Il germanio è distribuito nella crosta terrestre ad una velocità di 6,7 ppm o parti per milione. È comune vederlo sotto forma di solfuri o nei minerali di piombo, rame e zinco in alcune parti dell’Europa e del Nord America. Si distingue perché è un metallo semiconduttore con diverse applicazioni nell’industria. Quindi conosci questo metalloide un po’ più da vicino.
Cos’è il germanio?
È un elemento chimico che fa parte dei metalloidi o semimetalli della tavola periodica. Si trova diagonalmente tra gli elementi e separa i metalli da quelli che non lo sono. Inoltre, è un solido duro, cristallino e fragile di colore bianco grigiastro, che presenta una caratteristica lucentezza a temperatura ambiente.
Simbolo del germanio
Ge Il suo nome deriva dal latino germania , che significa Germania, dove fu scoperto. La sua esistenza è stata notata da Mendeleev nella tavola periodica. Più tardi, il tedesco Winkler ne dimostrò le proprietà chimiche e gli diede il nome del suo paese natale.
Caratteristiche del germanio
L’elemento Germanio è bivalente o tetravalente, con 2 o più valenze a seconda del composto. Ha un aspetto metallico con condizioni stabili al punto di fusione, che lo rendono un eccellente semiconduttore. Inoltre le altre caratteristiche del Germanio sono:
- Condizione : solido, formato da cristalli grezzi.
- Colore : bianco grigiastro brillante.
- Sapore e odore : amaro e non ha odore caratteristico.
- Solubilità : È solubile in acqua, solfuri e acido fluoridrico.
- Tossicità : bassa. Diventa tossico solo in grandi quantità.
- Reattività : È reattivo quando ossidato sopra i 600ºC e reagisce con alogenuri, alcali e acido nitrico.
- Struttura : Cristallino, a forma di diamante.
- Composizione : la struttura atomica del germanio è di 32 protoni e 32 elettroni.
Proprietà chimiche e fisiche del Germanio
- Numero atomico : 32
- Periodo : 4
- Blocco : P
- Gruppo : 14
- Raggio covalente (Å): 122 pm
- Configurazione elettronica: [Ar] 3d10 4 s² 4p2
- Massa atomica (g/mol): 72,64 u
- Densità: 5323 kg/m³
- Punto di ebollizione: 2820 °C
- Punto di fusione: 938°C
- Raggio atomico: 125
- Raggio medio: 125 ore
- Elettroni per guscio: 2, 8, 18, 4
- Elettronegatività: 2.01
- Calore specifico: 320 J / (K kg)
- Ossido: anfotero.
- Potenziale di prima ionizzazione eV: 762 kJ/mol
- Stato di ossidazione: 4, 3, 2, 1, -1, -2, -3, -4
- Conduttività termica: 59,9 W/(Km)
- Conduttività elettrica: 1,45 S/m
Origine del germanio
L’elemento chimico Germanio fu scoperto per la prima volta da Mendeleev nel 1871 e gli diede il nome eka-silicio per la sua somiglianza con questo elemento. Successivamente, nel 1886, lo scienziato Clemens Winkler ne confermò le proprietà chimiche isolandolo da un minerale chiamato Argyrodite in Germania. Riuscì a ottenere un campione puro e a inserirlo nella tavola periodica.
A cosa serve il germanio?
Sebbene i campioni di questo elemento siano costosi, vengono utilizzati nei settori chimico, medico e industriale. I composti organici del germanio vengono utilizzati nella produzione di pannelli solari e come agente di rilevamento di oggetti radioattivi negli aeroporti. Inoltre, viene utilizzato come catalizzatore principale nella sintesi dei polimeri. Inoltre, altri usi di questo metalloide sono:
- Produzione di fibre ottiche.
- Progettazione di amplificatori e radar per chitarre elettriche.
- Le leghe di germanato di silicio vengono utilizzate nella progettazione di circuiti ad alta velocità.
- Produzione di ottiche a infrarossi come un metallo, ideali nei meccanismi di visione notturna e spettroscopici.
- Viene utilizzato nella creazione di lenti e microscopi.
- Altri tipi di leghe dell’elemento vengono utilizzate in oreficeria per valorizzare i metalli preziosi.
- Nel settore chimico viene utilizzato come indurente per stagno, magnesio e alluminio. Viene utilizzato anche per creare magneti.
- In campo medico viene utilizzato nei trattamenti chemioterapici.
Come si ottiene il germanio?
Allo stato naturale questo elemento è ottenuto dai depositi di Rame, Argento, Zinco e dal processo di combustione del Carbone. Inoltre, viene estratto da minerali come Germanite, Garnierite e Argirodite. Dopo aver ottenuto un campione puro, questo viene fatto passare attraverso tetracloruro distillato e ridotto alla forma elementare con idrogeno.
Germanio come semiconduttore
Allo stato naturale questo elemento è il semiconduttore per eccellenza, rispetto al Silicio. Il motivo è che a una certa temperatura rilascia più elettroni, conferendogli maggiore conduttività. Ha quindi diverse applicazioni.
Ad esempio, viene utilizzato nella spettroscopia dei raggi gamma, perché ha un numero atomico elevato, con una perfetta risoluzione energetica e aumenta l’interazione di questi raggi. Inoltre, i semiconduttori al germanio vengono utilizzati nella produzione di circuiti elettrici, diodi luminosi, transistor e microchip.
In breve, questo metalloide è solido, fragile, lucido e mantiene alte temperature. Si distingue per le sue proprietà di semiconduttore e viene quindi utilizzato nei settori chimico, medico e industriale.