无尽的太阳能方面迈进了一步。
  镓的化合物是目前应用比较广、发展比较快的一种半导体材料,在锗和硅之后,人们把镓的化合物称为第三代半导体材料。
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