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Germanium ist ein sprödes, silbrig-weißes Halbmetall, das 1886 entdeckt wurde. Dieses Mineral kommt nicht in seiner reinen Form vor. Es kommt in Silikaten, Eisen- und Sulfiderzen vor. Einige seiner Verbindungen sind giftig. Germanium wurde in großem Umfang in der Elektroindustrie verwendet, wo sich seine Halbleitereigenschaften als nützlich erwiesen. Es ist unentbehrlich bei der Herstellung von Infrarot- und Faseroptik.

Welche Eigenschaften hat Germanium?

Dieses Mineral hat einen Schmelzpunkt von 938,25 Grad Celsius. Die Indikatoren seiner Wärmekapazität können von Wissenschaftlern immer noch nicht erklärt werden, was es in vielen Bereichen unverzichtbar macht. Germanium hat die Fähigkeit, seine Dichte zu erhöhen, wenn es geschmolzen wird. Es hat hervorragende elektrische Eigenschaften, was es zu einem hervorragenden Halbleiter mit indirekter Lücke macht.

Wenn wir über die chemischen Eigenschaften dieses Halbmetalls sprechen, sollte beachtet werden, dass es gegen Säuren und Laugen, Wasser und Luft beständig ist. Germanium löst sich in einer Lösung aus Wasserstoffperoxid und Königswasser auf.

Abbau von Germanium

Jetzt wird eine begrenzte Menge dieses Halbmetalls abgebaut. Seine Vorkommen sind viel kleiner als die von Wismut, Antimon und Silber.

Da der Gehalt dieses Minerals in der Erdkruste recht gering ist, bildet es durch den Einbau anderer Metalle in die Kristallgitter eigene Mineralien. Der höchste Germaniumgehalt wird in Sphalerit, Pyrargyrit, Sulfanit, in Nichteisen- und Eisenerzen beobachtet. Es tritt, aber viel seltener, in Öl- und Kohlevorkommen auf.

Verwendung von Germanium

Obwohl Germanium schon vor langer Zeit entdeckt wurde, begann es vor etwa 80 Jahren in der Industrie eingesetzt zu werden. Halbmetall wurde erstmals in der Militärproduktion für die Herstellung einiger elektronischer Geräte verwendet. In diesem Fall fanden sie Verwendung als Dioden. Nun hat sich die Situation etwas geändert.

Zu den beliebtesten Anwendungsgebieten von Germanium gehören:

• Optik Produktion. Halbmetall ist bei der Herstellung optischer Elemente, zu denen optische Fenster von Sensoren, Prismen und Linsen gehören, unverzichtbar geworden. Hier kamen die Transparenzeigenschaften von Germanium im Infrarotbereich zum Tragen. Halbmetall wird bei der Herstellung von Optiken für Wärmebildkameras, Feuerlöschsysteme, Nachtsichtgeräte verwendet;
• Produktion von Funkelektronik. In diesem Bereich wurde Halbmetall zur Herstellung von Dioden und Transistoren verwendet. In den 1970er Jahren wurden Germaniumgeräte jedoch durch Siliziumgeräte ersetzt, da Silizium es ermöglichte, die technischen und betrieblichen Eigenschaften hergestellter Produkte erheblich zu verbessern. Erhöhte Beständigkeit gegen Temperatureinflüsse. Außerdem gaben Germanium-Geräte im Betrieb viel Lärm ab.

Die aktuelle Situation mit Deutschland

Derzeit wird Halbmetall bei der Herstellung von Mikrowellengeräten verwendet. Telleridgermanium hat sich als thermoelektrisches Material bewährt. Germaniumpreise sind jetzt ziemlich hoch. Ein Kilogramm metallisches Germanium kostet 1.200 Dollar.

Deutschland kaufen

Silbergraues Germanium ist selten. Das spröde Halbmetall zeichnet sich durch seine Halbleitereigenschaften aus und wird häufig zur Herstellung moderner Elektrogeräte verwendet. Es wird auch verwendet, um hochpräzise optische Instrumente und Funkgeräte herzustellen. Germanium ist sowohl in Form eines reinen Metalls als auch in Form von Dioxid von großem Wert.

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Mini - abstrakt

"Element Germanium"

Ziel:

Beschreiben Sie das Element Ge

Beschreiben Sie die Eigenschaften des Elements Ge

Erzählen Sie von der Anwendung und Verwendung dieses Elements

Elementgeschichte ……….………………………………….……. eines

Elementeigenschaften …..……………………………………..…… 2

Bewerbung ……………….….…………………………………….. 3

Gesundheitsgefährdung ………..………………………....… 4

Quellen ………………………….…………………….…………… 5

Aus der Geschichte des Elements..

GGermanium(lat. Germanium) - ein chemisches Element der Gruppe IV, der Hauptuntergruppe des Periodensystems von D.I. Mendelejew, bezeichnet mit dem Symbol Ge, gehört zur Familie der Metalle, Seriennummer 32, Atommasse 72,59. Es ist ein grauweißer Feststoff mit metallischem Glanz.

Die Existenz und die Eigenschaften Deutschlands wurden 1871 von Mendeleev vorhergesagt und nannte dieses noch unbekannte Element - "Ekasilicium" wegen der Ähnlichkeit seiner Eigenschaften mit Silizium.

1886 stellte der deutsche Chemiker K. Winkler bei der Untersuchung des Minerals fest, dass ein unbekanntes Element darin vorhanden war, das durch die Analyse nicht nachgewiesen wurde. Nach harter Arbeit entdeckte er die Salze eines neuen Elements und isolierte eine bestimmte Menge des Elements selbst in seiner reinen Form. Im ersten Bericht über die Entdeckung schlug Winkler vor, dass das neue Element analog zu Antimon und Arsen sei. Winkler beabsichtigte, das Element Neptunium zu benennen, aber dieser Name war bereits einem fälschlicherweise entdeckten Element gegeben worden. Winkler benannte das von ihm entdeckte Element zu Ehren seines Vaterlandes in Germanium (Germanium) um. Und sogar Mendeleev unterstützte in einem Brief an Winkler nachdrücklich den Namen des Elements.

Aber bis zur zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts blieb die praktische Nutzung Deutschlands sehr begrenzt. Die industrielle Produktion dieses Elements entstand im Zusammenhang mit der Entwicklung der Halbleiterelektronik.

ElementeigenschaftenGe

Für medizinische Zwecke war Germanium das erste, das in Japan am häufigsten verwendet wurde. Tests verschiedener Organogermaniumverbindungen in Tierversuchen und in klinischen Studien am Menschen haben gezeigt, dass sie den menschlichen Körper in unterschiedlichem Maße positiv beeinflussen. Der Durchbruch kam 1967, als Dr. K. Asai entdeckte, dass organisches Germanium ein breites Spektrum an biologischen Wirkungen hat.

Eigenschaften:

Transportiert Sauerstoff in den Geweben des Körpers - Germanium im Blut verhält sich ähnlich wie Hämoglobin. Es ist am Prozess der Sauerstoffübertragung in das Körpergewebe beteiligt, was das normale Funktionieren aller Körpersysteme gewährleistet.

stimuliert das Immunsystem - Germanium in Form organischer Verbindungen fördert die Produktion von Gamma-Interferonen, die die Vermehrung von sich schnell teilenden mikrobiellen Zellen hemmen, und aktiviert spezifische Immunzellen (T-Zellen)

Antitumor - Germanium verzögert die Entwicklung bösartiger Neubildungen und verhindert das Auftreten von Metastasen und hat auch schützende Eigenschaften gegen Strahlenbelastung.

biozid (antimykotisch, antiviral, antibakteriell) - Germaniumorganische Verbindungen regen die Produktion von Interferon an - ein Schutzprotein, das vom Körper als Reaktion auf das Einbringen von Fremdkörpern produziert wird.

Anwendung und Verwendung des Elements Germanium im Leben

In der industriellen Praxis wird Germanium hauptsächlich aus Nebenprodukten der Verarbeitung von NE-Metallerzen gewonnen. Germaniumkonzentrat (2-10% Deutschland) wird je nach Zusammensetzung des Rohstoffes auf unterschiedliche Weise gewonnen. Um sehr reines Germanium zu isolieren, das in Halbleiterbauelementen verwendet wird, wird Metall zonenweise geschmolzen. Einkristallines Germanium, das für die Halbleiterindustrie benötigt wird, wird üblicherweise durch Zonenschmelzen gewonnen.

Es ist eines der wertvollsten Materialien in der modernen Halbleitertechnologie. Es wird zur Herstellung von Dioden, Trioden, Kristalldetektoren und Leistungsgleichrichtern verwendet. Germanium wird auch in dosimetrischen Geräten und Geräten verwendet, die die Intensität konstanter und variabler Magnetfelder messen. Ein wichtiges Anwendungsgebiet des Elements ist die Infrarottechnik, insbesondere die Herstellung von Infrarotstrahlungsdetektoren. Viele germaniumhaltige Legierungen sind für den praktischen Einsatz vielversprechend. Beispielsweise Gläser auf Basis von GeO 2 und anderen Ge-Verbindungen. Bei Raumtemperatur ist Germanium beständig gegen Luft, Wasser, Laugen und verdünnte Salz- und Schwefelsäure, jedoch leicht löslich in Königswasser und in einer alkalischen Lösung von Wasserstoffperoxid. Und Salpetersäure oxidiert langsam.

Germaniumlegierungen, die eine hohe Härte und Festigkeit aufweisen, werden in der Schmuck- und Zahnersatztechnik für Präzisionsguss verwendet. Germanium kommt in der Natur nur im gebundenen Zustand und niemals im freien Zustand vor. Die häufigsten germaniumhaltigen Mineralien sind Argyrodit und Germanit. Große Vorräte an Germaniummineralien sind selten, aber das Element selbst ist weit verbreitet in anderen Mineralien, insbesondere in Sulfiden (am häufigsten in Zinksulfiden und Silikaten). Geringe Mengen finden sich auch in verschiedenen Steinkohlearten.

Die Weltproduktion Deutschland beträgt 65 kg pro Jahr.

Gefahr für die Gesundheit

Gesundheitsprobleme am Arbeitsplatz können durch Staubverteilung während des Ladens von Germaniumkonzentrat, Mahlen und Laden von Dioxid zum Isolieren von Germaniummetall und Laden von pulverförmigem Germanium zum Umschmelzen zu Barren verursacht werden. Weitere Quellen gesundheitlicher Schäden sind die Wärmestrahlung von Rohröfen und beim Schmelzen von pulverförmigem Germanium zu Stangen sowie die Bildung von Kohlenmonoxid.

Resorbiertes Germanium wird schnell aus dem Körper ausgeschieden, hauptsächlich über den Urin. Über die Toxizität von anorganischen Germaniumverbindungen für den Menschen liegen nur wenige Informationen vor. Germaniumtetrachlorid ist ein Hautreizstoff. In klinischen Studien und anderen Langzeitfällen der oralen Verabreichung von kumulativen Dosen von bis zu 16 g Spirogermanium, einem organischen Germanium-Antitumormittel, oder anderen Germaniumverbindungen wurde eine neurotoxische und nephrotoxische Aktivität festgestellt. Solche Dosen werden üblicherweise keinen Produktionsbedingungen ausgesetzt. Tierexperimentelle Untersuchungen zur Wirkung von Germanium und seinen Verbindungen auf den Körper haben gezeigt, dass der Staub von metallischem Germanium und Germaniumdioxid beim Einatmen in hohen Konzentrationen zu einer allgemeinen Verschlechterung des Gesundheitszustandes (Einschränkung der Gewichtszunahme) führt. An den Lungen von Tieren wurden proliferativen Reaktionen ähnliche morphologische Veränderungen wie Verdickungen der Alveolarabschnitte und Hyperplasien der Lymphgefäße um die Bronchien und Blutgefäße gefunden. Germaniumdioxid ist nicht hautreizend, bildet aber bei Kontakt mit der feuchten Augenschleimhaut Germaniumsäure, die als Augenreizstoff wirkt. Langfristige intraperitoneale Injektionen in Dosen von 10 mg/kg führen zu Veränderungen im peripheren Blut .

Die schädlichsten Germaniumverbindungen sind Germaniumhydrid und Germaniumchlorid. Hydrid kann akute Vergiftungen hervorrufen. Morphologische Untersuchungen von Organen von in der Akutphase verstorbenen Tieren ergaben Störungen des Kreislaufsystems und degenerative zelluläre Veränderungen parenchymaler Organe. Somit ist Hydrid ein Mehrzweckgift, das das Nervensystem und das periphere Kreislaufsystem beeinflusst.

Germaniumtetrachlorid ist ein starkes Reizmittel für Atemwege, Haut und Augen. Schwellenkonzentration - 13 mg / m 3. Bei dieser Konzentration unterdrückt es die Lungenreaktion auf zellulärer Ebene bei Versuchstieren. In hohen Konzentrationen führt es zu Reizungen der oberen Atemwege und Bindehautentzündungen sowie zu Veränderungen der Atemfrequenz und des Atemrhythmus. Tiere, die eine akute Vergiftung überlebten, entwickelten einige Tage später eine katarrhalische desquamative Bronchitis und eine interstitielle Pneumonie. Germaniumchlorid hat auch eine allgemeine toxische Wirkung. Morphologische Veränderungen wurden in der Leber, den Nieren und anderen Organen von Tieren beobachtet.

Quellen aller bereitgestellten Informationen

Germanium- ein Element des Periodensystems, das für eine Person äußerst wertvoll ist. Seine einzigartigen Eigenschaften als Halbleiter ermöglichten die Herstellung von Dioden, die in verschiedenen Messgeräten und Funkempfängern weit verbreitet sind. Es wird für die Herstellung von Linsen und Glasfasern benötigt.

Der technische Fortschritt ist jedoch nur ein Teil der Vorteile dieses Elements. Organische Germaniumverbindungen haben seltene therapeutische Eigenschaften, die einen breiten biologischen Einfluss auf die menschliche Gesundheit und das Wohlbefinden haben, und diese Eigenschaft ist teurer als alle Edelmetalle.

Die Geschichte der Entdeckung des Germaniums

Dmitry Ivanovich Mendeleev, der sein Periodensystem der Elemente analysierte, schlug 1871 vor, dass ihm ein weiteres Element der Gruppe IV fehlt. Er beschrieb seine Eigenschaften, betonte seine Ähnlichkeit mit Silizium und nannte es Ekasilizium.

Wenige Jahre später, im Februar 1886, entdeckte ein Professor der Bergakademie Freiberg Argyrodit, eine neue Silberverbindung. Die vollständige Analyse wurde von Clemens Winkler, Professor für Technische Chemie und Top-Analyst der Akademie, in Auftrag gegeben. Nachdem er ein neues Mineral untersucht hatte, isolierte er daraus 7 % seines Gewichts als separate, nicht identifizierte Substanz. Eine sorgfältige Untersuchung seiner Eigenschaften zeigte, dass es sich um Ecasilicium handelte, wie von Mendeleev vorhergesagt. Es ist wichtig, dass Winklers Methode zur Trennung von Ekasilicium immer noch in seiner industriellen Produktion verwendet wird.

Geschichte des Namens Deutschland

Ekasilicium nimmt in Mendelejews Periodensystem Position 32 ein. Clemens Winkler wollte ihm zunächst den Namen Neptun geben, zu Ehren des ebenfalls zuerst vorhergesagten und später entdeckten Planeten. Es stellte sich jedoch heraus, dass eine fälschlicherweise entdeckte Komponente bereits so hieß und unnötige Verwirrung und Streitigkeiten entstehen konnten.

Daraufhin wählte Winkler den Namen Germanium für ihn, nach seinem Land, um alle Unterschiede auszuräumen. Dmitry Ivanovich unterstützte diese Entscheidung und sicherte sich einen solchen Namen für seine "Idee".

Wie sieht Germanium aus?

Dieses teure und seltene Element ist zerbrechlich wie Glas. Ein Standard-Germaniumbarren sieht aus wie ein Zylinder mit einem Durchmesser von 10 bis 35 mm. Die Farbe von Germanium hängt von seiner Oberflächenbehandlung ab und kann schwarz, stahlähnlich oder silbern sein. Sein Aussehen wird leicht mit Silizium verwechselt, seinem nächsten Verwandten und Konkurrenten.

Um kleine Germaniumdetails in Geräten zu sehen, sind spezielle Vergrößerungswerkzeuge erforderlich.

Die Verwendung von organischem Germanium in der Medizin

Die organische Germaniumverbindung wurde 1967 von dem japanischen Arzt K. Asai synthetisiert. Er bewies, dass er Antitumor-Eigenschaften hatte. Kontinuierliche Forschung hat bewiesen, dass verschiedene Germaniumverbindungen so wichtige Eigenschaften für den Menschen haben, wie Schmerzlinderung, Senkung des Blutdrucks, Verringerung des Anämierisikos, Stärkung der Immunität und Zerstörung schädlicher Bakterien.

Wirkungsrichtungen von Germanium im Körper:

• Fördert die Sättigung des Gewebes mit Sauerstoff und
• Beschleunigt die Wundheilung
• Hilft, Zellen und Gewebe von Toxinen und Giften zu reinigen,
• Verbessert den Zustand des zentralen Nervensystems und seine Funktion,
• Beschleunigt die Erholung nach schwerer körperlicher Aktivität,
• steigert die Gesamtleistung einer Person,
• Stärkt die Schutzreaktionen des gesamten Immunsystems.

Die Rolle von organischem Germanium im Immunsystem und beim Sauerstofftransport

Die Fähigkeit von Germanium, Sauerstoff auf der Ebene des Körpergewebes zu transportieren, ist besonders wertvoll, um Hypoxie (Sauerstoffmangel) zu verhindern. Es verringert auch die Wahrscheinlichkeit, eine Bluthypoxie zu entwickeln, die auftritt, wenn die Hämoglobinmenge in den roten Blutkörperchen abnimmt. Die Zufuhr von Sauerstoff zu jeder Zelle verringert das Risiko eines Sauerstoffmangels und rettet die am empfindlichsten auf Sauerstoffmangel reagierenden Zellen vor dem Tod: Gehirn-, Nieren- und Lebergewebe, Herzmuskeln.

Germanium

DEUTSCHLAND-ICH; m. Chemisches Element (Ge), ein grauweißer Feststoff mit metallischem Glanz (ist das Haupthalbleitermaterial). Germaniumplatte.

◁ Germanium, th, th. G-ter Rohstoff. G. Barren.

Germanium

(lat. Germanium), ein chemisches Element der IV. Gruppe des Periodensystems. Der Name aus dem lateinischen Germania - Deutschland, zu Ehren der Heimat von K. A. Winkler. Silbergraue Kristalle; Dichte 5,33 g / cm 3, t pl 938,3ºC. Verstreut in der Natur (eigene Mineralien sind selten); aus Erzen von Nichteisenmetallen abgebaut. Halbleitermaterial für elektronische Geräte (Dioden, Transistoren usw.), Legierungsbestandteil, Material für Linsen in IR-Geräten, Detektoren für ionisierende Strahlung.

DEUTSCHLAND

GERMANIUM (lat. Germanium), Ge (gelesen „Hertempmanium“), ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 32, Atommasse 72,61. Natürliches Germanium besteht aus fünf Isotopen mit den Massenzahlen 70 (der Gehalt in der natürlichen Mischung beträgt 20,51 Massen-%), 72 (27,43 %), 73 (7,76 %), 74 (36,54 %) und 76 (7,76 %). Konfiguration der äußeren Elektronenschicht 4 s 2 p 2 . Oxidationsstufen +4, +2 (Wertigkeiten IV, II). Es befindet sich in der IVA-Gruppe, in der 4. Periode im Periodensystem der Elemente.
Entdeckungsgeschichte
Wurde von K. A. Winkler entdeckt (cm. WINKLER Klemens Alexander)(und benannt nach seiner Heimat Deutschland) im Jahr 1886 bei der Analyse des Minerals Argyrodit Ag 8 GeS 6, nachdem die Existenz dieses Elements und einige seiner Eigenschaften von D. I. Mendeleev vorhergesagt wurden (cm. MENDELEEV Dmitri Iwanowitsch).
In der Natur sein
Der Gehalt in der Erdkruste beträgt 1,5 10 -4 Gew.-%. Bezieht sich auf verstreute Elemente. Es kommt in der Natur nicht in freier Form vor. Als Verunreinigung in Silikaten, Sedimenteisen, polymetallischen Erzen, Nickel- und Wolframerzen, Kohlen, Torf, Ölen, Thermalwässern und Algen enthalten. Die wichtigsten Mineralien: Germanit Cu 3 (Ge, Fe, Ga) (S, As) 4, Stottit FeGe (OH) 6, Plumbogermanit (Pb, Ge, Ga) 2 SO 4 (OH) 2 2H 2 O, Argyrodit Ag 8 GeS 6 , Rhenierit Cu 3 (Fe, Ge, Zn) (S, As) 4 .
Germanium bekommen
Zur Gewinnung von Germanium werden Nebenprodukte der Verarbeitung von NE-Metallerzen, Asche aus der Kohleverbrennung und einige Nebenprodukte der Kokschemie verwendet. Ge-haltiges Ausgangsmaterial wird durch Flotation angereichert. Anschließend wird das Konzentrat in GeO 2 -Oxid umgewandelt, das mit Wasserstoff reduziert wird (cm. WASSERSTOFF):
GeO 2 + 4H 2 \u003d Ge + 2H 2 O
Halbleiterreines Germanium mit einem Verunreinigungsgehalt von 10 -3 -10 -4 % wird durch Zonenschmelzen erhalten (cm. ZONENSCHMELZEN), Kristallisation (cm. KRISTALLISIERUNG) oder Thermolyse von flüchtigem Monogerman GeH 4:
GeH 4 \u003d Ge + 2H 2,
die bei der Zersetzung von Verbindungen aktiver Metalle mit Ge-Germaniden durch Säuren entsteht:
Mg 2 Ge + 4 HCl \u003d GeH 4 - + 2 MgCl 2
Physikalische und chemische Eigenschaften
Germanium ist eine silbrige Substanz mit metallischem Glanz. Kristallgitterstabile Modifikation (Ge I), kubischer, flächenzentrierter Diamanttyp, a= 0,533 nm (drei weitere Modifikationen wurden bei hohen Drücken erhalten). Schmelzpunkt 938,25 °C, Siedepunkt 2850 °C, Dichte 5,33 kg/dm 3. Es hat Halbleitereigenschaften, die Bandlücke beträgt 0,66 eV (bei 300 K). Germanium ist für Infrarotstrahlung mit einer Wellenlänge von mehr als 2 Mikrometern durchlässig.
Die chemischen Eigenschaften von Ge ähneln denen von Silizium. (cm. SILIZIUM). Beständig gegen Sauerstoff unter normalen Bedingungen (cm. SAUERSTOFF), Wasserdampf, verdünnte Säuren. In Gegenwart starker Komplexbildner oder Oxidationsmittel reagiert Ge beim Erhitzen mit Säuren:
Ge + H 2 SO 4 conc \u003d Ge (SO 4) 2 + 2SO 2 + 4H 2 O,
Ge + 6HF \u003d H 2 + 2H 2,
Ge + 4HNO 3 konz. \u003d H 2 GeO 3 + 4NO 2 + 2H 2 O
Ge reagiert mit Königswasser (cm. KÖNIGSWASSER):
Ge + 4HNO 3 + 12HCl = GeCl 4 + 4NO + 8H 2 O.
Ge interagiert mit Alkalilösungen in Gegenwart von Oxidationsmitteln:
Ge + 2NaOH + 2H 2 O 2 \u003d Na 2.
Beim Erhitzen an Luft auf 700 °C entzündet sich Ge. Ge interagiert leicht mit Halogenen (cm. HALOGENE) und grau (cm. SCHWEFEL):
Ge + 2I 2 = GeI 4
Mit Wasserstoff (cm. WASSERSTOFF), Stickstoff- (cm. STICKSTOFF), Kohlenstoff (cm. KOHLENSTOFF) Germanium geht nicht direkt in die Reaktion ein, Verbindungen mit diesen Elementen werden indirekt erhalten. Zum Beispiel wird Ge 3 N 4 -Nitrid durch Auflösen von Germaniumdiiodid GeI 2 in flüssigem Ammoniak gebildet:
GeI 2 + NH 3 flüssig -> n -> Ge 3 N 4
Germaniumoxid (IV), GeO 2, ist eine weiße kristalline Substanz, die in zwei Modifikationen vorliegt. Eine der Modifikationen ist teilweise wasserlöslich unter Bildung komplexer Germansäuren. Zeigt amphotere Eigenschaften.
GeO 2 reagiert mit Alkalien als Säureoxid:
GeO 2 + 2NaOH \u003d Na 2 GeO 3 + H 2 O
GeO 2 interagiert mit Säuren:
GeO 2 + 4HCl \u003d GeCl 4 + 2H 2 O
Ge-Tetrahalogenide sind unpolare Verbindungen, die leicht durch Wasser hydrolysiert werden.
3GeF 4 + 2H 2 O \u003d GeO 2 + 2H 2 GeF 6
Tetrahalogenide werden durch direkte Wechselwirkung erhalten:
Ge + 2Cl 2 = GeCl 4
oder thermische Zersetzung:
BaGeF6 = GeF4 + BaF2
Germaniumhydride sind Siliziumhydriden chemisch ähnlich, aber GeH 4 Monogerman ist stabiler als SiH 4 Monosilan. Germanen bilden homologe Serien Gen n H 2n+2 , Gen n H 2n und andere, aber diese Serien sind kürzer als die der Silane.
Monogermane GeH 4 ist ein an der Luft stabiles Gas, das nicht mit Wasser reagiert. Bei längerer Lagerung zerfällt es in H 2 und Ge. Monogerman wird durch Reduktion von Germaniumdioxid GeO 2 mit Natriumborhydrid NaBH 4 erhalten:
GeO 2 + NaBH 4 \u003d GeH 4 + NaBO 2.
Durch mäßiges Erhitzen einer Mischung aus Germanium und GeO 2 -Dioxid entsteht das sehr instabile GeO 2 -Monoxid:
Ge + GeO 2 = 2GeO.
Ge(II)-Verbindungen disproportionieren leicht unter Freisetzung von Ge:
2GeCl 2 -> Ge + GeCl 4
Germaniumdisulfid GeS 2 ist eine weiße amorphe oder kristalline Substanz, die durch Fällung von H 2 S aus sauren Lösungen von GeCl 4 erhalten wird:
GeCl 4 + 2H 2 S \u003d GeS 2 Ї + 4HCl
GeS 2 löst sich in Alkalien und Ammonium- oder Alkalimetallsulfiden:
GeS 2 + 6NaOH \u003d Na 2 + 2Na 2 S,
GeS 2 + (NH 4) 2 S \u003d (NH 4) 2 GeS 3
Ge kann ein Teil organischer Verbindungen sein. Bekannt sind (CH 3 ) 4 Ge, (C 6 H 5 ) 4 Ge, (CH 3 ) 3 GeBr, (C 2 H 5 ) 3 GeOH und andere.
Anwendung
Germanium ist ein Halbleitermaterial, das in der Technik und Funkelektronik bei der Herstellung von Transistoren und Mikroschaltungen verwendet wird. Auf Glas abgeschiedene Ge-Dünnfilme werden als Widerstände in Radaranlagen verwendet. Legierungen von Ge mit Metallen werden in Sensoren und Detektoren verwendet. Germaniumdioxid wird zur Herstellung von Gläsern verwendet, die Infrarotstrahlung durchlassen.

Enzyklopädisches Wörterbuch. 2009 .

Synonyme:

Sehen Sie, was "Germanium" in anderen Wörterbüchern ist:

Ein chemisches Element, das 1886 in dem seltenen Mineral Argyrodit in Sachsen entdeckt wurde. Wörterbuch der in der russischen Sprache enthaltenen Fremdwörter. Chudinov A.N., 1910. Germanium (benannt nach der Heimat des Wissenschaftlers, der das Element entdeckte), chem. Element, ... ... Wörterbuch der Fremdwörter der russischen Sprache

- (Germanium), Ge, ein chemisches Element der Gruppe IV des Periodensystems, Ordnungszahl 32, Atommasse 72,59; nicht aus Metall; Halbleitermaterial. Germanium wurde 1886 vom deutschen Chemiker K. Winkler entdeckt ... Moderne Enzyklopädie

Germanium- Ge-Element der Gruppe IV Systeme; bei. n. 32, bei. T. 72,59; Fernseher. Sache mit Metallic. funkeln. Natürliches Ge ist eine Mischung aus fünf stabilen Isotopen mit den Massenzahlen 70, 72, 73, 74 und 76. Die Existenz und Eigenschaften von Ge wurden 1871 von D. I. vorhergesagt ... ... Handbuch für technische Übersetzer

Germanium- (Germanium), Ge, ein chemisches Element der Gruppe IV des Periodensystems, Ordnungszahl 32, Atommasse 72,59; nicht aus Metall; Halbleitermaterial. Germanium wurde 1886 vom deutschen Chemiker K. Winkler entdeckt. ... Illustriertes enzyklopädisches Wörterbuch

- (lat. Germanium) Ge, ein chemisches Element der Gruppe IV des Periodensystems, Ordnungszahl 32, Atommasse 72,59. Benannt nach dem lateinischen Germania Deutschland, zu Ehren der Heimat von K. A. Winkler. Silbergraue Kristalle; Dichte 5,33 g/cm³ Schmp. 938,3 ... Großes enzyklopädisches Wörterbuch

- (Symbol Ge), ein weiß-graues metallisches Element der IV. Gruppe des Periodensystems von MENDELEEV, in dem die Eigenschaften noch unentdeckter Elemente vorhergesagt wurden, insbesondere Germanium (1871). Das Element wurde 1886 entdeckt. Ein Nebenprodukt der Zinkverhüttung ... ... Wissenschaftliches und technisches Lexikon

Ge (von lat. Germania Deutschland * a. Germanium; n. Germanium; f. Germanium; and. Germanio), chem. Element IV Gruppe periodisch. Systeme von Mendeleev, at.s. 32, bei. M. 72,59. Natürliches G. besteht aus 4 stabilen Isotopen 70Ge (20,55%), 72Ge ... ... Geologische Enzyklopädie

- (Ge), synthetisch Einkristall, PP, Punktsymmetriegruppe m3m, Dichte 5,327 g/cm3, Tschmelz=936 °C, fest. auf der Mohs-Skala 6, bei. M. 72,60. Transparent im IR-Bereich l von 1,5 bis 20 Mikron; optisch anisotrop, für l=1,80 µm eff. Refraktion n=4.143.… … Physikalische Enzyklopädie

Vorhanden, Anzahl Synonyme: 3 Halbleiter (7) Ecasilicium (1) Element (159) ... Synonymwörterbuch

DEUTSCHLAND- chem. Element, Symbol Ge (lat. Germanium), at. n. 32, bei. T. 72,59; spröde silbergraue kristalline Substanz, Dichte 5327 kg/m3, vil = 937,5°C. Verstreut in der Natur; es wird hauptsächlich bei der Verarbeitung von Zinkblende abgebaut und ... ... Große polytechnische Enzyklopädie

Germanium(lat. Germanium), Ge, ein chemisches Element der Gruppe IV des Periodensystems von Mendelejew; Seriennummer 32, Atommasse 72,59; grauweißer Feststoff mit metallischem Glanz. Natürliches Germanium ist eine Mischung aus fünf stabilen Isotopen mit den Massenzahlen 70, 72, 73, 74 und 76. Die Existenz und Eigenschaften Deutschlands wurden 1871 von D. I. Mendeleev vorhergesagt und dieses noch unbekannte Element aufgrund der Ähnlichkeit seiner Eigenschaften mit Ekasilicium bezeichnet Silizium. 1886 entdeckte der deutsche Chemiker K. Winkler ein neues Element im Mineral Argyrodit, das er zu Ehren seines Landes Deutschland nannte; Germanium stellte sich als ziemlich identisch mit Ecasilience heraus. Bis zur zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts blieb die praktische Anwendung Deutschlands sehr begrenzt. Die industrielle Produktion in Deutschland entstand im Zusammenhang mit der Entwicklung der Halbleiterelektronik.

Der Gesamtgehalt an Germanium in der Erdkruste beträgt 7·10 -4 Masse-%, also mehr als beispielsweise Antimon, Silber, Wismut. Deutschlands eigene Mineralien sind jedoch äußerst selten. Fast alle sind Sulfosalze: Germanit Cu 2 (Cu, Fe, Ge, Zn) 2 (S, As) 4, Argyrodit Ag 8 GeS 6, Confieldit Ag 8 (Sn, Ge)S 6 und andere. Der Großteil Deutschlands ist in der Erdkruste in einer Vielzahl von Gesteinen und Mineralien verstreut: in Sulfiderzen von Nichteisenmetallen, in Eisenerzen, in einigen Oxidmineralien (Chromit, Magnetit, Rutil und andere), in Graniten, Diabas und Basalte. Darüber hinaus ist Germanium in fast allen Silikaten, in einigen Kohle- und Ölvorkommen vorhanden.

Physikalische Eigenschaften Deutschland. Germanium kristallisiert in einer diamantartigen kubischen Struktur, Einheitszellenparameter a = 5,6575 Å. Die Dichte von festem Germanium beträgt 5,327 g/cm 3 (25°C); flüssig 5,557 (1000°C); tpl 937,5°C; Sdp. etwa 2700°C; Wärmeleitfähigkeitskoeffizient ~60 W/(m·K) oder 0,14 cal/(cm·sec·deg) bei 25°C. Sogar sehr reines Germanium ist bei normalen Temperaturen spröde, aber über 550 °C neigt es zu plastischer Verformung. Härte Deutschland nach mineralogischer Skala 6-6,5; Kompressibilitätskoeffizient (im Druckbereich 0–120 Gn/m 2 oder 0–12000 kgf/mm 2 ) 1,4 × 10 –7 m 2 /mn (1,4 × 10 –6 cm 2 /kgf); Oberflächenspannung 0,6 N/m (600 dyn/cm). Germanium ist ein typischer Halbleiter mit einer Bandlücke von 1,104 10 -19 J oder 0,69 eV (25°C); spezifischer elektrischer Widerstand hochrein Deutschland 0,60 Ohm-m (60 Ohm-cm) bei 25°C; die Beweglichkeit von Elektronen beträgt 3900 und die Beweglichkeit von Löchern beträgt 1900 cm 2 /vsec (25°C) (bei einem Gehalt an Verunreinigungen von weniger als 10 –8 %). Transparent für Infrarotstrahlen mit einer Wellenlänge von mehr als 2 Mikron.

Chemische Eigenschaften Deutschland. In chemischen Verbindungen weist Germanium üblicherweise die Wertigkeiten 2 und 4 auf, wobei Verbindungen des 4-wertigen Germaniums stabiler sind. Bei Raumtemperatur ist Germanium beständig gegen Luft, Wasser, Laugen und verdünnte Salz- und Schwefelsäure, jedoch leicht löslich in Königswasser und in einer alkalischen Lösung von Wasserstoffperoxid. Salpetersäure oxidiert langsam. Beim Erhitzen an Luft auf 500–700°C wird Germanium zu GeO- und GeO 2 -Oxiden oxidiert. Deutschland Oxid (IV) - weißes Pulver mit t pl 1116°C; Löslichkeit in Wasser 4,3 g/l (20°C). Entsprechend seinen chemischen Eigenschaften ist es amphoter, alkalilöslich und in Mineralsäuren schwer löslich. Es wird durch Calcinieren des hydratisierten Niederschlags (GeO 3 nH 2 O) erhalten, der während der Hydrolyse von GeCl 4 -Tetrachlorid freigesetzt wird. Durch Fusion von GeO 2 mit anderen Oxiden können Derivate von Germaninsäure erhalten werden - Metallgermanate (Li 2 GeO 3 , Na 2 GeO 3 und andere) - Feststoffe mit hohen Schmelzpunkten.

Wenn Germanium mit Halogenen reagiert, werden die entsprechenden Tetrahalogenide gebildet. Am leichtesten verläuft die Reaktion mit Fluor und Chlor (bereits bei Raumtemperatur), dann mit Brom (schwache Erwärmung) und Jod (bei 700-800°C in Gegenwart von CO). Eine der wichtigsten Verbindungen Deutschlands GeCl 4 -Tetrachlorid ist eine farblose Flüssigkeit; tpl –49,5°C; Sdp. 83,1°C; Dichte 1,84 g/cm³ (20ºC). Wasser hydrolysiert stark unter Freisetzung eines Niederschlags von hydratisiertem Oxid (IV). Es wird durch Chlorierung von metallischem Deutschland oder durch die Wechselwirkung von GeO 2 mit konzentrierter HCl gewonnen. Ebenfalls bekannt sind Deutschland-Dihalogenide der allgemeinen Formel GeX 2 , GeCl-Monochlorid, Ge 2 Cl 6 -Hexachlordigerman und Deutschland-Oxychloride (beispielsweise CeOCl 2 ).

Schwefel reagiert heftig mit Deutschland bei 900–1000°C, um GeS 2 -Disulfid zu bilden, einen weißen Feststoff, Schmelzpunkt 825°C. GeS-Monosulfid und ähnliche Verbindungen aus Deutschland mit Selen und Tellur, die Halbleiter sind, werden ebenfalls beschrieben. Wasserstoff reagiert leicht mit Germanium bei 1000–1100°C, um Germine (GeH) X zu bilden, eine instabile und leicht flüchtige Verbindung. Durch Umsetzung von Germaniden mit verdünnter Salzsäure können Germanohydrogene der Reihe Ge n H 2n+2 bis Ge 9 H 20 erhalten werden. Auch die Germylen-Zusammensetzung GeH 2 ist bekannt. Germanium reagiert nicht direkt mit Stickstoff, jedoch gibt es Ge 3 N 4 -Nitrid, das durch Einwirkung von Ammoniak auf Germanium bei 700–800°C erhalten wird. Germanium interagiert nicht mit Kohlenstoff. Germanium geht mit vielen Metallen Verbindungen ein - Germanide.

Es sind zahlreiche Komplexverbindungen aus Deutschland bekannt, die sowohl in der analytischen Chemie des Germaniums als auch in den Verfahren zu seiner Herstellung zunehmend an Bedeutung gewinnen. Germanium bildet komplexe Verbindungen mit organischen hydroxylhaltigen Molekülen (mehrwertige Alkohole, mehrbasige Säuren und andere). Heteropolysäuren Deutschland wurden erhalten. Neben anderen Elementen der Gruppe IV ist Deutschland durch die Bildung metallorganischer Verbindungen gekennzeichnet, ein Beispiel dafür ist Tetraethylgerman (C 2 H 5) 4 Ge 3.

Deutschland bekommen. In der industriellen Praxis wird Germanium hauptsächlich aus Nebenprodukten der Verarbeitung von NE-Metallerzen (Zinkblende, Zink-Kupfer-Blei-Polymetallkonzentrate) mit 0,001-0,1 % Deutschland gewonnen. Als Rohstoffe werden auch Aschen aus der Kohleverbrennung, Stäube aus Gasgeneratoren und Abfälle aus Kokereien eingesetzt. Aus den aufgeführten Quellen wird zunächst Germaniumkonzentrat (2-10% Deutschland) je nach Zusammensetzung des Rohstoffes auf unterschiedliche Weise gewonnen. Die Gewinnung von Deutschland aus dem Konzentrat umfasst üblicherweise die folgenden Stufen: 1) Chlorierung des Konzentrats mit Salzsäure, deren Mischung mit Chlor in wässrigem Medium oder anderen Chlorierungsmitteln, um technisches GeCl 4 zu erhalten. Zur Reinigung von GeCl 4 werden Rektifikation und Extraktion von Verunreinigungen mit konzentrierter HCl verwendet. 2) Hydrolyse von GeCl 4 und Calcinierung von Hydrolyseprodukten, um GeO 2 zu erhalten. 3) Reduktion von GeO 2 mit Wasserstoff oder Ammoniak zu Metall. Um sehr reines Germanium zu isolieren, das in Halbleiterbauelementen verwendet wird, wird Metall zonenweise geschmolzen. Einkristallines Germanium, das für die Halbleiterindustrie benötigt wird, wird üblicherweise durch Zonenschmelzen oder durch das Czochralski-Verfahren gewonnen.

Bewerbung Deutschland. Germanium ist eines der wertvollsten Materialien in der modernen Halbleitertechnologie. Es wird zur Herstellung von Dioden, Trioden, Kristalldetektoren und Leistungsgleichrichtern verwendet. Einkristallines Germanium wird auch in dosimetrischen Instrumenten und Instrumenten verwendet, die die Intensität konstanter und alternierender Magnetfelder messen. Ein wichtiges Anwendungsgebiet in Deutschland ist die Infrarottechnik, insbesondere die Herstellung von Infrarotdetektoren, die im 8-14-Mikron-Bereich arbeiten. Viele germaniumhaltige Legierungen, Gläser auf Basis von GeO2 und andere Germaniumverbindungen sind vielversprechend für den praktischen Einsatz.