Германий распределяется в земной коре со скоростью 6,7 частей на миллион или частей на миллион. Его часто можно увидеть в виде сульфидов или минералов свинца, меди и цинка в некоторых частях Европы и Северной Америки. Он выделяется тем, что представляет собой полупроводниковый металл, имеющий различное применение в промышленности. Так что познакомьтесь с этим металлоидом немного ближе.
Что такое германий?
Это химический элемент, входящий в состав металлоидов или полуметаллов таблицы Менделеева. Он расположен по диагонали между элементами, что отделяет металлы от тех, которые ими не являются. Кроме того, это твердое кристаллическое хрупкое твердое вещество серовато-белого цвета, которое при комнатной температуре демонстрирует характерный блеск.
Символ германия
Ge Его название происходит от латинского germania , что означает Германию, где он был обнаружен. Его существование было отмечено Менделеевым в таблице Менделеева. Позже немец Винклер продемонстрировал его химические свойства и назвал его в честь своей родной страны.
Характеристики германия
Элемент германий является двухвалентным или четырехвалентным, с двумя или более валентностями в зависимости от соединения. Он имеет металлический вид и стабильные условия при температуре плавления, что делает его отличным полупроводником. Кроме того, другими характеристиками германия являются:
- Состояние : Твердый, образован из необработанных кристаллов.
- Цвет : Яркий серовато-белый.
- Вкус и запах : Горький, не имеет характерного запаха.
- Растворимость : растворим в воде, сульфидах и плавиковой кислоте.
- Токсичность : Низкая. Он становится токсичным только в больших количествах.
- Реакционная способность : реактивен при окислении при температуре выше 600°C и реагирует с галогенидами, щелочами и азотной кислотой.
- Структура : Кристаллическая, ромбовидная.
- Состав : Атомная структура германия состоит из 32 протонов и 32 электронов.
Химические и физические свойства германия
- Атомный номер : 32
- Период : 4
- Блок : П
- Группа : 14
- Ковалентный радиус (Å): 122 пм.
- Электронная конфигурация: [Ar] 3d10 4 s² 4p2
- Атомная масса (г/моль): 72,64 ед.
- Плотность: 5323 кг/м³
- Температура кипения: 2820. °С
- Температура плавления: 938°С.
- Атомный радиус: 125
- Средний радиус: 125 часов
- Электронов на оболочку: 2, 8, 18, 4
- Электроотрицательность: 2,01.
- Удельная теплоемкость: 320 Дж/(К кг)
- Оксид: Амфотерный.
- Первый потенциал ионизации, эВ: 762 кДж/моль.
- Степень окисления: 4, 3, 2, 1, -1, -2, -3, -4.
- Теплопроводность: 59,9 Вт/(км)
- Электропроводность: 1,45 См/м.
Происхождение германия
Химический элемент германий был впервые открыт Менделеевым в 1871 году и из-за сходства с этим элементом он дал ему название эка-кремний. Позже, в 1886 году, учёный Клеменс Винклер подтвердил его химические свойства, выделив его из минерала аргиродита в Германии. Ему удалось получить чистый образец и поместить его в таблицу Менделеева.
Для чего используется германий?
Хотя образцы этого элемента стоят дорого, они используются в химической, медицинской и промышленной сферах. Органические соединения германия используются при производстве солнечных батарей и в качестве агента обнаружения радиоактивных объектов в аэропортах. Кроме того, он используется в качестве основного катализатора при синтезе полимеров. Кроме того, другие применения этого металлоида:
- Производство оптических волокон.
- Проектирование усилителей и радаров для электрогитар.
- Сплавы германата кремния используются в быстродействующих схемотехнике.
- Производство инфракрасной оптики из металла, идеально подходящей для механизмов ночного видения и спектроскопов.
- Его используют при создании линз и микроскопов.
- Другие виды сплавов этого элемента используются в ювелирном деле для улучшения драгоценных металлов.
- В химической промышленности он используется в качестве отвердителя олова, магния и алюминия. Его также используют при создании магнитов.
- В медицинской сфере его используют при химиотерапии.
Как получают германий?
В своем естественном состоянии этот элемент получается из месторождений меди, серебра, цинка и в процессе сгорания угля. Кроме того, его добывают из таких минералов, как германит, гарниерит и аргиродит. После получения чистой пробы ее пропускают через дистиллированный тетрахлорид и восстанавливают до элементарной формы водородом.
Германий как полупроводник
В своем естественном состоянии этот элемент является по преимуществу полупроводником по сравнению с кремнием. Причина в том, что при определенной температуре он высвобождает больше электронов, что придает ему большую проводимость. Поэтому он имеет несколько применений.
Например, он используется в гамма-спектроскопии, поскольку имеет высокий атомный номер, идеальное энергетическое разрешение и увеличивает взаимодействие этих лучей. Кроме того, германиевые полупроводники используются в производстве электрических схем, светодиодов, транзисторов и микрочипов.
Короче говоря, этот металлоид твердый, хрупкий, блестящий и выдерживает высокие температуры. Он отличается своими полупроводниковыми свойствами и поэтому используется в химической, медицинской и промышленной отраслях.