锗在地壳中的分布率为 6.7 ppm 或百万分之一。在欧洲和北美部分地区，它通常以硫化物或铅、铜和锌矿物中的形式出现。它之所以脱颖而出，是因为它是一种在工业中具有不同应用的半导体金属。因此，进一步了解这种非金属。
什么是锗？
它是一种化学元素，属于周期表中的准金属或半金属。它位于将金属与非金属分开的元素之间的对角位置。此外，它是一种灰白色的坚硬、结晶、脆性固体，在室温下表现出特有的光泽。
锗符号
Ge它的名字来源于拉丁文germania ，意思是德国，它的发现地。门捷列夫在元素周期表中注意到了它的存在。后来，德国人温克勒展示了其化学性质，并以自己的祖国命名。
锗的特性
元素锗是二价或四价，根据化合物的不同，具有 2 价或更多价。它具有金属外观，熔点条件稳定，使其成为优异的半导体。此外，锗的其他特性还有：
- 状况：固体，由原始晶体形成。
- 颜色：明亮的灰白色。
- 味道和气味：苦，无特殊气味。
- 溶解性：溶于水、硫化物和氢氟酸。
- 毒性：低。它只会在大量时变得有毒。
- 反应性：在 600℃ 以上氧化时具有反应性，并与卤化物、碱和硝酸发生反应。
- 结构：晶体，菱形。
- 组成：锗的原子结构为32个质子和32个电子。
锗的化学和物理性质
- 原子序数：32
- 周期：4
- 区块：P
- 组别：14人
- 共价半径 (Å)： 122 pm
- 电子配置： [Ar] 3d10 4 s² 4p2
- 原子质量（克/摩尔）： 72.64 u
- 密度： 5323千克/立方米
- 沸点： 2820 ℃
- 熔点： 938℃
- 原子半径： 125
- 平均半径： 125h
- 每个壳层电子数： 2、8、18、4
- 电负性： 2.01
- 比热： 320 J/(K·kg)
- 氧化物：两性。
- 第一电离势 eV： 762 kJ/mol
- 氧化态： 4、3、2、1、-1、-2、-3、-4
- 导热系数： 59.9W/(Km)
- 电导率： 1.45S/m
锗的起源
化学元素锗最早由门捷列夫于 1871 年发现，由于与该元素相似，他将其命名为 eka-silicon。后来，在 1886 年，科学家克莱门斯·温克勒 (Clemens Winkler) 从德国一种名为银铜矿 (Argyrodite) 的矿物中分离出来，证实了其化学性质。他设法获得了纯净的样品并将其列入元素周期表。
锗有什么用途？
尽管这种元素的样品价格昂贵，但它们被用于化学、医疗和工业部门。有机锗化合物用于生产太阳能电池板，并用作机场放射性物体的检测剂。此外，它还用作聚合物合成的主要催化剂。此外，这种类金属的其他用途包括：
- 光纤制造。
- 电吉他放大器和雷达的设计。
- 硅锗酸盐合金用于高速电路设计。
- 制造像金属一样的红外光学器件，是夜视和分光镜机构的理想选择。
- 它用于制造镜头和显微镜。
- 该元素的其他类型的合金用于金加工以增强贵金属的性能。
- 在化学领域，它被用作锡、镁和铝的硬化剂。它还用于制造磁铁。
- 在医学领域，它用于化疗治疗。
锗是如何获得的？
在自然状态下，该元素是从铜、银、锌的沉积物和煤的燃烧过程中获得的。此外，它是从锗石、石榴石和银铜矿等矿物中提取的。获得纯样品后，将其通过蒸馏四氯化物并用氢气还原为单质形式。
锗作为半导体
在自然状态下，与硅相比，这种元素是一种卓越的半导体。原因是在一定温度下它会释放更多的电子，从而使其具有更高的导电性。因此它有多种应用。
例如，它用于伽马射线光谱学，因为它具有高原子序数，具有完美的能量分辨率并增加了这些射线的相互作用。此外，锗半导体还用于制造电路、发光二极管、晶体管和微芯片。
简而言之，这种准金属是固体、脆性、有光泽并能保持高温。它因其半导体特性而脱颖而出，因此被用于化学、医疗和工业领域。