第 31 號元素:鎵Ga · Gallium

鎵ㄐㄧㄚ(一聲)Gallium

注音 ㄐㄧㄚ(一聲)·音同「家」

主要分類(決定顏色) · 金屬性:金屬

鎵(Gallium):鎵晶體
鎵晶體照片:en:user:foobar · CC BY-SA 3.0 · Wikimedia Commons
原子序
31
元素符號
Ga
標準原子量
69.723± 0.001
週期
4
族
13
區塊
p 區

電子排布

[Ar]3d104s24p1

原子結構與電子殼層分布

  1. K n=12
  2. L n=28
  3. M n=318
  4. N n=43

簡介

熔點很低的金屬,握在手中即可熔化。砷化鎵與氮化鎵是重要的半導體,用於 LED 與高頻電子元件。

位於過渡金屬右側的 p 區金屬,質地通常較軟、熔點較低。

元素科學故事 · 鎵(Ga)

接近室溫就熔化的金屬

已對照來源· 版本 2026-10-18

接近室溫熔化、液態範圍極廣而用於高溫溫度計、1871 年 Mendeleev 預言為 ekaaluminum、1875 年 Lecoq de Boisbaudran 以光譜發現、Gallia 與 gallus 字源、凝固膨脹 3.1% 而不宜存於玻璃或金屬容器、容易過冷(LANL)、摻雜半導體製造電晶體與發光二極體、砷化鎵雷射、義大利鎵微中子觀測站(Jefferson Lab),皆已對照 PubChem 收錄的 Los Alamos、Jefferson Lab 與 CIAAW 原文。來源差異:取得金屬鎵的時間,LANL 與 Jefferson Lab 記為 1875 年同年,CIAAW 記為 1878 年與 Jungfleisch 共同分離,本文未寫分離年份。

鎵在接近室溫時就會熔化,而且保持液態的溫度範圍極廣,因此可以用來製作高溫溫度計。

被預言的元素

1871 年,Mendeleev 預言了這個元素,稱為「類鋁」(ekaaluminum)。1875 年,法國化學家 Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran 用光譜分析發現了鎵。名稱來自拉丁文 Gallia(法國);Los Alamos 指出,拉丁文 gallus(公雞)也恰好是發現者姓氏 Lecoq 的翻譯。

凝固時會膨脹

鎵凝固時體積會膨脹 3.1%,因此不該存放在玻璃或金屬容器中,以免容器在它凝固時破裂。它也很容易過冷,降到凝固點以下仍保持液態。

從發光二極體到微中子

鎵被用來摻雜半導體,製造電晶體與發光二極體;砷化鎵能直接把電能轉換成雷射光。在義大利,大量的三氯化鎵被用來建造研究太陽微中子的鎵微中子觀測站。

延伸思考大多數物質凝固時體積會縮小,鎵卻會膨脹。你還知道哪一種常見的物質,結冰時也會膨脹?

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參考來源

  1. PubChem Element: Gallium(收錄 Los Alamos National Laboratory、Jefferson Lab 與 CIAAW 的元素資料)已查閱 2026-10-18