科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了鎵先前未知的特性

在鎵被發(fā)現(xiàn)并添加到元素周期表近150年后，奧克蘭大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了這種金屬的結(jié)構(gòu)和行為的先前未知的方面。

鎵于 1875 年由法國化學(xué)家 Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran 首次發(fā)現(xiàn)，它以低熔點(diǎn)而聞名，一勺鎵可以溶解在一杯茶中。半導(dǎo)體依賴于這種不尋常的金屬。

這一令人驚訝的發(fā)現(xiàn)與鎵在原子層面上的行為有關(guān)。

與大多數(shù)金屬不同，鎵以“二聚體”(原子對(duì))的形式存在，其固體密度低于液體密度，類似于冰浮在水面上。鎵具有原子共享電子的“共價(jià)鍵”，這對(duì)于金屬來說也是不尋常的。

一項(xiàng)新研究表明，雖然這些鍵在熔點(diǎn)時(shí)會(huì)消失，但它們會(huì)在更高的溫度下重新出現(xiàn)?！督鉀Q數(shù)十年的爭論：高溫共價(jià)性在液態(tài)鎵結(jié)構(gòu)中的驚人作用》是發(fā)表在《材料視野》雜志上的論文的標(biāo)題。

這與長期以來的假設(shè)相矛盾，因此有必要對(duì)鎵的低熔點(diǎn)做出新的解釋。研究人員認(rèn)為，關(guān)鍵可能是當(dāng)鍵消失時(shí)，熵(無序性的量度)會(huì)大幅增加，從而釋放出原子。

奧克蘭大學(xué) Waipapa Taumata Rau 分校和麥克迪亞米德先進(jìn)材料與納米技術(shù)研究所的尼古拉加斯頓 (Nicola Gaston) 教授表示：“30 年來關(guān)于液態(tài)鎵結(jié)構(gòu)的文獻(xiàn)都有一個(gè)顯然不正確的基本假設(shè)。”

這項(xiàng)研究由德國馬克斯普朗克固體研究所的博士后研究員 Steph Lambie 博士、惠靈頓維多利亞大學(xué)和麥克迪亞米德研究所的 Gaston 和 Krista Steenbergen 博士共同完成。

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