Germanyum, yerkabuğunda 6,7 ppm veya milyonda bir oranında dağıtılır. Avrupa ve Kuzey Amerika’nın bazı kısımlarında sülfürler halinde veya kurşun, bakır ve çinko minerallerinde görülmesi yaygındır. Endüstride farklı uygulamaları olan yarı iletken bir metal olması nedeniyle ön plana çıkmaktadır. Öyleyse bu metaloidi biraz daha yakından tanıyın.
germanyum nedir?
Periyodik tablonun metaloidlerinin veya yarı metallerinin bir parçası olan kimyasal bir elementtir. Metalleri olmayanlardan ayıran elemanların arasında çapraz olarak bulunur. Ayrıca oda sıcaklığında karakteristik bir parlaklık sergileyen, grimsi beyaz renkte, sert, kristalimsi, kırılgan bir katıdır.
germanyum sembolü
Ge İsmi, keşfedildiği yer olan Almanya anlamına gelen Latince germania kelimesinden gelmektedir. Periyodik tablodaki varlığı Mendeleev tarafından not edildi. Daha sonra Alman Winkler onun kimyasal özelliklerini gösterdi ve ona kendi ülkesinin adını verdi.
germanyumun özellikleri
Germanium elementi, bileşiğe bağlı olarak 2 veya daha fazla değerliğe sahip iki veya dört değerlikli bir elementtir. Erime noktasında stabil koşullara sahip metalik bir görünüme sahiptir ve bu onu mükemmel bir yarı iletken yapar. Ayrıca germanyumun diğer özellikleri şunlardır:
- Durumu : Katı, ham kristallerden oluşmuş.
- Renk : Parlak grimsi beyaz.
- Tat ve Koku : Acıdır ve kendine özgü bir kokusu yoktur.
- Çözünürlük : Suda, sülfürlerde ve hidroflorik asitte çözünür.
- Toksisite : Düşük. Sadece büyük miktarlarda toksik hale gelir.
- Reaktivite : 600°C’nin üzerinde oksitlendiğinde reaktif olup halojenürler, alkaliler ve nitrik asitle reaksiyona girer.
- Yapısı : Kristalimsi, elmas şeklinde.
- Bileşimi : Germanyumun atom yapısı 32 proton ve 32 elektrondur.
Germanyumun kimyasal ve fiziksel özellikleri
- Atom numarası : 32
- Dönem : 4
- Blok : P
- Grup : 14
- Kovalent yarıçap (Å): 122 pm
- Elektronik konfigürasyon: [Ar] 3d10 4 s² 4p2
- Atom kütlesi (g/mol): 72,64 u
- Yoğunluk: 5323 kg/m³
- Kaynama noktası: 2820 °C
- Erime noktası: 938°C
- Atom yarıçapı: 125
- Ortalama yarıçap: 125 saat
- Kabuk başına elektron sayısı: 2, 8, 18, 4
- Elektronegatiflik: 2.01
- Özgül ısı: 320 J / (K kg)
- Oksit: Amfoterik.
- Birinci iyonlaşma potansiyeli eV: 762 kJ/mol
- Oksidasyon durumu: 4, 3, 2, 1, -1, -2, -3, -4
- Isı iletkenliği: 59,9 W/(Km)
- Elektrik iletkenliği: 1,45 S/m
germanyumun kökeni
Germanyum kimyasal elementi ilk olarak 1871 yılında Mendeleev tarafından keşfedilmiş ve bu elemente benzerliğinden dolayı ona eka-silikon adını vermiştir. Daha sonra 1886 yılında bilim adamı Clemens Winkler, Almanya’da Argyrodite adlı bir mineralden izole ederek kimyasal özelliklerini doğruladı. Saf bir örnek almayı ve onu periyodik tabloya yerleştirmeyi başardı.
germanyum ne için kullanılır?
Bu elementin örnekleri pahalı olmasına rağmen kimya, tıp ve endüstriyel sektörlerde kullanılmaktadır. Organik germanyum bileşikleri, güneş panellerinin üretiminde ve havalimanlarındaki radyoaktif nesneler için tespit maddesi olarak kullanılmaktadır. Ayrıca polimerlerin sentezinde ana katalizör olarak kullanılır. Ek olarak, bu metaloidin diğer kullanımları şunlardır:
- Optik fiberlerin imalatı.
- Elektro gitarlar için amplifikatör ve radar tasarımı.
- Yüksek hızlı devre tasarımında silikon almanat alaşımları kullanılır.
- Gece görüşü ve spektroskop mekanizmalarında ideal olan metal benzeri kızılötesi optiklerin imalatı.
- Merceklerin ve mikroskopların yapımında kullanılır.
- Elementin diğer alaşım türleri kuyumculukta değerli metalleri geliştirmek için kullanılır.
- Kimya sektöründe kalay, magnezyum ve alüminyum için sertleştirici olarak kullanılır. Ayrıca mıknatıs yapımında da kullanılır.
- Tıp alanında kemoterapi tedavilerinde kullanılmaktadır.
germanyum nasıl elde edilir?
Doğal haliyle bu element Bakır, Gümüş, Çinko yataklarından ve Kömürün yanma işleminden elde edilir. Ayrıca Germanit, Garnierit ve Argirodit gibi minerallerden de çıkarılır. Saf bir numune elde edildikten sonra damıtılmış tetraklorürden geçirilir ve hidrojen ile element formuna indirgenir.
Yarı iletken olarak germanyum
Doğal haliyle bu element Silikonla karşılaştırıldığında mükemmel bir yarı iletkendir. Bunun nedeni, belirli bir sıcaklıkta daha fazla elektron salarak ona daha fazla iletkenlik kazandırmasıdır. Bu nedenle çeşitli uygulamaları vardır.
Örneğin, yüksek atom numarasına sahip olması, mükemmel enerji çözünürlüğüne sahip olması ve bu ışınların etkileşimini arttırması nedeniyle gama ışını spektroskopisinde kullanılır. Ayrıca germanyum yarı iletkenleri elektrik devreleri, ışık diyotları, transistörler ve mikroçiplerin üretiminde kullanılmaktadır.
Kısacası bu metaloid katı, kırılgan, parlaktır ve yüksek sıcaklıkları korur. Yarı iletken özellikleriyle öne çıkıyor ve bu nedenle kimya, medikal ve endüstriyel sektörlerde kullanılıyor.