germaaniumia- jaksollisen järjestelmän elementti, erittäin arvokas henkilölle. Sen ainutlaatuiset ominaisuudet puolijohteena mahdollistivat eri mittauslaitteissa ja radiovastaanottimissa laajalti käytettyjen diodien luomisen. Sitä tarvitaan linssien ja optisen kuidun valmistukseen.

Tekninen kehitys on kuitenkin vain osa tämän elementin eduista. Orgaanisilla germaniumyhdisteillä on harvinaisia ​​terapeuttisia ominaisuuksia, joilla on laaja biologinen vaikutus ihmisten terveyteen ja hyvinvointiin, ja tämä ominaisuus on kalliimpaa kuin mitkään jalometallit.

Germaniumin löytämisen historia

Dmitri Ivanovitš Mendelejev analysoi jaksollista elementtitaulukkoaan vuonna 1871, että siitä puuttuu vielä yksi ryhmään IV kuuluva elementti. Hän kuvaili sen ominaisuuksia, korosti sen samankaltaisuutta piin kanssa ja antoi sille nimen ekasilicon.

Muutamaa vuotta myöhemmin, helmikuussa 1886, Freibergin kaivosakatemian professori löysi argyrodiitin, uuden hopeayhdisteen. Sen koko analyysin tilasi teknisen kemian professori ja Akatemian huippuanalyytikko Clemens Winkler. Tutkittuaan uutta mineraalia hän eristi siitä 7 % sen painosta erillisenä tunnistamattomana aineena. Sen ominaisuuksien huolellinen tutkimus osoitti, että ne olivat Mendelejevin ennustamia ecasiliconia. On tärkeää, että sen teollisessa tuotannossa käytetään edelleen Winklerin menetelmää ekasilikonin erottamiseksi.

Saksa-nimen historia

Ekasilicon on Mendelejevin jaksollisessa taulukossa sijalla 32. Aluksi Clemens Winkler halusi antaa hänelle nimen Neptunus planeetan kunniaksi, joka myös ensin ennustettiin ja löydettiin myöhemmin. Kävi kuitenkin ilmi, että yhtä väärin löydettyä komponenttia kutsuttiin jo sellaiseksi, ja siitä voi syntyä tarpeetonta hämmennystä ja kiistoja.

Tämän seurauksena Winkler valitsi hänelle maansa mukaan nimen Germanium poistaakseen kaikki erot. Dmitri Ivanovitš tuki tätä päätöstä ja varmisti tällaisen nimen "aivolapselleen".

Miltä germanium näyttää?

Tämä kallis ja harvinainen elementti on hauras kuin lasi. Tavallinen germaniumharkko näyttää sylinteriltä, ​​jonka halkaisija on 10-35 mm. Germaniumin väri riippuu sen pintakäsittelystä ja voi olla mustaa, terästä muistuttavaa tai hopeaa. Sen ulkonäkö on helppo sekoittaa piin, sen lähimmän sukulaisen ja kilpailijan kanssa.

Pienten germaniumyksityiskohtien näkemiseen laitteissa tarvitaan erityisiä suurennustyökaluja.

Orgaanisen germaniumin käyttö lääketieteessä

Orgaanisen germaniumyhdisteen syntetisoi japanilainen lääkäri K. Asai vuonna 1967. Hän osoitti, että hänellä oli kasvainten vastaisia ​​ominaisuuksia. Jatkuva tutkimus on osoittanut, että erilaisilla germaniumyhdisteillä on ihmiselle sellaisia ​​tärkeitä ominaisuuksia kuin kipua lievittävä, verenpainetta alentava, anemiariskiä vähentävä, vastustuskykyä vahvistava ja haitallisten bakteerien tuhoaminen.

Germaniumin vaikutuksen ohjeet kehossa:

• Edistää kudosten kyllästymistä hapella ja
• Nopeuttaa haavan paranemista
• Auttaa puhdistamaan soluja ja kudoksia myrkyistä ja myrkkyistä,
• Parantaa keskushermoston tilaa ja sen toimintaa,
• Nopeuttaa palautumista raskaan fyysisen rasituksen jälkeen,
• Lisää henkilön yleistä suorituskykyä,
• Vahvistaa koko immuunijärjestelmän suojareaktioita.

Orgaanisen germaniumin rooli immuunijärjestelmässä ja hapen kuljettamisessa

Germaniumin kyky kuljettaa happea kehon kudosten tasolla on erityisen arvokasta hypoksian (hapenpuutteen) ehkäisyssä. Se vähentää myös veren hypoksian kehittymisen todennäköisyyttä, joka tapahtuu, kun hemoglobiinin määrä punasoluissa vähenee. Hapen toimittaminen mihin tahansa soluun vähentää hapen nälänhädän riskiä ja pelastaa kuolemalta hapenpuutteelle herkimmät solut: aivot, munuais- ja maksakudokset, sydänlihakset.

germanium |32 | Ge| - Hinta

Germanium (Ge) - harvinainen metalli, atomiluku - 32, atomimassa - 72,6, tiheys:
kiinteä aine 25 °C:ssa - 5,323 g/cm3;
neste 100 °C:ssa - 5,557 g/cm3;
Sulamispiste - 958,5 °C, lineaarilaajenemiskerroin α,106, lämpötilassa, KO:
273-573— 6.1
573-923— 6.6
Kovuus mineralogisessa asteikossa-6-6,5.
Yksikiteisen erittäin puhtaan germaniumin sähköinen resistiivisyys (298 OK), ohm.m-0,55-0,6 ..
Germanium löydettiin vuonna 1885, ja se saatiin alun perin sulfidina. D.I. Mendelejev ennusti tämän metallin vuonna 1871 ja antoi tarkan osoituksen sen ominaisuuksista, ja hän kutsui sitä ekosilikiumiksi. Tieteelliset tutkijat ovat nimenneet germaniumin sen maan mukaan, jossa se löydettiin.
Germanium on hopeanvalkoinen metalli, ulkonäöltään samanlainen kuin tina, hauras normaaleissa olosuhteissa. Kestää plastisen muodonmuutoksen yli 550°C lämpötiloissa. Germaniumilla on puolijohdeominaisuuksia. Germaniumin sähkövastus riippuu puhtaudesta – epäpuhtaudet vähentävät sitä jyrkästi. Germanium on optisesti läpinäkyvä spektrin infrapuna-alueella, sillä on korkea taitekerroin, minkä ansiosta sitä voidaan käyttää erilaisten optisten järjestelmien valmistukseen.
Germanium on stabiili ilmassa jopa 700°C:n lämpötiloissa, korkeammissa lämpötiloissa se hapettuu ja sulamispisteen yläpuolella palaa muodostaen germaniumdioksidia. Vety ei ole vuorovaikutuksessa germaniumin kanssa, ja sulamispisteessä germaniumsulate imee happea. Germanium ei reagoi typen kanssa. Muodostuu kloorin kanssa huoneenlämmössä, germaniumkloridia.
Germanium ei ole vuorovaikutuksessa hiilen kanssa, on stabiili vedessä, on hitaasti vuorovaikutuksessa happojen kanssa ja liukenee helposti veteen. Alkaliliuoksilla on vain vähän vaikutusta germaniumiin. Germaaniseokset kaikkien metallien kanssa.
Huolimatta siitä, että germanium on luonteeltaan suurempaa kuin lyijy, sen tuotanto on rajoitettua sen voimakkaan leviämisen vuoksi maankuoreen, ja germaniumin hinta on melko korkea. Germanium muodostaa argyrodiittia ja germaniittia, mutta niitä käytetään vähän sen saamiseksi. Germaniumia uutetaan matkan varrella, kun käsitellään polymetallisia sulfidimalmeja, joitain jopa 0,001 % germaniumia sisältäviä rautamalmeja tervavedestä kivihiilen koksauksen aikana.

VASTAANOTTO.

Germaniumin saaminen erilaisista raaka-aineista tapahtuu monimutkaisin menetelmin, joissa lopputuotteena on germaniumtetrakloridi tai germaniumdioksidi, josta saadaan metallista germaniumia. Se puhdistetaan ja lisäksi kasvatetaan germaniumyksityiskiteitä, joilla on halutut sähköfysikaaliset ominaisuudet, vyöhykesulatusmenetelmällä. Teollisuudessa saadaan yksikiteistä ja monikiteistä germaniumia.
Mineraalien käsittelyllä saadut puolituotteet sisältävät pienen määrän germaniumia ja niiden rikastamiseen käytetään erilaisia ​​pyro- ja hydrometallurgisia prosessointimenetelmiä. Pyrometallurgiset menetelmät perustuvat germaniumia sisältävien haihtuvien yhdisteiden sublimaatioon, hydrometallurgiset menetelmät germaniumyhdisteiden selektiiviseen liuottamiseen.
Germaniumrikasteiden saamiseksi pyrometallurgisen rikastustuotteet (sublimit, tuhka) käsitellään hapoilla ja germanium siirretään liuokseen, josta saadaan konsentraattia eri menetelmillä (saostus, yhteissaostus ja sorptio, sähkökemialliset menetelmät). Konsentraatti sisältää 2-20 % germaniumia, josta eristetään puhdasta germaniumdioksidia. Germaniumdioksidi pelkistetään vedyllä, mutta tuloksena oleva metalli ei ole riittävän puhdasta puolijohdelaitteisiin ja siksi se puhdistetaan kristallografisilla menetelmillä (suunnattu kiteytys-vyöhykepuhdistus-yksikiteen saaminen). Suuntakiteytys yhdistetään germaniumdioksidin pelkistämiseen vedyllä. Sula metalli työnnetään vähitellen ulos kuumalta alueelta jääkaappiin. Metalli kiteytyy vähitellen harkon pituudella. Epäpuhtaudet kerätään harkon viimeiseen osaan ja poistetaan. Jäljelle jäänyt harkko leikataan paloiksi, jotka ladataan vyöhykkeen puhdistukseen.
Vyöhykepuhdistuksen tuloksena saadaan harkko, jossa metallin puhtaus on eri pituudelta. Myös harkko leikataan ja sen yksittäiset osat poistetaan prosessista. Siten, kun yksikiteinen germanium saadaan vyöhykepuhdistuksesta, suora saanto on enintään 25 %.
Puolijohdelaitteiden saamiseksi yksittäinen germaniumkide leikataan levyiksi, joista leikataan miniatyyriosat, jotka sitten hiotaan ja kiillotetaan. Nämä osat ovat lopputuote puolijohdelaitteiden luomiseen.

SOVELLUS.

• Puolijohdeominaisuuksiensa vuoksi germaniumia käytetään laajalti radioelektroniikassa kiteisten tasasuuntaajien (diodien) ja kiteisten vahvistimien (triodien) valmistukseen, tietotekniikkaan, kaukosäätimeen, tutkaan jne.

• Germaniumtriodeja käytetään sähköisten värähtelyjen vahvistamiseen, synnyttämiseen ja muuntamiseen.

• Radiotekniikassa käytetään germaniumkalvoresistanssia.

• Germaniumia käytetään valodiodeissa ja valovastuksissa termistorien valmistukseen.

• Ydinteknologiassa käytetään germanium-gamma-ilmaisimia ja infrapunatekniikan laitteissa kullalla seostettuja germaniumlinssejä.

• Germaniumia lisätään erittäin herkkien lämpöparien seoksiin.

• Germaniumia käytetään katalyyttinä tekokuitujen valmistuksessa.

• Lääketieteessä tutkitaan joitain orgaanisia germaniumyhdisteitä, mikä viittaa siihen, että ne voivat olla biologisesti aktiivisia ja auttaa hidastamaan pahanlaatuisten kasvainten kehittymistä, alentamaan verenpainetta ja lievittämään kipua.

germaaniumia

GERMANIUM- minä; m. Kemiallinen alkuaine (Ge), harmahtavanvalkoinen kiinteä aine, jolla on metallinen kiilto (on pääpuolijohdemateriaali). germaniumlevy.

◁ germanium, th, th. G. raaka-aine. G. harkko.

germanium

(lat. germanium), jaksollisen järjestelmän ryhmän IV kemiallinen alkuaine. Nimi latinalaisesta Germaniasta - Saksa, K. A. Winklerin kotimaan kunniaksi. Harmaa hopean kiteet; tiheys 5,33 g / cm3, t pl 938,3 ºC. Hajallaan luonnossa (omat mineraalit ovat harvinaisia); louhitaan ei-rautametallien malmeista. Puolijohdemateriaali elektronisiin laitteisiin (diodit, transistorit jne.), metalliseoskomponentti, materiaali IR-laitteiden linsseihin, ionisoivan säteilyn ilmaisimet.

GERMANIUM

GERMANIUM (lat. Germanium), Ge (lue "hertempmanium"), kemiallinen alkuaine, jonka atominumero on 32, atomimassa 72,61. Luonnongermanium koostuu viidestä isotoopista, joiden massaluvut ovat 70 (pitoisuus luonnollisessa seoksessa on 20,51 massa%), 72 (27,43 %), 73 (7,76 %), 74 (36,54 %) ja 76 (7,76 %). Ulkoisen elektronikerroksen konfiguraatio 4 s 2 s 2 . Hapetustilat +4, +2 (valenssit IV, II). Se sijaitsee IVA-ryhmässä, 4. jaksossa elementtien jaksollisessa taulukossa.
Löytöhistoria
Löysi K. A. Winkler (cm. WINKLER Klemens Alexander)(ja nimetty kotimaansa - Saksan - mukaan) vuonna 1886 analysoidessaan mineraalia argyrodiittia Ag 8 GeS 6 sen jälkeen, kun D. I. Mendeleev ennusti tämän alkuaineen olemassaolon ja jotkin sen ominaisuudet (cm. MENDELEEV Dmitri Ivanovitš).
Luonnossa oleminen
Maankuoren pitoisuus on 1,5 10 -4 painoprosenttia. Viittaa hajallaan oleviin elementteihin. Sitä ei esiinny luonnossa vapaassa muodossa. Sisältää epäpuhtauden silikaateissa, sedimenttiraudassa, polymetallissa, nikkeli- ja volframimalmeissa, hiilessä, turpeessa, öljyissä, lämpövesissä ja levissä. Tärkeimmät mineraalit: germaniitti Cu 3 (Ge, Fe, Ga) (S, As) 4, stottiitti FeGe (OH) 6, plumbogermaniitti (Pb, Ge, Ga) 2 SO 4 (OH) 2 2H 2 O, argyrodiitti Ag 8 GeS6, renieriitti Cu 3 (Fe, Ge, Zn) (S, As) 4.
Hanki germaniumia
Germaniumin saamiseksi käytetään ei-rautametallimalmien jalostuksen sivutuotteita, hiilen polton tuhkaa ja joitain koksikemian sivutuotteita. Ge:tä sisältävää raaka-ainetta rikastetaan vaahdotuksella. Sitten konsentraatti muunnetaan GeO 2 -oksidiksi, joka pelkistetään vedyllä (cm. VETY):
GeO 2 + 4H 2 \u003d Ge + 2H 2 O
Puolijohdepuhtaus germanium, jonka epäpuhtauspitoisuus on 10 -3 -10 -4 %, saadaan vyöhykesulattamalla (cm. VYÖHYKKEEN SULAAMINEN), kiteytys (cm. KITEYTTÄMINEN) tai haihtuvan monogermaanin GeH 4 termolyysi:
GeH 4 \u003d Ge + 2H 2,
joka muodostuu aktiivisten metallien yhdisteiden hajoamisen aikana germanideilla hapoilla:
Mg 2 Ge + 4HCl \u003d GeH 4 - + 2MgCl 2
Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet
Germanium on hopeanhohtoinen aine, jolla on metallinen kiilto. Kristallihilan vakaa modifikaatio (Ge I), kuutiomainen, kasvokeskeinen timanttityyppi, a= 0,533 nm (kolme muuta modifikaatiota saatiin korkeissa paineissa). Sulamispiste 938,25 °C, kiehumispiste 2850 °C, tiheys 5,33 kg / dm3. Siinä on puolijohdeominaisuudet, kaistaväli on 0,66 eV (300 K:ssa). Germanium läpäisee infrapunasäteilyä, jonka aallonpituus on yli 2 mikronia.
Ge:n kemialliset ominaisuudet ovat samanlaiset kuin piillä. (cm. PII). Kestää happea normaaleissa olosuhteissa (cm. HAPPI), vesihöyry, laimeat hapot. Voimakkaiden kompleksinmuodostajien tai hapettimien läsnä ollessa kuumennettaessa Ge reagoi happojen kanssa:
Ge + H 2 SO 4 kons. \u003d Ge (SO 4) 2 + 2SO 2 + 4H 2 O,
Ge + 6HF \u003d H 2 + 2H 2,
Ge + 4HNO 3 väk. \u003d H 2 GeO 3 + 4NO 2 + 2H 2 O
Ge reagoi aqua regian kanssa (cm. AQUA REGIA):
Ge + 4HNO 3 + 12HCl = GeCl 4 + 4NO + 8H 2O.
Ge on vuorovaikutuksessa alkaliliuosten kanssa hapettavien aineiden läsnä ollessa:
Ge + 2NaOH + 2H 2O 2 \u003d Na 2.
Kuumennettaessa ilmassa 700 °C:seen Ge syttyy palamaan. Ge on helposti vuorovaikutuksessa halogeenien kanssa (cm. HALOGEENIT) ja harmaa (cm. RIKKI):
Ge + 2I 2 = GeI 4
Vedyn kanssa (cm. VETY), typpeä (cm. TYPPY), hiili (cm. CARBON) germanium ei mene suoraan reaktioon, yhdisteitä näiden alkuaineiden kanssa saadaan epäsuorasti. Esimerkiksi Ge 3 N 4 -nitridi muodostuu liuottamalla germaniumdijodidi GeI 2 nestemäiseen ammoniakiin:
GeI 2 + NH 3 neste -> n -> Ge 3 N 4
Germaniumoksidi (IV), GeO 2, on valkoinen kiteinen aine, joka on olemassa kahdessa muunnelmassa. Yksi modifikaatioista liukenee osittain veteen muodostaen kompleksisia germaanihappoja. Näyttää amfoteeriset ominaisuudet.
GeO 2 on vuorovaikutuksessa alkalien kanssa happooksidina:
GeO 2 + 2NaOH \u003d Na 2 GeO 3 + H 2 O
GeO 2 on vuorovaikutuksessa happojen kanssa:
GeO 2 + 4HCl \u003d GeCl 4 + 2H 2 O
Ge-tetrahalogenidit ovat ei-polaarisia yhdisteitä, jotka vesi hydrolysoi helposti.
3GeF 4 + 2H 2 O \u003d GeO 2 + 2H 2 GeF 6
Tetrahalogenideja saadaan suoralla vuorovaikutuksella:
Ge + 2Cl 2 = GeCl 4
tai lämpöhajoaminen:
BaGeF6 = GeF4 + BaF2
Germaniumhydridit ovat kemiallisesti samanlaisia ​​kuin piihydridit, mutta GeH 4 monogermane on vakaampi kuin SiH 4 monosilaani. Germanet muodostavat homologisia sarjoja Ge n H 2n+2 , Ge n H 2n ja muita, mutta nämä sarjat ovat lyhyempiä kuin silaanien sarjat.
Monogermane GeH 4 on kaasu, joka on stabiili ilmassa eikä reagoi veden kanssa. Pitkäaikaisen varastoinnin aikana se hajoaa H 2:ksi ja Ge:ksi. Monogermaania saadaan pelkistämällä germaniumdioksidi GeO 2 natriumboorihydridillä NaBH 4:
GeO 2 + NaBH 4 \u003d GeH 4 + NaBO 2.
Erittäin epästabiili GeO-monoksidi muodostuu germaniumin ja GeO 2 -dioksidin seoksen kohtalaisella lämmityksellä:
Ge + GeO 2 = 2GeO.
Ge(II)-yhdisteet ovat helposti epäsuhtaisia ​​Ge:n vapautumisen kanssa:
2GeCl 2 -> Ge + GeCl 4
Germaniumdisulfidi GeS 2 on valkoinen amorfinen tai kiteinen aine, joka saadaan saostamalla H 2 S happamista GeCl 4 -liuoksista:
GeCl 4 + 2H 2 S \u003d GeS 2 Ї + 4HCl
GeS 2 liukenee alkaleihin ja ammonium- tai alkalimetallisulfideihin:
GeS 2 + 6NaOH \u003d Na 2 + 2Na 2S,
GeS 2 + (NH 4) 2 S \u003d (NH 4) 2 GeS 3
Ge voi olla osa orgaanisia yhdisteitä. Tunnettuja ovat (CH3)4Ge, (C6H5)4Ge, (CH3)3GeBr, (C2H5)3GeOH ja muut.
Sovellus
Germanium on puolijohdemateriaali, jota käytetään tekniikassa ja radioelektroniikassa transistorien ja mikropiirien valmistuksessa. Lasille kerrostettuja ohuita Ge-kalvoja käytetään resistanssina tutka-asennuksissa. Ge:n metalliseoksia käytetään antureissa ja ilmaisimissa. Germaniumdioksidia käytetään infrapunasäteilyä läpäisevien lasien valmistuksessa.

tietosanakirja. 2009 .

Synonyymit:

Katso mitä "germanium" on muissa sanakirjoissa:

Kemiallinen alkuaine löydettiin vuonna 1886 harvinaisesta argyrodiitista, joka löydettiin Sachsenista. Venäjän kielen vieraiden sanojen sanakirja. Chudinov A.N., 1910. germanium (nimetty alkuaineen löytäneen tiedemiehen kotimaan kunniaksi), kemia. elementti, ... ... Venäjän kielen vieraiden sanojen sanakirja

- (germanium), Ge, jaksollisen järjestelmän ryhmän IV kemiallinen alkuaine, atominumero 32, atomimassa 72,59; ei-metallinen; puolijohdemateriaalia. Saksalainen kemisti K. Winkler löysi germaanin vuonna 1886 ... Nykyaikainen tietosanakirja

germanium- Ge Group IV -elementti järjestelmät; klo. n. 32, klo. m 72,59; TV. juttu metallin kanssa. kimallus. Natural Ge on seos viidestä stabiilista isotoopista, joiden massaluvut ovat 70, 72, 73, 74 ja 76. Ge:n olemassaolon ja ominaisuudet ennusti vuonna 1871 D. I. ... ... Teknisen kääntäjän käsikirja

germaaniumia- (germanium), Ge, jaksollisen järjestelmän ryhmän IV kemiallinen alkuaine, atominumero 32, atomimassa 72,59; ei-metallinen; puolijohdemateriaalia. Saksalainen kemisti K. Winkler löysi germaanin vuonna 1886. ... Kuvitettu tietosanakirja

- (lat. germanium) Ge, jaksollisen järjestelmän ryhmän IV kemiallinen alkuaine, atominumero 32, atomimassa 72,59. Nimetty latinalaisesta Germania-Saksasta K. A. Winklerin kotimaan kunniaksi. Harmaa hopean kiteet; tiheys 5,33 g/cm³, sp 938,3 ... Suuri tietosanakirja

- (symboli Ge), valkoharmaa metallialkuaine MENDELEEVIN jaksollisen taulukon IV ryhmään, jossa ennustettiin vielä tuntemattomien alkuaineiden, erityisesti germaniumin (1871) ominaisuuksia. Alkuaine löydettiin vuonna 1886. Sinkin sulatuksen sivutuote ... ... Tieteellinen ja tekninen tietosanakirja

Ge (lat. Germania Germany * a. germanium; n. Germanium; f. germanium; ja. germanio), chem. elementti IV ryhmä jaksollinen. järjestelmät Mendeleev, at.s. 32, klo. m. 72,59. Natural G. koostuu 4 stabiilista isotoopista 70Ge (20,55%), 72Ge ... ... Geologinen tietosanakirja

- (Ge), synteettinen yksikide, PP, pistesymmetriaryhmä m3m, tiheys 5,327 g/cm3, Tsula = 936 °C, kiinteä aine. Mohsin asteikolla 6, klo. m. 72,60. Läpinäkyvä IR-alueella 1 1,5 - 20 mikronia; optisesti anisotrooppinen, l = 1,80 µm eff. taitto n = 4,143.… … Fyysinen tietosanakirja

Olemassa., synonyymien määrä: 3 puolijohde (7) ecasilicon (1) elementti (159) ... Synonyymien sanakirja

GERMANIUM- kemia. elementti, symboli Ge (lat. germanium), at. n. 32, klo. m 72,59; hauras hopeanharmaa kiteinen aine, tiheys 5327 kg/m3, vil = 937,5°C. Hajallaan luonnossa; se louhitaan pääasiassa sinkkiseoksen jalostuksen aikana ja ... ... Suuri ammattikorkeakoulun tietosanakirja

Germanium on kemiallinen alkuaine, jonka atominumero on 32 jaksollisessa järjestelmässä ja jota merkitään symbolilla Ge (Ger. germaaniumia).

Germaniumin löytämisen historia

Ekasilicium-elementin, piin analogin, olemassaolon ennusti D.I. Mendelejev jo vuonna 1871. Ja vuonna 1886 yksi Freibergin kaivosakatemian professoreista löysi uuden hopeamineraalin - argyrodiitin. Tämä mineraali annettiin sitten teknisen kemian professori Clemens Winklerille täydellistä analyysiä varten.

Tätä ei tehty sattumalta: 48-vuotiasta Winkleria pidettiin akatemian parhaana analyytikkona.

Melko nopeasti hän huomasi, että hopeaa mineraalissa on 74,72%, rikkiä - 17,13, elohopeaa - 0,31, rautaoksidia - 0,66, sinkkioksidia - 0,22%. Ja lähes 7% uuden mineraalin painosta muodosti jonkin käsittämättömän elementin, joka todennäköisesti vielä tuntematon. Winkler nosti esiin argyrodiitin tunnistamattoman osan, tutki sen ominaisuuksia ja tajusi, että hän oli todellakin löytänyt uuden elementin - Mendelejevin ennustaman selityksen. Tämä on lyhyt historia elementistä, jonka atominumero on 32.

Olisi kuitenkin väärin ajatella, että Winklerin työ sujui mutkattomasti, ilman hankaluuksia. Tässä on mitä Mendelejev kirjoittaa tästä kemian perusteiden kahdeksannen luvun lisäyksissä: "Aluksi (helmikuussa 1886) materiaalin puute, spektrin puuttuminen polttimen liekissä ja monien germaniumyhdisteiden liukoisuus teki Winklerin tutkimus vaikeaa..." Kiinnitä huomiota "liekin spektrin puutteeseen. Kuinka niin? Itse asiassa vuonna 1886 spektrianalyysimenetelmä oli jo olemassa; Rubidium, cesium, tallium, indium on jo löydetty maapallolta tällä menetelmällä ja helium Auringosta. Tiedemiehet tiesivät varmasti, että jokaisella kemiallisella elementillä on täysin yksilöllinen spektri, ja yhtäkkiä spektriä ei ole!

Selitys tuli myöhemmin. Germaniumilla on tyypillisiä spektriviivoja - aallonpituuksilla 2651,18, 3039,06 Ǻ ja muutamalla muulla. Mutta ne kaikki sijaitsevat spektrin näkymättömässä ultraviolettiosassa, ja voidaan pitää onnekkaana, että Winklerin sitoutuminen perinteisiin analyysimenetelmiin - ne johti menestykseen.

Winklerin menetelmä germaniumin eristämiseksi on samanlainen kuin yksi nykyisistä teollisista menetelmistä elementin nro 32 saamiseksi. Ensin argariitin sisältämä germanium muutettiin dioksidiksi ja sitten tämä valkoinen jauhe kuumennettiin 600...700°C:een vetyatmosfäärissä. Reaktio on ilmeinen: GeO 2 + 2H 2 → Ge + 2H 2 O.

Näin ollen suhteellisen puhdasta germaniumia saatiin ensimmäistä kertaa. Winkler aikoi alun perin nimetä uuden elementin neptuniumin planeetan Neptunuksen mukaan. (Kuten elementti #32, tämä planeetta ennustettiin ennen sen löytämistä.) Mutta sitten kävi ilmi, että tällainen nimi oli aiemmin annettu yhdelle virheellisesti löydetylle elementille, ja haluamatta vaarantaa löytöään, Winkler hylkäsi ensimmäisen aikomuksensa. Hän ei hyväksynyt ehdotusta kutsua uutta elementtiä kulmikkaaksi, ts. "kulmikas, kiistanalainen" (ja tämä löytö aiheutti todella paljon kiistaa). Totta, ranskalainen kemisti Rayon, joka esitti tällaisen idean, sanoi myöhemmin, että hänen ehdotuksensa oli vain vitsi. Winkler nimesi uuden alkuaineen maansa mukaan germaniumiksi, ja nimi jäi kiinni.

Germaniumin löytäminen luonnosta

On huomattava, että maankuoren geokemiallisen evoluution prosessissa suuri määrä germaniumia huuhtoi suurimmalta osalta maan pintaa valtameriin, joten tällä hetkellä tämän hivenaineen määrä maaperässä on äärimmäisen merkityksetön.

Germaniumin kokonaispitoisuus maankuoressa on 7 × 10 −4 massaprosenttia, eli enemmän kuin esimerkiksi antimonia, hopeaa, vismuttia. Germaniumilla on vähäinen pitoisuus maankuoressa ja geokemiallinen affiniteetti eräiden laajalle levinneiden alkuaineiden kanssa, ja sen kyky muodostaa omia mineraalejaan on rajallinen ja hajoaa muiden mineraalien hilakoihin. Siksi germaniumin omat mineraalit ovat erittäin harvinaisia. Melkein kaikki ne ovat sulfosuoloja: germaniitti Cu 2 (Cu, Fe, Ge, Zn) 2 (S, As) 4 (6 - 10 % Ge), argyrodiitti Ag 8 GeS 6 (3,6 - 7 % Ge), konfildiitti Ag 8 (Sn, Ge) S 6 (jopa 2 % Ge) jne. Suurin osa germaniumista on levinnyt maankuoreen suureen määrään kiviä ja mineraaleja. Joten esimerkiksi joissakin sfaleriiteissa germaniumpitoisuus saavuttaa kiloa per tonni, enargiiteissa jopa 5 kg/t, pyrargyriitissa jopa 10 kg/t, sulvaniitissa ja frankeiteissa 1 kg/t, muissa sulfideissa ja silikaateissa. - satoja ja kymmeniä g/t. t. Germanium on keskittynyt monien metallien esiintymiin - ei-rautametallien sulfidimalmeihin, rautamalmeihin, joihinkin oksidimineraaleihin (kromiitti, magnetiitti, rutiili jne.), graniitteihin, diabaaseihin ja basalteihin. Lisäksi germaniumia on lähes kaikissa silikaateissa, joissakin hiili- ja öljyesiintymissä.

Kuitti Saksa

Germaniumia saadaan pääasiassa ei-rautametallimalmien jalostuksen sivutuotteista (sinkkiseos, sinkki-kupari-lyijypolymetallirikasteet), jotka sisältävät 0,001-0,1 % Saksaa. Raaka-aineena käytetään myös hiilen polton tuhkaa, kaasunkehittäjien pölyä ja koksilaitosten jätettä. Aluksi germaniumrikastetta (2-10 % Saksa) saadaan luetelluista lähteistä eri tavoilla raaka-aineen koostumuksesta riippuen. Germaniumin uuttaminen rikasteesta sisältää yleensä seuraavat vaiheet:

1) konsentraatin klooraus suolahapolla, sen seoksella kloorin kanssa vesipitoisessa väliaineessa tai muilla kloorausaineilla teknisen GeCl 4:n saamiseksi. GeCl4:n puhdistamiseen käytetään rektifikaatiota ja epäpuhtauksien uuttamista väkevällä HCl:lla.

2) GeCl4:n hydrolyysi ja hydrolyysituotteiden kalsinointi GeO2:n saamiseksi.

3) GeO 2:n pelkistys vedyllä tai ammoniakilla metalliksi. Puolijohdelaitteissa käytettävän erittäin puhtaan germaniumin eristämiseksi metalli sulatetaan vyöhykkeeltä. Puolijohdeteollisuudelle välttämätön yksikiteinen germanium saadaan yleensä vyöhykesulatuksella tai Czochralskin menetelmällä.

GeO 2 + 4H 2 \u003d Ge + 2H 2 O

Puolijohdepuhtaus germanium, jonka epäpuhtauspitoisuus on 10 -3 -10 -4 %, saadaan vyöhykesulattamalla, kiteyttämällä tai termolyysillä haihtuvaa GeH 4 -monogermaania:

GeH 4 \u003d Ge + 2H 2,

joka muodostuu aktiivisten metallien yhdisteiden hajoamisen aikana germanideilla hapoilla:

Mg 2 Ge + 4HCl \u003d GeH 4 - + 2MgCl 2

Germaniumia esiintyy seoksena polymetalli-, nikkeli- ja volframimalmeissa sekä silikaateissa. Malmin ja sen rikastamisen monimutkaisten ja aikaa vievien toimenpiteiden seurauksena germanium eristetään GeO 2 -oksidin muodossa, joka pelkistetään vedyllä 600 °C:ssa yksinkertaiseksi aineeksi:

GeO 2 + 2H 2 \u003d Ge + 2H 2 O.

Germaniumin yksittäiskiteiden puhdistus ja kasvatus suoritetaan vyöhykesulatuksella.

Puhdasta germaniumdioksidia saatiin ensimmäisen kerran Neuvostoliitossa vuoden 1941 alussa. Siitä valmistettiin germaniumlasia, jolla oli erittäin korkea taitekerroin. Alkuaineen nro 32 ja sen mahdollisen tuotantomenetelmien tutkimus jatkui sodan jälkeen, vuonna 1947. Nyt germanium kiinnosti Neuvostoliiton tutkijoita juuri puolijohteena.

Fyysiset ominaisuudet Saksa

Ulkonäöltään germanium sekoitetaan helposti piihin.

Germanium kiteytyy timanttityyppisessä kuutiorakenteessa, yksikkökennoparametri a = 5,6575Å.

Tämä elementti ei ole yhtä vahva kuin titaani tai volframi. Kiinteän germaniumin tiheys on 5,327 g/cm3 (25 °C); neste 5,557 (1000 °C); tpl 937,5 °C; kp. noin 2700 °C; lämmönjohtavuuskerroin ~60 W/(m K) tai 0,14 cal/(cm sek deg) 25°C:ssa.

Germanium on melkein yhtä hauras kuin lasi ja voi käyttäytyä sen mukaisesti. Jopa tavallisessa lämpötilassa, mutta yli 550 ° C, se kestää plastisen muodonmuutoksen. Kovuus Saksa mineralogisessa asteikossa 6-6,5; kokoonpuristuvuuskerroin (painealueella 0-120 Gn/m 2 tai 0-12000 kgf/mm 2) 1,4 10 -7 m 2 /mn (1,4 10 -6 cm 2 /kgf); pintajännitys 0,6 N/m (600 dyne/cm). Germanium on tyypillinen puolijohde, jonka kaistaväli on 1,104 10 -19 J tai 0,69 eV (25 °C); sähkövastus korkea puhtaus Saksa 0,60 ohm-m (60 ohm-cm) 25 °C:ssa; elektronien liikkuvuus on 3900 ja reikien liikkuvuus 1900 cm 2 /v sek (25 °C) (epäpuhtauspitoisuus alle 10 -8 %).

Kaikki kiteisen germaniumin "epätavalliset" modifikaatiot ovat parempia kuin Ge-I ja sähkönjohtavuus. Tämän ominaisuuden mainitseminen ei ole sattumaa: sähkönjohtavuuden arvo (tai käänteisarvo - resistanssi) on erityisen tärkeä puolijohdeelementille.

Kemialliset ominaisuudet Saksa

Kemiallisissa yhdisteissä germaniumin valenssit ovat yleensä 4 tai 2. Yhdisteet, joiden valenssi on 4, ovat stabiilimpia. Normaaliolosuhteissa se kestää ilmaa ja vettä, emäksiä ja happoja, liukenee veteen ja emäksiseen vetyperoksidiliuokseen. Käytetään germaniummetalliseoksia ja germaniumdioksidipohjaisia ​​laseja.

Kemiallisissa yhdisteissä germaniumin valenssit ovat yleensä 2 ja 4, kun taas 4-arvoisen germaniumin yhdisteet ovat vakaampia. Huoneenlämmössä germanium kestää ilmaa, vettä, alkaliliuoksia ja laimeita suola- ja rikkihappoja, mutta liukenee helposti vesistöihin ja vetyperoksidin alkaliseen liuokseen. Typpihappo hapettuu hitaasti. Kuumennettaessa ilmassa 500-700 °C:seen germanium hapettuu GeO- ja GeO 2 -oksideiksi. Saksan oksidi (IV) - valkoinen jauhe, jonka t pl 1116°C; vesiliukoisuus 4,3 g/l (20°C). Kemiallisten ominaisuuksiensa mukaan se on amfoteerinen, liukenee emäksiin ja vaikeasti mineraalihappoihin. Se saadaan kalsinoimalla GeCl 4 -tetrakloridin hydrolyysin aikana vapautunut hydratoitunut sakka (GeO 3 nH 2 O). GeO 2:n fuusio muiden oksidien kanssa voidaan saada germaanihapon johdannaisia ​​- metalligermanaatteja (Li 2 GeO 3 , Na 2 GeO 3 ja muita) - kiinteitä aineita, joilla on korkea sulamispiste.

Kun germanium reagoi halogeenien kanssa, muodostuu vastaavia tetrahalogenideja. Reaktio etenee helpoimmin fluorilla ja kloorilla (jo huoneenlämpötilassa), sitten bromilla (heikko kuumennus) ja jodilla (700-800°C:ssa CO:n läsnä ollessa). Yksi tärkeimmistä yhdisteistä Saksa GeCl 4 -tetrakloridi on väritön neste; tpl -49,5 °C; kp. 83,1 °C; tiheys 1,84 g/cm3 (20 °C). Vesi hydrolysoituu voimakkaasti vapauttaen hydratoituneen oksidin (IV) sakan. Sitä saadaan klooraamalla metallista Saksaa tai vuorovaikuttamalla GeO 2 väkevän HCl:n kanssa. Tunnetaan myös Saksan dihalogenidit, joilla on yleinen kaava GeX2, GeCl-monokloridi, Ge2Cl6-heksaklooridigermaani ja Saksan oksikloridit (esimerkiksi CeOCl2).

Rikki reagoi voimakkaasti Saksan kanssa 900-1000 °C:ssa muodostaen GeS2-disulfidia, valkoista kiinteää ainetta, sp. 825 °C. Myös GeS-monosulfidi ja vastaavat saksalaiset yhdisteet seleenin ja telluurin kanssa, jotka ovat puolijohteita, kuvataan. Vety reagoi hieman germaniumin kanssa 1000-1100°C:ssa muodostaen germinen (GeH) X, epästabiilin ja helposti haihtuvan yhdisteen. Saattamalla germanideja reagoimaan laimean suolahapon kanssa voidaan saada germanivetyjä sarjasta Ge n H 2n+2 aina Ge 9 H 20 asti. Germyleenin koostumus GeH2 tunnetaan myös. Germanium ei reagoi suoraan typen kanssa, mutta siinä on Ge 3 N 4 -nitridiä, joka saadaan ammoniakin vaikutuksesta germaaniin 700-800°C:ssa. Germanium ei ole vuorovaikutuksessa hiilen kanssa. Germanium muodostaa yhdisteitä monien metallien kanssa - germanideja.

Tunnetaan lukuisia saksalaisia ​​monimutkaisia ​​yhdisteitä, jotka ovat yhä tärkeämpiä sekä germaniumin analyyttisessä kemiassa että sen valmistusprosesseissa. Germanium muodostaa monimutkaisia ​​yhdisteitä orgaanisten hydroksyyliryhmiä sisältävien molekyylien kanssa (moniarvoiset alkoholit, moniemäksiset hapot ja muut). Heteropolyacids Saksa saatiin. Kuten muille ryhmän IV alkuaineille, Saksalle on ominaista organometalliyhdisteiden muodostuminen, joista esimerkkinä on tetraetyyligermaani (C 2 H 5) 4 Ge 3.

Kaksiarvoisen germaniumin yhdisteet.

germanium(II)hydridi GeH2. Valkoinen epästabiili jauhe (hajoaa ilmassa tai hapessa räjähdyksen seurauksena). Reagoi alkalien ja bromin kanssa.

Germanium(II)monohydridipolymeeri (polygermiini) (GeH 2) n . Ruskehtavan musta jauhe. Liukenee huonosti veteen, hajoaa välittömästi ilmassa ja räjähtää kuumennettaessa 160 °C:seen tyhjiössä tai inertissä kaasukehässä. Muodostunut natriumgermanidi NaGe:n elektrolyysin aikana.

germanium(II)oksidi GeO. Mustia kiteitä perusominaisuuksilla. Hajoaa 500°C:ssa GeO 2:ksi ja Ge:ksi. Hapeutuu hitaasti vedessä. Liukenee niukasti kloorivetyhappoon. Näyttää korjaavat ominaisuudet. Saatu CO 2:n vaikutuksesta metalliseen germaniumiin, lämmitetty 700-900 °C:seen, alkalit - germanium(II)kloridilla, kalsinoimalla Ge (OH) 2 tai pelkistämällä GeO 2.

germaniumhydroksidi (II) Ge (OH) 2. Punaoransseja kiteitä. Kuumennettaessa se muuttuu GeO:ksi. Näyttää amfoteerisen luonteen. Saatu käsittelemällä germanium(II)-suoloja emäksillä ja hydrolysoimalla germanium(II)-suoloja.

germanium(II)fluoridi GeF2. Värittömiä hygroskooppisia kiteitä, tpl =111°C. Saatu GeF 4 -höyryjen vaikutuksesta germaniummetalliin kuumennettaessa.

germanium(II)kloridi GeCl2. Värittömiä kiteitä. t pl \u003d 76,4 ° C, t kp \u003d 450 ° C. 460°C:ssa se hajoaa GeCl 4:ksi ja metalliksi germaniumiksi. Hydrolysoituu vedellä, liukenee heikosti alkoholiin. Saatu GeCl 4 -höyryjen vaikutuksesta germaniummetalliin kuumennettaessa.

germaanium(II)bromidi GeBr 2. Läpinäkyviä neulakiteitä. t pl \u003d 122 °C. Hydrolysoituu vedellä. Liukenee niukasti bentseeniin. Liukenee alkoholiin, asetoniin. Saatu germanium(II)hydroksidin ja bromivetyhapon vuorovaikutuksesta. Kuumennettaessa se epäsuhtautuu metalliksi germaniumiksi ja germanium(IV)bromidiksi.

germanium(II)jodidi GeI2. Keltaiset kuusikulmaiset levyt, diamagneettiset. t pl =460 noin C. Liukenee niukasti kloroformiin ja hiilitetrakloridiin. Kuumennettaessa yli 210 °C:een se hajoaa metalliksi germaniumiksi ja germaniumtetrajodidiksi. Saatu pelkistämällä germanium(II)jodidi hypofosforihapolla tai germaniumtetrajodidin lämpöhajotuksella.

germanium(II)sulfidi GeS. Vastaanotettu kuivalla tavalla - harmahtavan mustia loistavia rombisia läpinäkymättömiä kiteitä. t pl \u003d 615 ° C, tiheys on 4,01 g / cm 3. Liukenee heikosti veteen ja ammoniakkiin. Liukenee kaliumhydroksidiin. Vastaanotettu märkä-punaruskea amorfinen sakka, tiheys 3,31 g/cm3. Liukenee mineraalihappoihin ja ammoniumpolysulfidiin. Saatu kuumentamalla germaniumia rikillä tai johtamalla rikkivetyä germanium(II)-suolaliuoksen läpi.

Neliarvoisen germaniumin yhdisteet.

germanium(IV)hydridi GeH4. Väritön kaasu (tiheys 3,43 g/cm3). Se on myrkyllistä, tuoksuu erittäin epämiellyttävältä, kiehuu -88 o C:ssa, sulaa noin -166 o C:ssa, hajoaa termisesti yli 280 o C:ssa. Kun GeH 4 johdetaan lämmitetyn putken läpi, sen seiniin saadaan kiiltävä metallista germaniumista valmistettu peili. Saatu LiAlH 4:n vaikutuksesta germanium(IV)kloridiin eetterissä tai käsittelemällä germanium(IV)kloridiliuosta sinkillä ja rikkihapolla.

germaniumoksidi (IV) GeO 2. Se on olemassa kahden kiteisen muunnelman muodossa (kuusikulmainen, jonka tiheys on 4,703 g / cm 3 ja tetraedri, jonka tiheys on 6,24 g / cm 3). Molemmat ovat ilmanpitäviä. Liukenee heikosti veteen. t pl \u003d 1116 °C, t kip = 1200 °C. Näyttää amfoteerisen luonteen. Alumiini, magnesium ja hiili pelkistävät sen metalliksi germaniumiksi kuumennettaessa. Saatu syntetisoimalla alkuaineista, kalsinoimalla germaniumsuoloja haihtuvilla hapoilla, hapettamalla sulfideja, hydrolysoimalla germaniumtetrahalogenideja, käsittelemällä alkalimetalligermaniitteja hapoilla, metallista germaniumia väkevällä rikki- tai typpihapolla.

germanium(IV)fluoridi GeF4. Väritön kaasu, joka savuaa ilmassa. t pl \u003d -15 noin C, t kip \u003d -37 ° C. Hydrolysoituu vedellä. Saatu bariumtetrafluorogermanaatin hajottamisesta.

germanium(IV)kloridi GeCl4. Väritön neste. t pl \u003d -50 o C, t kip \u003d 86 o C, tiheys on 1,874 g / cm 3. Hydrolysoituu vedellä, liukenee alkoholiin, eetteriin, hiilidisulfidiin, hiilitetrakloridiin. Saatu kuumentamalla germaniumia kloorilla ja johtamalla kloorivetyä germaniumoksidisuspension (IV) läpi.

germaanium(IV)bromidi GeBr4. Oktaedrisiä värittömiä kiteitä. t pl \u003d 26 o C, t kip \u003d 187 o C, tiheys on 3,13 g / cm 3. Hydrolysoituu vedellä. Liukenee bentseeniin, hiilidisulfidiin. Saatu johtamalla bromihöyryä kuumennetun metallisen germaniumin yli tai bromivetyhapon vaikutuksesta germanium(IV)oksidiin.

germanium(IV)jodidi GeI4. Keltaoranssit oktaedriset kiteet, t pl \u003d 146 ° C, t kip \u003d 377 ° C, tiheys on 4,32 g / cm 3. 445 °C:ssa se hajoaa. Liukenee bentseeniin, hiilidisulfidiin ja hydrolysoituu vedessä. Ilmassa se hajoaa vähitellen germanium(II)jodidiksi ja jodiksi. Kiinnittää ammoniakkia. Saatu johtamalla jodihöyryä kuumennetun germaniumin yli tai jodihapon vaikutuksesta germanium(IV)oksidiin.

germanium(IV)sulfidi GeS 2. Valkoinen kiteinen jauhe, t pl \u003d 800 ° C, tiheys on 3,03 g / cm 3. Liukenee hieman veteen ja hydrolysoituu siinä hitaasti. Liukenee ammoniakkiin, ammoniumsulfidiin ja alkalimetallisulfideihin. Sitä saadaan kuumentamalla germanium(IV)oksidia rikkidioksidivirrassa rikin kanssa tai johtamalla rikkivetyä germanium(IV)suolan liuoksen läpi.

germaniumsulfaatti (IV) Ge (SO 4) 2. Värittömiä kiteitä, tiheys on 3,92 g/cm3. Se hajoaa 200 o C:ssa. Se pelkistyy hiilen tai rikin vaikutuksesta sulfidiksi. Reagoi veden ja alkaliliuosten kanssa. Saatu kuumentamalla germanium(IV)kloridia rikkioksidilla (VI).

germaniumin isotoopit

Luonnossa on viisi isotooppia: 70 Ge (20,55 painoprosenttia), 72 Ge (27,37 %), 73 Ge (7,67), 74 Ge (36,74 %), 76 Ge (7,67 %). Ensimmäiset neljä ovat vakaita, viides (76 Ge) läpikäy kaksinkertaisen beetahajoamisen puoliintumisajan ollessa 1,58 × 10 21 vuotta. Lisäksi on olemassa kaksi "pitkäikäistä" keinotekoista: 68 Ge (puoliintumisaika 270,8 päivää) ja 71 Ge (puoliintumisaika 11,26 päivää).

Germaniumin käyttö

Germaniumia käytetään optiikan valmistuksessa. Spektrin infrapuna-alueen läpinäkyvyytensä vuoksi erittäin puhdas metallinen germanium on strategisesti tärkeä infrapunaoptiikkaan tarkoitettujen optisten elementtien valmistuksessa. Radiotekniikassa germaniumtransistoreilla ja ilmaisindiodeilla on erilaiset ominaisuudet kuin piillä, johtuen germaniumin alhaisemmasta pn-liitoksen laukaisujännitteestä - 0,4 V verrattuna piilaitteiden 0,6 V:iin.

Katso lisätietoja artikkelista germaniumin sovellus.

Germaniumin biologinen rooli

Germaniumia löytyy eläimistä ja kasveista. Pienillä määrillä germaniumia ei ole fysiologista vaikutusta kasveihin, mutta ne ovat myrkyllisiä suurina määrinä. Germanium ei ole myrkyllistä homeelle.

Eläimille germaniumilla on alhainen myrkyllisyys. Germaniumyhdisteillä ei ole havaittu olevan farmakologista vaikutusta. Germaniumin ja sen oksidin sallittu pitoisuus ilmassa on 2 mg / m³, eli sama kuin asbestipölylle.

Kaksiarvoiset germaniumyhdisteet ovat paljon myrkyllisempiä.

Kokeissa, joissa määritettiin orgaanisen germaniumin jakautuminen kehossa 1,5 tuntia sen oraalisen annon jälkeen, saatiin seuraavat tulokset: suuri määrä orgaanista germaniumia löytyy mahalaukusta, ohutsuolesta, luuytimestä, pernasta ja verestä. Lisäksi sen korkea pitoisuus mahassa ja suolistossa osoittaa, että sen imeytymisprosessilla vereen on pitkittynyt vaikutus.

Veren korkea orgaanisen germaniumin pitoisuus antoi tri Asaille mahdollisuuden esittää seuraavan teorian sen vaikutusmekanismista ihmiskehossa. Orgaanisen germaniumin oletetaan veressä käyttäytyvän samalla tavalla kuin hemoglobiini, jolla on myös negatiivinen varaus ja joka hemoglobiinin tavoin osallistuu hapen siirtoprosessiin kehon kudoksissa. Tämä estää hapen puutteen (hypoksia) kehittymisen kudostasolla. Orgaaninen germanium estää ns. veren hypoksian kehittymisen, joka ilmenee happea sitovan hemoglobiinin määrän vähenemisen yhteydessä (veren happikapasiteetin heikkeneminen) ja kehittyy verenhukan, häkämyrkytyksen ja säteilyn yhteydessä. valotus. Herkimpiä hapenpuutteelle ovat keskushermosto, sydänlihas, munuaiset ja maksa.

Kokeiden tuloksena havaittiin myös, että orgaaninen germanium edistää gammainterferonien induktiota, jotka estävät nopeasti jakautuvien solujen lisääntymistä ja aktivoivat tiettyjä soluja (T-tappajia). Interferonien pääasialliset toiminta-alueet kehon tasolla ovat antiviraalinen ja kasvaimia estävä suoja, imusolmukkeiden immunomoduloivat ja radiosuojaavat toiminnot.

Tutkittaessa patologisia kudoksia ja kudoksia, joilla on ensisijaiset sairauden merkit, havaittiin, että niille on aina ominaista hapen puute ja positiivisesti varautuneiden vetyradikaalien H + läsnäolo. H + -ioneilla on erittäin negatiivinen vaikutus ihmiskehon soluihin niiden kuolemaan asti. Happi-ionit, joilla on kyky yhdistyä vetyionien kanssa, mahdollistavat selektiivisesti ja paikallisesti vetyionien aiheuttamien solu- ja kudosvaurioiden kompensoinnin. Germaniumin vaikutus vetyioneihin johtuu sen orgaanisesta muodosta - seskvioksidin muodosta. Artikkelin valmistelussa käytettiin Suponenko A.N.:n materiaaleja.

Nimetty Saksan mukaan. Tämän maan tiedemies löysi ja hänellä oli oikeus kutsua sitä miksi halusi. Sain siis germanium.

Mendelejev ei kuitenkaan ollut onnekas, vaan Clemens Winkler. Hänet määrättiin opiskelemaan argyrodiittia. Himmelfurstin kaivokselta löydettiin uusi mineraali, joka koostuu pääasiassa mineraalista.

Winkler määritti 93 % kiven koostumuksesta ja osui umpikujaan lopuilla 7 %:lla. Johtopäätös oli, että ne sisälsivät tuntemattoman elementin.

Tarkempi analyysi on kantanut hedelmää. germanium löydetty. Tämä on metallia. Miten se on hyödyllistä ihmiskunnalle? Tästä, eikä vain, kerromme lisää.

germaniumin ominaisuudet

Germanium - jaksollisen järjestelmän elementti 32. Osoittautuu, että metalli kuuluu neljänteen ryhmään. Numero vastaa elementtien valenssia.

Toisin sanoen germaniumilla on taipumus muodostaa 4 kemiallista sidosta. Tämä saa Winklerin löytämän elementin näyttämään tältä.

Tästä syystä Mendelejevin halu nimetä vielä löytämätön alkuaine ecosilicium, jota kutsutaan nimellä Si. Dmitry Ivanovich laski 32. metallin ominaisuudet etukäteen.

Germanium on kemiallisilta ominaisuuksiltaan samanlainen kuin pii. Reagoi happojen kanssa vain kuumennettaessa. Alkaleiden kanssa "kommunikoi" hapettavien aineiden läsnä ollessa.

Kestää vesihöyryä. Ei reagoi vedyn, hiilen,. Germanium syttyy 700 celsiusasteen lämpötilassa. Reaktioon liittyy germaniumdioksidin muodostumista.

32. elementti on helposti vuorovaikutuksessa halogeenien kanssa. Nämä ovat suolaa muodostavia aineita taulukon ryhmästä 17.

Hämmennyksen välttämiseksi huomautamme, että keskitymme uuteen standardiin. Vanhassa tämä on jaksollisen taulukon 7. ryhmä.

Oli pöytä mikä tahansa, siinä olevat metallit sijaitsevat porrastetun diagonaaliviivan vasemmalla puolella. 32. elementti on poikkeus.

Toinen poikkeus on. Hän voi myös reagoida. Antimonia kerrostuu alustalle.

Aktiivinen vuorovaikutus varmistetaan. Kuten useimmat metallit, germanium pystyy palamaan höyryissään.

Ulkoisesti germanium-elementti, harmahtavanvalkoinen, jossa on voimakas metallinen kiilto.

Sisärakennetta tarkasteltaessa metallilla on kuutiorakenne. Se kuvastaa atomien järjestystä alkeissoluissa.

Ne ovat kuutioiden muotoisia. Kahdeksan atomia sijaitsee kärjessä. Rakenne on lähellä hilaa.

Elementillä 32 on 5 stabiilia isotooppia. Heidän läsnäolonsa on kaikkien omaisuutta germanium-alaryhmän elementtejä.

Ne ovat tasaisia, mikä määrittää stabiilien isotooppien läsnäolon. Niitä on esimerkiksi 10.

Germaniumin tiheys on 5,3-5,5 grammaa kuutiosenttimetrissä. Ensimmäinen indikaattori on tyypillinen valtiolle, toinen - nestemäiselle metallille.

Pehmennetyssä muodossa se ei ole vain tiheämpi, vaan myös muovinen. Hauras huoneenlämmössä, aine muuttuu 550 astetta. Nämä ovat germaniumin ominaisuuksia.

Metallin kovuus huoneenlämmössä on noin 6 pistettä.

Tässä tilassa 32. elementti on tyypillinen puolijohde. Mutta omaisuus muuttuu "kirkkaammaksi" lämpötilan noustessa. Vertailun vuoksi vain johtimet menettävät ominaisuutensa kuumennettaessa.

Germanium ei johda virtaa vain vakiomuodossaan, vaan myös liuoksissa.

Puolijohdeominaisuuksiltaan 32. elementti on myös lähellä piitä ja on yhtä yleinen.

Aineiden käyttöalueet kuitenkin vaihtelevat. Pii on puolijohde, jota käytetään aurinkokennoissa, mukaan lukien ohutkalvotyypeissä.

Elementtiä tarvitaan myös valokennoille. Mieti nyt, missä germanium on hyödyllinen.

Germaniumin käyttö

Germaniumia käytetään gammaspektroskopiassa. Sen laitteet mahdollistavat esimerkiksi lisäaineiden koostumuksen tutkimisen sekakatalyyttioksideissa.

Aiemmin germaniumia lisättiin diodeihin ja transistoreihin. Aurinkokennoissa puolijohteen ominaisuudet ovat myös hyödyllisiä.

Mutta jos piitä lisätään vakiomalleihin, niin germaniumia lisätään erittäin tehokkaisiin, uuden sukupolven malleihin.

Tärkeintä ei ole käyttää germaniumia lämpötilassa, joka on lähellä absoluuttista nollaa. Tällaisissa olosuhteissa metalli menettää kykynsä siirtää jännitettä.

Jotta germanium olisi johdin, siinä olevien epäpuhtauksien tulee olla enintään 10%. Täydellinen Ultra Clean kemiallinen alkuaine.

germaaniumia valmistettu tällä vyöhykesulatusmenetelmällä. Se perustuu vieraiden alkuaineiden erilaiseen liukoisuuteen nesteeseen ja faaseihin.

kaava germanium mahdollistaa sen soveltamisen käytännössä. Tässä ei puhuta enää elementin puolijohdeominaisuuksista, vaan sen kyvystä kovettua.

Samasta syystä germanium on löytänyt käyttöä hammasproteesissa. Vaikka kruunut ovat vanhentumassa, niille on edelleen pieni kysyntä.

Jos lisäät piitä ja alumiinia germaniumiin, saadaan juotteita.

Niiden sulamispiste on aina alhaisempi kuin liitosmetallien sulamispiste. Joten voit tehdä monimutkaisia ​​suunnittelumalleja.

Jopa Internet ilman germaniumia olisi mahdotonta. 32. elementti on läsnä optisessa kuidussa. Sen ytimessä on kvartsia sekoituksena sankaria.

Ja sen dioksidi lisää kuidun heijastavuutta. Ottaen huomioon sen kysynnän, elektroniikka, teollisuusyritykset tarvitsevat germaniumia suuria määriä. Mitä ja miten ne tarjotaan, tutkimme alla.

germaniumin louhinta

Germanium on melko yleinen. Maankuoressa esimerkiksi 32. alkuaine on enemmän kuin antimoni tai.

Tutkitut varat ovat noin 1000 tonnia. Lähes puolet heistä on piilossa Yhdysvaltojen suolistossa. Lisäksi 410 tonnia on omaisuutta.

Muiden maiden on siis periaatteessa ostettava raaka-aineita. tekee yhteistyötä taivaallisen imperiumin kanssa. Tämä on perusteltua sekä poliittisesti että taloudellisesti.

Alkuaineen germanium ominaisuudet, jotka liittyvät sen geokemialliseen suhteeseen laajalle levinneisiin aineisiin, eivät anna metallin muodostaa omia mineraalejaan.

Yleensä metalli viedään olemassa olevien hilaan. Vieras ei tietenkään vie paljon tilaa.

Siksi germanium on uutettava vähän kerrallaan. Sieltä löytyy muutama kilo kivitonnia kohden.

Enargitissa ei ole enempää kuin 5 kiloa germaniumia 1000 kiloa kohden. Pyrargyriitissä 2 kertaa enemmän.

Tonni alkuaine 32 sulvaniittia sisältää enintään 1 kilogramman. Useimmiten germanium uutetaan sivutuotteena esimerkiksi muiden metallien tai ei-rautametallien, kuten kromiitin, magnetiitin, rutiitin, malmeista.

Vuotuinen germaniumin tuotanto vaihtelee 100-120 tonnin välillä kysynnästä riippuen.

Pohjimmiltaan ostetaan aineen yksikiteinen muoto. Juuri tätä tarvitaan spektrometrien, valokuitujen tuotantoon, arvokasta. Selvitetään hinnat.

germanium hinta

Yksikiteistä germaniumia ostetaan pääasiassa tonneittain. Suurille teollisuudenaloille tämä on hyödyllistä.

1000 kiloa 32. elementtiä maksaa noin 100 000 ruplaa. Löydät tarjouksia 75 000 - 85 000.

Jos otat monikiteistä, eli pienemmillä kiviaineksilla ja lisääntyneellä lujuudella, voit antaa 2,5 kertaa enemmän raaka-ainekiloa kohden.

Vakiopituus on vähintään 28 senttimetriä. Lohkot on suojattu kalvolla, koska ne haalistuvat ilmassa. Monikiteinen germanium - "maaperä" yksikiteiden kasvattamiseen.