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金属镓的物理,化学性质和用途?
镓金属简介(Gallium,旧译作鉫、锞)是一种化学元素,它的化学符号是Ga,它的原子序数是31,是一种弱性金属。在自然界中常以微量分散于铝矾土矿、闪锌矿等矿石中。
镓金属的物理性质
镓非常柔软,富有延展性,固态时为青灰色,液态时为银白色。它的熔点在29.78℃,故把它放在手中即会熔化;但沸点很高(2403℃)。已熔融后的金属,在温度下降到室温时,可保持液态达数日之久,如果继续降温,镓也可能保持过冷的液态,此时加入晶核或者对其震荡,即可重新回到固态;在液态转化为固态时,膨胀率为3.4%,所以适宜贮藏于塑料容器中。
镓能浸润玻璃。
镓金属的化学性质
镓在化学反应中存在 1、 2和 3化合价,其中 3为其主要化合价。镓的金属活动性类似锌,却比铝低。镓是两性金属,既能溶于酸(产生Ga3 )也能溶于碱(生成镓酸盐)。镓在常温下,表面产生致密的氧化膜阻止进一步氧化,在冷的硝酸中钝化。加热时和卤素、硫迅速反应,和硫的反应按计量比不同产生不同的硫化物。镓在加热下也能和硒反应:
Ga Se → GaSe(棕色)
2 Ga Se → Ga2Se(黑色)
镓即使在1000℃也不能和氮气反应,而在略高于此温度时能和氨气反应,产生疏松的灰色粉末状的氮化镓,它能被热的浓碱分解,放出氨气。
镓金属的用途
镓可用作光学玻璃、镓合金、真空管等;砷化镓用在半导体之中,最常用作发光二极管(LED)。
镓和铟可以形成低熔点合金,如含25%铟的镓合金,在16℃时便熔化,可用于自动灭火装置中。若温度在熔点之上,镓和铟混合研磨时便可自动形成合金。
用于半导体生产,温度计,激光二极管,也用癌的定位。
化学学科核心素养和思想体系?
化学核心素养包括“宏观辨识与微观探析”、“变化观念与平衡思想”、“证据推理与模型认知”、“科学探究与创新意识”、“科学精神与社会责任”5个维度。
1、宏观辨识与微观探析 :
能从不同层次认识物质的多样性,并对物质进行分类;能从元素和原子、分子水平认识物质的组成、结构、性质和变化,形成“结构决定性质” 的观念。能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。
2、变化观念与平衡思想
能认识物质是运动和变化的,知道化学变化需要一定的条件,并遵循一定规律;认识化学变化的本质是有新物质生成,并伴有能量的转化;认识化学变化有一定限度,是可以调控的。能多角度、动态地分析化学反应,运用化学反应原理解决实际问题。
3、证据推理与模型认知
具有证据意识,能基于证据对物质组成、结构及其变化提出可能的假设,通过分析推理加以证实或证伪;建立观点、结论和证据之间的逻辑关系;知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系,建立模型。能运用模型解释化学现象,揭示现象的本质和规律。
4、科学探究与创新意识
认识科学探究是进行科学解释和发现、创造和应用的科学实践活动;能发现和提出有探究价值的问题;能从问题和假设出发,确定探究目的,设计探究方案,进行实验探究;在探究中学会合作,面对“异常”现象敢于提出自己的见解。
5、科学精神与社会责任
具有严谨求实的科学态度,具有探索未知、崇尚真理的意识;赞赏化学对社会发展的重大贡献,具有可持续发展意识和绿色化学观念,能对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断。
化学核心素养是学生在化学认知活动中发展起来并在解决与化学相关问题中表现出来的关键素养,反映了学生从化学视角认识客观事物的方式与结果的水平。这一素养不仅体现了学生从化学视角对观事物能动反映方式,而且反映了学生对客观事物能动反映的结果。因此,化学核心素养同时具有指向认知结果的“结果属性”和指向认知过程的“过程属性”。
化学核心素养的“结果属性”,体现为化学核心素养是学生通过化学课程学习所建立起来的、具有化学学科特质的结构化知识、思维方式与品质。从高中化学核心素养的五个方面看,强调高中学生通过高中化学学习,掌握物质性质及其变化的分类标准与内容体系,获得物质及其变化的特征与规律,并能够运用化学符号、化学模型加以描述(表征);理解物质组成、结构和性质的联系,形成“结构决定性质、性质决定用途”的观念,建立从变化守恒、动态平衡、模型表征等研究物质及其变化、解决化学问题的思维框架;形成严谨务实的态度、与人合作的习惯,树立科学物质观、可持续发展的意识和绿色化学的观念,深刻理解化学、技术、社会、环境相互作用的关系,建立社会责任观、参与意识与决策能力。