O germânio é distribuído na crosta terrestre a uma taxa de 6,7 ppm ou partes por milhão. É comum vê-lo na forma de sulfetos ou em minerais de chumbo, cobre e zinco em partes da Europa e da América do Norte. Destaca-se por ser um metal semicondutor com diversas aplicações na indústria. Então conheça um pouco mais de perto esse metalóide.
O que é germânio?
É um elemento químico que faz parte dos metalóides ou semimetais da tabela periódica. Está localizado diagonalmente entre os elementos que separam os metais daqueles que não o são. Além disso, é um sólido duro, cristalino e quebradiço, de cor branco acinzentado, que apresenta brilho característico à temperatura ambiente.
Símbolo de germânio
Ge Seu nome deriva do latim germânia , que significa Alemanha, onde foi descoberto. Sua existência foi constatada por Mendeleev na tabela periódica. Mais tarde, o alemão Winkler demonstrou suas propriedades químicas e deu-lhe o nome de seu país natal.
Características do germânio
O elemento Germânio é divalente ou tetravalente, com 2 ou mais valências dependendo do composto. Possui aparência metálica com condições estáveis em seu ponto de fusão, o que o torna um excelente semicondutor. Além disso, as outras características do Germânio são:
- Condição : Sólido, formado por cristais brutos.
- Cor : Branco acinzentado brilhante.
- Sabor e Cheiro : Amargo e sem odor característico.
- Solubilidade : É solúvel em água, sulfetos e ácido fluorídrico.
- Toxicidade : Baixa. Só se torna tóxico em grandes quantidades.
- Reatividade : É reativo quando oxidado acima de 600ºC e reage com halogenetos, álcalis e ácido nítrico.
- Estrutura : Cristalina, em forma de diamante.
- Composição : A estrutura atômica do germânio é de 32 prótons e 32 elétrons.
Propriedades químicas e físicas do germânio
- Número atômico : 32
- Período : 4
- Bloco : P
- Grupo : 14
- Raio covalente (Å): 122 pm
- Configuração eletrônica: [Ar] 3d10 4 s² 4p2
- Massa atômica (g/mol): 72,64 u
- Densidade: 5323 kg/m³
- Ponto de ebulição: 2820 °C
- Ponto de fusão: 938°C
- Raio atômico: 125
- Raio médio: 125h
- Elétrons por camada: 2, 8, 18, 4
- Eletronegatividade: 2,01
- Calor específico: 320 J / (K kg)
- Óxido: Anfotérico.
- Primeiro potencial de ionização eV: 762 kJ/mol
- Estado de oxidação: 4, 3, 2, 1, -1, -2, -3, -4
- Condutividade térmica: 59,9 W/(Km)
- Condutividade elétrica: 1,45 S/m
Origem do germânio
O elemento químico Germânio foi descoberto pela primeira vez por Mendeleev em 1871 e ele lhe deu o nome de eka-silício devido à sua semelhança com este elemento. Mais tarde, em 1886, o cientista Clemens Winkler confirmou suas propriedades químicas isolando-o de um mineral chamado Argyrodite na Alemanha. Ele conseguiu obter uma amostra pura e colocá-la na tabela periódica.
Para que é usado o germânio?
Embora as amostras deste elemento sejam caras, elas são utilizadas nos setores químico, médico e industrial. Compostos orgânicos de germânio são utilizados na produção de painéis solares e como agente de detecção de objetos radioativos em aeroportos. Além disso, é utilizado como principal catalisador na síntese de polímeros. Além disso, outros usos deste metalóide são:
- Fabricação de fibras ópticas.
- Projeto de amplificadores e radares para guitarras elétricas.
- Ligas de germanato de silício são usadas em projetos de circuitos de alta velocidade.
- Fabricação de óptica infravermelha semelhante a um metal, ideal em mecanismos de visão noturna e espectroscópio.
- É utilizado na criação de lentes e microscópios.
- Outros tipos de ligas do elemento são utilizadas na ourivesaria para valorizar metais preciosos.
- No setor químico é utilizado como endurecedor de estanho, magnésio e alumínio. Também é usado na criação de ímãs.
- Na área médica, é utilizado em tratamentos quimioterápicos.
Como o germânio é obtido?
Em seu estado natural, este elemento é obtido a partir de jazidas de Cobre, Prata, Zinco e do processo de combustão do Carvão. Além disso, é extraído de minerais como Germanita, Garnierita e Argirodita. Após a obtenção de uma amostra pura, ela é passada por tetracloreto destilado e reduzida à forma elementar com hidrogênio.
Germânio como semicondutor
No seu estado natural, este elemento é um semicondutor por excelência, comparado ao Silício. A razão é que a uma determinada temperatura ele libera mais elétrons, conferindo-lhe mais condutividade. Portanto, tem diversas aplicações.
Por exemplo, é utilizado em espectroscopia de raios gama, pois possui elevado número atômico, com perfeita resolução energética e aumenta a interação desses raios. Além disso, os semicondutores de germânio são utilizados na fabricação de circuitos elétricos, diodos de luz, transistores e microchips.
Resumindo, este metalóide é sólido, quebradiço, brilhante e mantém altas temperaturas. Destaca-se pelas suas propriedades semicondutoras e por isso é utilizado nos setores químico, médico e industrial.