金屬镓滴在鋁制的可樂罐上,神奇的事情發生了,當你用手去觸碰可樂罐時,你會驚奇的發現手居然可以輕而易舉地戳破它。如果把镓倒在手心裡,金屬镓就像是豆腐一樣,凝固的狀态可以在手裡倒來倒去,很是有趣。金屬镓是一種銀白色的液體,固态時則呈淡藍色,金屬镓的濃度很低,在自然界中它不似其他的金屬元素一般以純金屬的狀态存在,如果想要獲取金屬镓,隻能從鋁土礦和閃鋅礦等礦石中提取出來,但即便金屬镓是可以提取的,金屬镓的年産量還是極低,全球的産量加起來也不足三百噸。
金屬镓是在1875年被布瓦博得朗發現的,在一次對閃鋅礦礦石提取的過程中,他敏銳的觀察到原子光譜上有一條不同的紫色線,布瓦博得朗便意識到,很有可能是一種新的未知元素出現了。為什麼說是出現而不是發現,是因為在他之前,門捷列夫就已經預知到了還有一種元素的存在,門捷列夫的元素周期表中,在金屬鋁的下面還有一個空的位置,當時門捷列夫就預測這個未知的元素可能與鋁元素相似,它的原子量大約是68,其密度是5.9g/cm³。布瓦博得朗發現的金屬镓原子量是69.72,密度是5.904g/cm³,他的發現和門捷列夫的預測的原子量和密度基本上是一緻的,所以布瓦博得朗的發現是證實了門捷列夫的預測。
金屬镓是一種有着特殊性質的金屬。它易水解,在生理學中的ph值下尤為顯著,但它的沸點很高,當金屬镓處在1500℃左右時,它可以會産生低蒸汽壓。金屬镓在幹燥的空氣中狀态比較穩定,在表面形成氧化物薄膜後就阻止進一步氧化;在潮濕的空氣中,金屬镓會失去光澤,可是它與堿接觸可以放出氫氣,生成镓酸鹽。不光是堿,金屬镓也可以溶于酸,可見金屬镓是一種兩性金屬,通俗一點理解就是,金屬镓既有堿性也有酸性。如果将金屬镓加熱,它可以溶于無機酸或是苛性堿溶液,與硫、磷等産生化學反應。
金屬镓有一些與其他金屬不同的特性,很多金屬都是熱脹冷縮的,可金屬镓卻是冷脹熱縮。當金屬镓從液體的形态凝結成固體的形态時,其體積要膨脹約3.2%,所以金屬镓的液體比重是要比固體大。所以金屬稼在存放上也要注意,它應當存放在塑料或是橡膠制的容器中,假設把金屬镓裝進玻璃容器裡,其結果就是液态的镓金屬凝固後體積增大,玻璃容器被撐破。金屬镓熔點低加上冷漲熱縮的特性,讓它具有極高的可塑性,像橡皮泥一樣可以塑造各種各樣的形狀,甚至比橡皮泥的可塑性還強,把液體的金屬镓倒進不同形狀的模具中,它可以很快凝固。
那镓是否有毒呢?其實金屬镓的毒性與生物的種類有關。老鼠吞噬金屬镓,那麼镓會在體内與鈣、磷酸鹽産生反應,不斷在腎中的沉積,導緻堵塞腎腔。但對于我們人來說,隻有在服用濃度高于750mg/kg的金屬镓時,才會表現出毒性,單純的皮膚接觸是無毒的,所以用金屬镓制成的模具,小孩子是可以放心用的。雖然金屬镓無毒,但是它可不是軟柿子。我們都知道硫酸的腐蝕性有多厲害,當你把硫酸倒在紙巾上,紙巾馬上就會被硫酸腐蝕,并由白轉黑。那金屬镓和硫酸遇上 ,會發生怎樣的神奇場面?你見過心髒跳動嗎?如果沒有,那這兩者的神奇組合會讓你看見什麼是跳動。在一個裝滿水的杯子中倒入些許硫酸,再投放進一個金屬镓,硫酸并沒有想象中的腐蝕掉金屬镓,而金屬镓也沒有什麼反應,但是當你拿一個鐵絲放進去與金屬镓接觸,金屬镓就像的心髒一樣跳動,而且跳動得還非常的劇烈,但是隻要拿開鐵絲,金屬镓就停止了跳動。
世界上大部分的金屬镓都是通過生産氧化鋁的過程中提取到的,這種提取是一種對礦産資源的綜合利用,這樣的方式不僅增加了礦産資源的附加值,也符合當下全球對低碳經濟的要求。由于金屬镓的提取是伴生關系,它的原産量極低,大概是原生铟産量的一半。雖然對于金屬镓的運用并不廣泛,但它卻是半導體生産材料和高新技術的原材料。如果要提取到純淨的金屬镓,可以從鋁土礦或者是閃鋅礦,将其電解制得。雖然提取比較複雜,産量也低,但是對于金屬镓的用途,人類一直嘗試在不同的領域運用它。
2018年,美國研究人員發現金屬镓可以對抗綠膿杆菌這種“超級細菌”,如此一來,金屬镓很有可能開發出對抗綠膿杆菌的抗生素。綠膿杆菌這種“超級細菌”一直是醫療研究人員的“心頭恨”,這種細菌可以感染我們人體的肺部和傷口,特别是對于癌症等這種容易感染到綠膿杆菌的人來說,能夠研發出全新而有效的抗生素,可謂是一個新的裡程碑。除此之外,科學家們還嘗試把金屬镓與铟合金結合在一起,它們的融合會形成一種固溶合金。這種固溶合金在溫室内是液态,在不受外力的情況下,它始終保持圓球的形狀不變,令人感到不可思議的是,隻要更改電壓就可以改變或者說是調整合金的張力和粘度,如果把這一特性加以利用,醫學家們可以試圖研究固溶合金對于人類被切斷的神經進行修複,如此一來,被神經折磨的人也可以擺脫殘疾的命運了。
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