最易熔化的金屬

一塊非常美麗的銀白色的金屬，使我們都想放在手心看個(gè)仔細(xì)，但是還沒等你來得及瞧個(gè)究竟，它已經(jīng)一下子熔化了，成了一顆銀白色的液滴，在手里滾來滾去，看起來就好像荷葉上滾著的水珠。這奇妙的金屬，就是鎵，它居住在元素周期大廈的第四周期，第三主族。它非常的易熔化是因?yàn)樗娜埸c(diǎn)還不到30℃，低于人體的體溫——37℃，因此，放在手心，很快就變成了液體。

在常溫下，鎵是固體，它非常軟，用小刀就能把它切開。更奇妙的是，當(dāng)鎵從液體變?yōu)楣腆w時(shí)，體積反而還會(huì)膨脹，簡直跟水一樣。這樣，人們平常都是把鎵裝在富有彈性的塑料袋或橡膠袋里。如果你要把它裝在玻璃瓶中，千萬別裝滿。鎵在地殼中的含量與錫差不多，不算太少，然而，錫是人們常用的“五金”之一，錫器十分普遍，而人們對鎵卻十分生疏。

這是為什么呢？原來在大自然中，鎵非常分散，幾乎沒有什么“鎵礦”。現(xiàn)在人們大都從煤灰中提取鎵，花的功夫不少，可得到的鎵卻不多，所以鎵只用在一些特殊的工業(yè)部門中，一般的人們當(dāng)然就見不到它了。鎵的發(fā)現(xiàn)有一段有趣的故事。

你們大概知道，1869年，俄國化學(xué)家門捷列夫發(fā)現(xiàn)了元素性質(zhì)變化的規(guī)律——元素周期率。根據(jù)這個(gè)規(guī)律，他把當(dāng)時(shí)已經(jīng)知道的63種元素排列到一張表里，人們把這張表叫作元素周期表。很明顯，在門捷列夫制定這張表的時(shí)候，還有許多元素沒有被人們發(fā)現(xiàn)。這怎么辦呢？門捷列夫經(jīng)過深思熟慮之后，大膽而巧妙地解決了這個(gè)問題。他給這些未發(fā)現(xiàn)的元素留下了一些空格，并且根據(jù)元素性質(zhì)的規(guī)律性，對這些未發(fā)現(xiàn)元素的性質(zhì)作了科學(xué)的預(yù)言。結(jié)果怎么樣呢？預(yù)言正確嗎？在元素周期表里，鋁的下面，第三十一號位置上，有一個(gè)空格，門捷列夫認(rèn)為這是一個(gè)尚未發(fā)現(xiàn)的類似鋁的元素，于是給它起名叫“亞鋁”，并且預(yù)言了它的各種性質(zhì)。

過了四年，法國一位化學(xué)家在研究比利牛斯山鋅礦的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)了一種新元素，他把它命名為“鎵”。他仔細(xì)測定了鎵的各種性質(zhì)，并把結(jié)果發(fā)表在雜志上。門捷列夫偶然看到了這篇論文，真是喜出望外，原來這位化學(xué)家所發(fā)現(xiàn)的鎵，不是別的，正是他在四年前就預(yù)言的元素“亞鋁”。這位化學(xué)家測定的鎵的各種性質(zhì)，除了比重有較大的差異外，其他各種性質(zhì)幾乎與預(yù)言的完全一致。比重不對，是預(yù)言錯(cuò)了，還是測定的結(jié)果有誤差？門捷列夫相信自己根據(jù)元素周期率作出的預(yù)言是正確的，于是他給這位化學(xué)家寫了一封信，指出“鎵的比重應(yīng)該是5．90左右，而不是4．70”。他在信上還建議那位化學(xué)家再次進(jìn)行測量。

當(dāng)時(shí)世界上只有這位化學(xué)家的實(shí)驗(yàn)室里有一塊金屬鎵，難怪他看了門捷列夫的來信后感到很驚奇，甚至簡直有點(diǎn)不敢相信。但是，科學(xué)的實(shí)事求是的精神還是使他回到了實(shí)驗(yàn)室里。這次他先對金屬鎵進(jìn)行了提純，然后測定鎵的比重。結(jié)果使他目瞪口呆：鎵的比重果然不是4．70，而是5．94，恰恰在門捷列夫預(yù)言的5．90左右！多么神奇的預(yù)言！

在日常生活中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生一些火災(zāi)，頃刻之間，房屋財(cái)產(chǎn)一燒而光，給人們帶來極大的損失?，F(xiàn)在，科學(xué)家們研制出了一種自動(dòng)滅火龍頭，發(fā)生火災(zāi)時(shí)即使人不在，它也會(huì)自動(dòng)把火撲滅，這多么好呀。它為什么會(huì)具有這么好的性能呢？原來，鎵與許多金屬，如鉍、鉛、錫等，可以制成熔點(diǎn)低于60℃的易熔合金。它們可以用在電路熔斷器和各種保險(xiǎn)裝置上，溫度一高，它們就會(huì)自動(dòng)熔化斷開，起到安全保險(xiǎn)的作用。一旦失火，它們很快就會(huì)熔化，這時(shí)信號裝置就發(fā)出火警信號，同時(shí)自動(dòng)打開水龍頭，噴出水去滅火。

放學(xué)后，完成了一天的功課，在晚飯后你會(huì)做什么呢？會(huì)打開收音機(jī)，收聽音樂臺播放的流行金曲；還是會(huì)打開電視機(jī)，欣賞精彩的電視??；有些人可能還會(huì)玩電子游戲?？墒?，你們想過收音機(jī)、電視機(jī)、電腦是由什么做成的嗎？有些人可能想過，也知道它們都是由半導(dǎo)體材料做成的。那么半導(dǎo)體材料又是由什么做成的呢？說來話長，人們開始是用鍺來制造半導(dǎo)體材料的。可是，鍺的脾氣實(shí)在太“倔”了，人們必須把它提純到很高的純度，才能用它來制造半導(dǎo)體，如果100萬個(gè)鍺分子中混進(jìn)一個(gè)其他的分子，那么制出的半導(dǎo)體材料就會(huì)是次品。后來人們發(fā)現(xiàn)硅也可以用來作半導(dǎo)體，它的脾氣很“隨和”，所以人們現(xiàn)在使用的半導(dǎo)體材料大多都是硅做的。

現(xiàn)在，人們又發(fā)現(xiàn)鎵及其化合物能用來做半導(dǎo)體材料。鎵在高溫條件下能與很多金屬、非金屬發(fā)生化學(xué)變化，形成化合物，比如砷化鎵、銻化鎵、磷化鎵等。它們都有良好的半導(dǎo)體性能，并能在高溫的環(huán)境下工作，被人們認(rèn)為是最有發(fā)展前途的半導(dǎo)體材料。

舉例來說，用砷化鎵制成的固體微波器件，在雷達(dá)應(yīng)用，可使雷達(dá)的體積大大縮小，即制成所謂超小型固體雷達(dá)。人們還用砷化鎵做元件制成了激光器，這是一種體積小，效率高的新型激光器。磷化鎵是制作半導(dǎo)體發(fā)光元件的優(yōu)質(zhì)材料。用磷化鎵二極管能放出紅光和綠光，在電腦上看到的紅光和綠光，就是由它放出的。

大家都知道，人造衛(wèi)星靠太陽能電池供給電源。用鎵的化合物半導(dǎo)體做成的太陽能電池，能把太陽能直接轉(zhuǎn)變成電能，效率高達(dá)18%，而且抵抗輻射的能力比硅電池強(qiáng)1倍。這不僅對宇宙航行有現(xiàn)實(shí)意義，而且也標(biāo)志著人類在直接利用無窮無盡的太陽能方面邁進(jìn)了一步。鎵的化合物是目前應(yīng)用比較廣、發(fā)展比較快的一種半導(dǎo)體材料，在鍺和硅之后，人們把鎵的化合物稱為第三代半導(dǎo)體材料。