编者按：中科院之声不定期手绘一张“科学史小画”，为大家介绍一段科学史和其背后的故事。
2023年7月3日，我国商务部、海关总署联合发布公告，决定对镓、锗相关物项实施出口管制，包括金属镓、氧化镓、氮化镓在内的8种镓相关物项未经允许不可出口。这让很多人对镓这种元素产生了好奇。
镓是一种极为独特的金属材料，标准大气压下熔点仅为29.76℃，在夏季的大部分时候呈液态，置于掌中即可熔化。液态的镓可以与其他金属生成合金，能“腐蚀”金属，因而不能放在金属容器中。如果将它滴在易拉罐上，就会惊奇地发现瓶身变得和纸一样脆，一捅就破。除此之外，将其滴在铜、铁等金属上同样也会出现这种情况，因而被称为“金属终结者”。不仅如此，近年来，科学家发现使用镓和铟合金合成的液态金属可进行自我修复，通过更改电压大小还可以令其变为不同的结构；镓基液态金属还可在“吞食”少量物质后以可变形机器形态长时间高速运动。这使人不禁联想到科幻电影《终结者》中的液态金属机器人T-1000。
虽然要发明T-1000那种神奇的液态金属机器人还有很长的路要走，但由于镓元素独特的热学、光学和电学性质，其在工业上也有着广泛的应用，包括光学玻璃、牙科填料、压电材料、传感器、IC、微波射频、永磁铁、光伏、LED、功率器件等多个重要领域，因此镓也有“电子工业脊梁”的美誉。
镓在自然界中的分布比较分散，不以单质存在，多以伴生矿存在。因此，金属镓的发现费了一番周折——镓还是第一个先经理论预言，随后才在自然界中提取到的化学元素。
1869年，门捷列夫在设计元素周期表时，在铝元素的下一行留下一个空白。他预言这是一种未知的元素，原子量大约是68，密度为5.9g/cm，性质与铝相似因而称其为“类铝”（eka-aluminium）。但是，门捷列夫刚发布他总结的元素周期表时并没有立刻引起西方学术界足够的重视，因为当时宣称发现元素周期律的不止门捷列夫一人，化学家们已经厌倦了形形色色、层出不穷的分类体系。
法国化学家布瓦邦德朗利用光谱分析，发现在铝和铟之间缺少了一个元素，并从1865年开始寻找这个元素。起初，他分析了很多矿物都没有成功。幸运的是，1875年8月27日，他在分析法国南部发现的闪锌矿（主要成分为ZnS）时，在矿石的原子光谱中观察到一条未知的紫色线。凭借丰富的经验，他断定这是一种新元素，并将其命名为Gallium，来源于拉丁文“Gallia”（高卢，罗马帝国时期法国地区的称谓）。
当布瓦邦德朗将发现新元素的论文发表之后，他收到一封来自圣彼得堡的陌生来信，信中写道，他之所以能发现金属镓，是因为信件的主人早就预言过这种元素。而且他公布的镓的性质不完全正确，这个金属的比重不应当是4.7，而是在5.9—6.0之间。信件的署名正是门捷列夫。
这封语气傲慢的来信让布瓦邦德朗感到惊异并且愤怒，但秉持着严谨科学态度的布瓦邦德朗还是认真地对待了信上的内容。他仔细清除了样品中的杂质，重新计算了镓的比重，反复多次进行试验，最后获得的数值正是5.96。
门捷列夫的推测与试验结果惊人相符，布瓦邦德朗对门捷列夫的态度从愤怒逐渐转向了钦佩，他在后来发表的一篇论文中写到：“我认为没有必要再来说明门捷列夫先生这一理论的伟大意义了。”
镓的发现对元素周期表起到了关键的证实作用，也把门捷列夫的声望推到了新的高度。
在镓被发现几年后，中国出现了对镓元素的介绍。“镓”这一元素名词最早出现于1882年出版的由傅兰雅和徐寿合作翻译的《化学鉴原补篇》中，并被沿用至今。
作者：吴晓斌，系中国科学院大学人文学院科学史系博士生
来源：中国科学院大学
