გერმანიუმი

გერმანია-ᲛᲔ; მ.ქიმიური ელემენტი (Ge), მონაცრისფრო-თეთრი მყარი მეტალის ბზინვარებით (მთავარი ნახევარგამტარული მასალაა). გერმანიუმის ფირფიტა.

◁ გერმანიუმი, th, th. G-ე ნედლეული. გ. ღვეზელი.

გერმანიუმი

(ლათ. გერმანიუმი), პერიოდული სისტემის IV ჯგუფის ქიმიური ელემენტი. სახელი ლათინური Germania-დან - გერმანია, K.A. Winkler-ის სამშობლოს საპატივცემულოდ. ვერცხლისფერი ნაცრისფერი კრისტალები; სიმკვრივე 5.33 გ / სმ 3, ტ pl 938.3ºC. ბუნებაში გაფანტული (იშვიათია საკუთარი მინერალები); მოპოვებული ფერადი ლითონების საბადოებიდან. ნახევარგამტარული მასალა ელექტრონული მოწყობილობებისთვის (დიოდები, ტრანზისტორები და ა.შ.), შენადნობის კომპონენტი, მასალა ლინზებისთვის IR მოწყობილობებში, მაიონებელი გამოსხივების დეტექტორები.

გერმანია

GERMANIUM (ლათ. Germanium), Ge (წაიკითხეთ „ჰერტემპმანიუმი“), ქიმიური ელემენტი ატომური ნომრით 32, ატომური მასა 72,61. ბუნებრივი გერმანიუმი შედგება ხუთი იზოტოპისგან, რომელთა მასობრივი ნომრებია 70 (ბუნებრივი ნარევის შემცველობა მასის მიხედვით 20,51%), 72 (27,43%), 73 (7,76%), 74 (36,54%) და 76 (7,76%). გარე ელექტრონული ფენის კონფიგურაცია 4 ს 2 გვ 2 . ჟანგვის მდგომარეობები +4, +2 (IV, II ვალენტობა). ის განლაგებულია IVA ჯგუფში, ელემენტების პერიოდულ სისტემაში მე-4 პერიოდში.
აღმოჩენის ისტორია
აღმოაჩინა K.A. Winkler-მა (სმ.ვინკლერი კლემენს ალექსანდრე)(და სახელად მისი სამშობლო - გერმანია) 1886 წელს მინერალის არგიროდიტის Ag 8 GeS 6 ანალიზისას ამ ელემენტის არსებობისა და მისი ზოგიერთი თვისების არსებობის შემდეგ იწინასწარმეტყველა დ.ი. მენდელეევმა. (სმ.მენდელეევი დიმიტრი ივანოვიჩი).
ბუნებაში ყოფნა
დედამიწის ქერქში შემცველობა არის 1,5 10 -4% წონით. ეხება გაფანტულ ელემენტებს. იგი ბუნებაში თავისუფალი სახით არ გვხვდება. მინარევის სახით შეიცავს სილიკატებს, დანალექ რკინას, პოლიმეტალურ, ნიკელის და ვოლფრამის მადნებს, ნახშირს, ტორფს, ზეთებს, თერმულ წყლებსა და წყალმცენარეებში. ყველაზე მნიშვნელოვანი მინერალები: გერმანიტი Cu 3 (Ge, Fe, Ga) (S, As) 4, სტოტიტი FeGe (OH) 6, პლუმბოგერმანიტი (Pb, Ge, Ga) 2 SO 4 (OH) 2 2H 2 O, არგიროდიტი Ag. 8 GeS 6, რენიერიტი Cu 3 (Fe, Ge, Zn) (S, As) 4.
გერმანიუმის მიღება
გერმანიუმის მისაღებად გამოიყენება ფერადი ლითონების მადნების, ნახშირის წვის ნაცარი და კოქსის ქიმიის ზოგიერთი ქვეპროდუქტი დამუშავების ქვეპროდუქტები. Ge-ს შემცველი ნედლეული მდიდრდება ფლოტაციით. შემდეგ კონცენტრატი გარდაიქმნება GeO 2 ოქსიდად, რომელიც მცირდება წყალბადით (სმ.წყალბადი):
GeO 2 + 4H 2 \u003d Ge + 2H 2 O
ნახევარგამტარული სისუფთავის გერმანიუმი მინარევების შემცველობით 10 -3 -10 -4% მიიღება ზონის დნობით. (სმ.ზონის დნობა), კრისტალიზაცია (სმ.კრისტალიზაცია)ან აქროლადი მონოგერმანის GeH 4 თერმოლიზი:
GeH 4 \u003d Ge + 2H 2,
რომელიც წარმოიქმნება აქტიური ლითონების ნაერთების გე-გერმანიდებთან მჟავებით დაშლისას:
Mg 2 Ge + 4HCl \u003d GeH 4 - + 2MgCl 2
ფიზიკური და ქიმიური თვისებები
გერმანიუმი არის ვერცხლისფერი ნივთიერება მეტალის ბზინვარებით. კრისტალური მედის სტაბილური მოდიფიკაცია (Ge I), კუბური, სახეზე ორიენტირებული ალმასის ტიპი, ა= 0,533 ნმ (სამი სხვა მოდიფიკაცია მიიღეს მაღალი წნევის დროს). დნობის წერტილი 938,25 ° C, დუღილის წერტილი 2850 ° C, სიმკვრივე 5,33 კგ / დმ 3. მას აქვს ნახევარგამტარული თვისებები, ზოლის უფსკრული არის 0.66 eV (300 K-ზე). გერმანიუმი გამჭვირვალეა ინფრაწითელი გამოსხივების მიმართ, რომლის ტალღის სიგრძე 2 მიკრონზე მეტია.
Ge-ს ქიმიური თვისებები სილიკონის მსგავსია. (სმ.სილიკონი). ნორმალურ პირობებში მდგრადია ჟანგბადის მიმართ (სმ.ჟანგბადი), წყლის ორთქლი, განზავებული მჟავები. ძლიერი კომპლექსური აგენტების ან ჟანგვის აგენტების თანდასწრებით, როდესაც გაცხელდება, Ge რეაგირებს მჟავებთან:
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 კონც. \u003d H 2 GeO 3 + 4NO 2 + 2H 2 O
Ge რეაგირებს აკვა რეგიასთან (სმ. AQUA REGIA):
Ge + 4HNO 3 + 12HCl = GeCl 4 + 4NO + 8H 2 O.
Ge ურთიერთქმედებს ტუტე ხსნარებთან ჟანგვის აგენტების თანდასწრებით:
Ge + 2NaOH + 2H 2 O 2 \u003d Na 2.
როდესაც ჰაერში თბება 700 °C-მდე, Ge აალდება. Ge ადვილად ურთიერთობს ჰალოგენებთან (სმ.ჰალოგენები)და ნაცრისფერი (სმ.გოგირდი):
Ge + 2I 2 = GeI 4
წყალბადით (სმ.წყალბადი), აზოტი (სმ.აზოტი), ნახშირბადის (სმ.ᲜᲐᲮᲨᲘᲠᲑᲐᲓᲘᲡ)გერმანიუმი პირდაპირ არ შედის რეაქციაში; ამ ელემენტების ნაერთები მიიღება არაპირდაპირი გზით. მაგალითად, Ge 3 N 4 ნიტრიდი წარმოიქმნება თხევად ამიაკში გერმანიუმის დიიოდიდის GeI 2 გახსნით:
GeI 2 + NH 3 სითხე -> n -> Ge 3 N 4
გერმანიუმის ოქსიდი (IV), GeO 2, არის თეთრი კრისტალური ნივთიერება, რომელიც არსებობს ორი მოდიფიკაციით. ერთ-ერთი მოდიფიკაცია ნაწილობრივ იხსნება წყალში რთული გერმანული მჟავების წარმოქმნით. აჩვენებს ამფოტერულ თვისებებს.
GeO 2 ურთიერთქმედებს ტუტეებთან, როგორც მჟავა ოქსიდი:
GeO 2 + 2NaOH \u003d Na 2 GeO 3 + H 2 O
GeO 2 ურთიერთქმედებს მჟავებთან:
GeO 2 + 4HCl \u003d GeCl 4 + 2H 2 O
Ge tetrahalides არის არაპოლარული ნაერთები, რომლებიც ადვილად ჰიდროლიზდება წყლის მიერ.
3GeF 4 + 2H 2 O \u003d GeO 2 + 2H 2 GeF 6
ტეტრაჰალიდები მიიღება პირდაპირი ურთიერთქმედებით:
Ge + 2Cl 2 = GeCl 4
ან თერმული დაშლა:
BaGeF6 = GeF4 + BaF2
გერმანიუმის ჰიდრიდები ქიმიურად ჰგავს სილიციუმის ჰიდრიდებს, მაგრამ GeH 4 მონოგერმანი უფრო სტაბილურია, ვიდრე SiH 4 მონოსილანი. გერმანელები ქმნიან ჰომოლოგიურ სერიებს Ge n H 2n+2 , Ge n H 2n და სხვა, მაგრამ ეს სერიები უფრო მოკლეა ვიდრე სილანების.
Monogermane GeH 4 არის გაზი, რომელიც სტაბილურია ჰაერში და არ რეაგირებს წყალთან. ხანგრძლივი შენახვისას იშლება H 2 და Ge. მონოგერმანი მიიღება გერმანიუმის დიოქსიდის GeO 2-ის შემცირებით ნატრიუმის ბოროჰიდრიდით NaBH 4:
GeO 2 + NaBH 4 \u003d GeH 4 + NaBO 2.
ძალიან არასტაბილური GeO მონოქსიდი წარმოიქმნება გერმანიუმის და GeO 2 დიოქსიდის ნარევის ზომიერი გაცხელებით:
Ge + GeO 2 = 2GeO.
Ge(II) ნაერთები ადვილად არაპროპორციულია Ge-ს გამოყოფასთან:
2GeCl 2 -> Ge + GeCl 4
გერმანიუმის დისულფიდი GeS 2 არის თეთრი ამორფული ან კრისტალური ნივთიერება, რომელიც მიღებულია H 2 S-ის დალექვით GeCl 4-ის მჟავე ხსნარებიდან:
GeCl 4 + 2H 2 S \u003d GeS 2 Ї + 4HCl
GeS 2 იხსნება ტუტეებში და ამონიუმის ან ტუტე ლითონის სულფიდებში:
GeS 2 + 6NaOH \u003d Na 2 + 2Na 2 S,
GeS 2 + (NH 4) 2 S \u003d (NH 4) 2 GeS 3
Ge შეიძლება იყოს ორგანული ნაერთების ნაწილი. ცნობილია (CH 3) 4 Ge, (C 6 H 5) 4 Ge, (CH 3) 3 GeBr, (C 2 H 5) 3 GeOH და სხვა.
განაცხადი
გერმანიუმი არის ნახევარგამტარული მასალა, რომელიც გამოიყენება საინჟინრო და რადიოელექტრონიკაში ტრანზისტორების და მიკროსქემების წარმოებაში. მინაზე დეპონირებული Ge-ს თხელი ფირები გამოიყენება რადიოლოკაციური ინსტალაციების წინააღმდეგობის სახით. Ge-ს შენადნობები ლითონებთან გამოიყენება სენსორებსა და დეტექტორებში. გერმანიუმის დიოქსიდი გამოიყენება სათვალეების წარმოებაში, რომელიც გადასცემს ინფრაწითელ გამოსხივებას.

ენციკლოპედიური ლექსიკონი. 2009 .

სინონიმები:

ნახეთ, რა არის "გერმანიუმი" სხვა ლექსიკონებში:

ქიმიური ელემენტი აღმოაჩინეს 1886 წელს საქსონიაში აღმოჩენილ იშვიათ მინერალურ არგიროდიტში. რუსულ ენაში შეტანილი უცხო სიტყვების ლექსიკონი. ჩუდინოვი ა.ნ., 1910. გერმანიუმი (დასახელებულია ელემენტის აღმომჩენი მეცნიერის სამშობლოს საპატივცემულოდ), ქიმ. ელემენტი,...... რუსული ენის უცხო სიტყვების ლექსიკონი

- (გერმანიუმი), Ge, პერიოდული სისტემის IV ჯგუფის ქიმიური ელემენტი, ატომური ნომერი 32, ატომური მასა 72,59; არალითონი; ნახევარგამტარული მასალა. გერმანიუმი აღმოაჩინა გერმანელმა ქიმიკოსმა კ. ვინკლერმა 1886 წელს ... თანამედროვე ენციკლოპედია

გერმანიუმი- Ge ჯგუფი IV ელემენტი სისტემები; ზე. ნ. 32 საათზე. მ 72,59; სატელევიზიო. ნივთი მეტალიკით. ბრჭყვიალა. ბუნებრივი Ge არის ხუთი სტაბილური იზოტოპის ნაზავი მასობრივი ნომრებით 70, 72, 73, 74 და 76. Ge-ს არსებობა და თვისებები იწინასწარმეტყველა 1871 წელს D. I. ... ... ტექნიკური მთარგმნელის სახელმძღვანელო

გერმანიუმი- (გერმანიუმი), Ge, პერიოდული სისტემის IV ჯგუფის ქიმიური ელემენტი, ატომური ნომერი 32, ატომური მასა 72,59; არალითონი; ნახევარგამტარული მასალა. გერმანიუმი აღმოაჩინა გერმანელმა ქიმიკოსმა კ. ვინკლერმა 1886 წელს. ... ილუსტრირებული ენციკლოპედიური ლექსიკონი

- (ლათ. Germanium) Ge, პერიოდული სისტემის IV ჯგუფის ქიმიური ელემენტი, ატომური ნომერი 32, ატომური მასა 72,59. დასახელებულია ლათინური გერმანიიდან გერმანიიდან, კ.ა. ვინკლერის სამშობლოს საპატივცემულოდ. ვერცხლისფერი ნაცრისფერი კრისტალები; სიმკვრივე 5.33 გ/სმ³, mp 938.3 ... დიდი ენციკლოპედიური ლექსიკონი

- (სიმბოლო Ge), მენდელეევის პერიოდული ცხრილის IV ჯგუფის თეთრ-ნაცრისფერი მეტალის ელემენტი, რომელშიც ნაწინასწარმეტყველები იყო ჯერ კიდევ აღმოუჩენელი ელემენტების, კერძოდ, გერმანიუმის (1871) თვისებები. ელემენტი აღმოაჩინეს 1886 წელს. თუთიის დნობის ქვეპროდუქტი ... ... სამეცნიერო და ტექნიკური ენციკლოპედიური ლექსიკონი

გე (ლათ. Germania Germany * a. germanium; n. Germanium; f. germanium; და. germanio), ქიმ. ელემენტის IV ჯგუფი პერიოდული. მენდელეევის სისტემები, ატ.ს. 32 საათზე. მ 72,59. ბუნებრივი G. შედგება 4 სტაბილური იზოტოპისგან 70Ge (20,55%), 72Ge ... ... გეოლოგიური ენციკლოპედია

- (Ge), სინთეტიკური ერთკრისტალი, PP, წერტილის სიმეტრიის ჯგუფი m3m, სიმკვრივე 5,327 გ/სმ3, დნობა=936 °C, მყარი. მოჰსის მასშტაბით 6, ზე. მ 72,60. გამჭვირვალე IR რეგიონში l 1,5-დან 20 მიკრონიმდე; ოპტიკურად ანიზოტროპული, l=1.80 მკმ ეფ. რეფრაქცია n=4.143.…… ფიზიკური ენციკლოპედია

არსებობს, სინონიმების რაოდენობა: 3 ნახევარგამტარი (7) ეკასილიკონი (1) ელემენტი (159) ... სინონიმური ლექსიკონი

გერმანია- ქიმ. ელემენტი, სიმბოლო Ge (ლათ. Germanium), ატ. ნ. 32 საათზე. მ 72,59; მყიფე ვერცხლისფერი ნაცრისფერი კრისტალური ნივთიერება, სიმკვრივე 5327 კგ/მ3, vil = 937,5°C. გაფანტულია ბუნებაში; იგი მოიპოვება ძირითადად თუთიის ბლენდის დამუშავების დროს და ... ... დიდი პოლიტექნიკური ენციკლოპედია

გერმანიუმი (ლათინური Germanium-დან), დანიშნული "Ge", დიმიტრი ივანოვიჩ მენდელეევის ქიმიური ელემენტების პერიოდული ცხრილის IV ჯგუფის ელემენტი; ელემენტის ნომერი 32, ატომური მასა 72,59. გერმანიუმი არის ნაცრისფერი თეთრი მყარი, მეტალის ბზინვარებით. მიუხედავად იმისა, რომ გერმანიუმის ფერი საკმაოდ ფარდობითი კონცეფციაა, ეს ყველაფერი დამოკიდებულია მასალის ზედაპირულ დამუშავებაზე. ზოგჯერ ის შეიძლება იყოს ნაცრისფერი, როგორც ფოლადი, ზოგჯერ ვერცხლისფერი და ზოგჯერ მთლიანად შავი. გარეგნულად გერმანიუმი საკმაოდ ახლოსაა სილიკონთან. ეს ელემენტები არა მხოლოდ ერთმანეთის მსგავსია, არამედ ძირითადად აქვთ იგივე ნახევარგამტარული თვისებები. მათი არსებითი განსხვავება ისაა, რომ გერმანიუმი სილიკონზე ორჯერ მძიმეა.

ბუნებაში ნაპოვნი გერმანიუმი არის ხუთი სტაბილური იზოტოპის ნაზავი მასობრივი ნომრებით 76, 74, 73, 32, 70. ჯერ კიდევ 1871 წელს ცნობილმა ქიმიკოსმა, პერიოდული ცხრილის „მამამ“ დიმიტრი ივანოვიჩ მენდელეევმა იწინასწარმეტყველა თვისებები და არსებობა. გერმანიუმის. მან იმ დროისთვის უცნობ ელემენტს „ეკასილიციუმი“ უწოდა, რადგან. ახალი ნივთიერების თვისებები მრავალი თვალსაზრისით სილიკონის მსგავსი იყო. 1886 წელს, მინერალის არგირიდიტის შესწავლის შემდეგ, გერმანელმა ორმოცდარვა წლის ქიმიკოსმა კ.ვინკლერმა აღმოაჩინა სრულიად ახალი ქიმიური ელემენტი ბუნებრივ ნარევში.

თავიდან ქიმიკოსს სურდა ელემენტს ეწოდოს ნეპტუნიუმი, რადგან პლანეტა ნეპტუნი ასევე იწინასწარმეტყველეს ბევრად უფრო ადრე, ვიდრე აღმოჩენილი იყო, მაგრამ შემდეგ გაიგო, რომ ასეთი სახელი უკვე გამოყენებული იყო ერთ-ერთი ელემენტის ცრუ აღმოჩენისას, ამიტომ ვინკლერი გადაწყვიტა ამ სახელის მიტოვება. მეცნიერს შესთავაზეს დაერქვა ელემენტს angular, რაც ნიშნავს „საკამათო, კუთხოვანი“, მაგრამ ვინკლერი არც ამ სახელს დაეთანხმა, თუმცა No32 ელემენტმა მართლაც ბევრი კამათი გამოიწვია. მეცნიერი ეროვნებით გერმანელი იყო, ამიტომ საბოლოოდ გადაწყვიტა ელემენტს გერმანიუმი დაერქვა მშობლიური ქვეყნის გერმანიის საპატივცემულოდ.

როგორც მოგვიანებით გაირკვა, გერმანიუმი სხვა არაფერი იყო, თუ არა ადრე აღმოჩენილი "ეკასილიციუმი". მეოცე საუკუნის მეორე ნახევრამდე გერმანიუმის პრაქტიკული სარგებლობა საკმაოდ ვიწრო და შეზღუდული იყო. ლითონის სამრეწველო წარმოება დაიწყო მხოლოდ ნახევარგამტარული ელექტრონიკის სამრეწველო წარმოების დაწყების შედეგად.

გერმანიუმი არის ნახევარგამტარული მასალა, რომელიც ფართოდ გამოიყენება ელექტრონიკასა და ინჟინერიაში, ასევე მიკროსქემების და ტრანზისტორების წარმოებაში. რადარის დანადგარები იყენებენ გერმანიუმის თხელ ფენებს, რომლებიც გამოიყენება მინაზე და გამოიყენება როგორც წინააღმდეგობა. გერმანიუმის და ლითონების შენადნობები გამოიყენება დეტექტორებსა და სენსორებში.

ელემენტს არ აქვს ისეთი სიძლიერე, როგორიც არის ვოლფრამი ან ტიტანი, ის არ არის ენერგიის ამოუწურავი წყარო, როგორიცაა პლუტონიუმი ან ურანი, მასალის ელექტრული გამტარობა ასევე შორს არის ყველაზე მაღალი, ხოლო რკინა არის მთავარი ლითონი სამრეწველო ტექნოლოგიაში. ამის მიუხედავად, გერმანიუმი ჩვენი საზოგადოების ტექნიკური პროგრესის ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი კომპონენტია, რადგან. ის ჯერ კიდევ უფრო ადრე, ვიდრე სილიკონი დაიწყო ნახევარგამტარულ მასალად გამოყენება.

ამასთან დაკავშირებით, მიზანშეწონილია დავსვათ კითხვა: რა არის ნახევარგამტარობა და ნახევარგამტარები? ექსპერტებიც კი ვერ პასუხობენ ამ კითხვას ზუსტად, რადგან. შეგვიძლია ვისაუბროთ ნახევარგამტარების კონკრეტულად განხილულ თვისებებზე. ასევე არსებობს ზუსტი განმარტება, მაგრამ მხოლოდ ფოლკლორის სფეროდან: ნახევარგამტარი არის გამტარი ორი მანქანისთვის.

გერმანიუმის ფილა თითქმის იგივე ღირს, რაც ოქროს ზოდი. ლითონი ძალიან მყიფეა, თითქმის მინასავით, ასე რომ, თუ ასეთ შიგთავსს ჩამოაგდებთ, დიდია ალბათობა იმისა, რომ ლითონი უბრალოდ გატყდეს.

მეტალი გერმანიუმი, თვისებები

ბიოლოგიური თვისებები

სამედიცინო საჭიროებისთვის გერმანიუმი ყველაზე ფართოდ გამოიყენებოდა იაპონიაში. ცხოველებსა და ადამიანებზე ორგანოგერმანიუმის ნაერთების ტესტების შედეგებმა აჩვენა, რომ მათ შეუძლიათ სასარგებლო გავლენა მოახდინოს სხეულზე. 1967 წელს იაპონელმა ექიმმა კ.ასაიმ აღმოაჩინა, რომ ორგანულ გერმანიუმს აქვს ფართო ბიოლოგიური ეფექტი.

მის ყველა ბიოლოგიურ თვისებას შორის უნდა აღინიშნოს:

• - სხეულის ქსოვილებში ჟანგბადის გადაცემის უზრუნველყოფა;
• - ორგანიზმის იმუნური სტატუსის ამაღლება;
• - სიმსივნის საწინააღმდეგო აქტივობის გამოვლინება.

შემდგომში იაპონელმა მეცნიერებმა შექმნეს გერმანიუმის შემცველი მსოფლიოში პირველი სამედიცინო პროდუქტი - „გერმანიუმი - 132“.

რუსეთში ორგანული გერმანიუმის შემცველი პირველი შიდა პრეპარატი მხოლოდ 2000 წელს გამოჩნდა.

დედამიწის ქერქის ზედაპირის ბიოქიმიური ევოლუციის პროცესებმა საუკეთესო გავლენა არ მოახდინა მასში გერმანიუმის შემცველობაზე. ელემენტის უმეტესი ნაწილი ხმელეთიდან ოკეანეებშია გარეცხილი, ამიტომ მისი შემცველობა ნიადაგში საკმაოდ დაბალი რჩება.

მცენარეებს შორის, რომლებსაც აქვთ ნიადაგიდან გერმანიუმის შთანთქმის უნარი, ლიდერია ჟენშენი (გერმანიუმი 0,2%-მდე). გერმანიუმი ასევე გვხვდება ნიორში, ქაფურსა და ალოეში, რომლებიც ტრადიციულად გამოიყენება ადამიანის სხვადასხვა დაავადების სამკურნალოდ. ვეგეტაციაში გერმანიუმი გვხვდება კარბოქსიეთილის ნახევრადოქსიდის სახით. ახლა უკვე შესაძლებელია სესქვიოქსანის სინთეზირება პირიმიდინის ფრაგმენტით - გერმანიუმის ორგანული ნაერთებით. ეს ნაერთი თავისი სტრუქტურით ახლოს არის ბუნებრივთან, როგორც ჟენშენის ფესვში.

გერმანიუმი შეიძლება მიეკუთვნოს იშვიათ კვალი ელემენტებს. იგი წარმოდგენილია დიდი რაოდენობით სხვადასხვა პროდუქტში, მაგრამ მწირი დოზით. ორგანული გერმანიუმის ყოველდღიური მიღება განისაზღვრება 8-10 მგ. 125 საკვების შეფასებამ აჩვენა, რომ დაახლოებით 1,5 მგ გერმანიუმი ყოველდღიურად ხვდება სხეულში საკვებთან ერთად. კვალი ელემენტის შემცველობა 1 გ ნედლეულ საკვებში არის დაახლოებით 0,1 - 1,0 მკგ. გერმანიუმი გვხვდება რძეში, პომიდვრის წვენში, ორაგულსა და ლობიოში. მაგრამ გერმანიუმის ყოველდღიური მოთხოვნილების დასაკმაყოფილებლად, ყოველდღიურად უნდა დალიოთ 10 ლიტრი პომიდვრის წვენი ან მიირთვათ დაახლოებით 5 კილოგრამი ორაგული. ამ პროდუქტების ღირებულების, პიროვნების ფიზიოლოგიური თვისებებისა და საღი აზრის თვალსაზრისით, ასეთი რაოდენობის გერმანიუმის შემცველი პროდუქტების გამოყენება ასევე შეუძლებელია. რუსეთის ტერიტორიაზე მოსახლეობის დაახლოებით 80-90%-ს გერმანიუმის ნაკლებობა აქვს, რის გამოც სპეციალური პრეპარატები შემუშავდა.

პრაქტიკულმა კვლევებმა აჩვენა, რომ ორგანიზმში გერმანიუმი ყველაზე მეტად არის მიმდინარე ნაწლავში, კუჭში, ელენთაში, ძვლის ტვინში და სისხლში. მიკროელემენტის მაღალი შემცველობა ნაწლავებსა და კუჭში მიუთითებს პრეპარატის სისხლში შეწოვის პროცესის ხანგრძლივ მოქმედებაზე. არსებობს ვარაუდი, რომ ორგანული გერმანიუმი სისხლში იქცევა ისევე, როგორც ჰემოგლობინი, ე.ი. აქვს უარყოფითი მუხტი და მონაწილეობს ქსოვილებში ჟანგბადის გადატანაში. ამრიგად, ის ხელს უშლის ჰიპოქსიის განვითარებას ქსოვილის დონეზე.

განმეორებითი ექსპერიმენტების შედეგად დადასტურდა გერმანიუმის თვისება, გაააქტიუროს T-მკვლელები და ხელი შეუწყოს გამა ინტერფერონების ინდუქციას, რომლებიც თრგუნავენ სწრაფად გამყოფი უჯრედების გამრავლების პროცესს. ინტერფერონების მოქმედების ძირითადი მიმართულებაა სიმსივნის საწინააღმდეგო და ანტივირუსული დაცვა, ლიმფური სისტემის რადიოპროტექტორული და იმუნომოდულატორული ფუნქციები.

გერმანიუმს სესქვიოქსიდის სახით აქვს უნარი იმოქმედოს წყალბადის იონებზე H+, არბილებს მათ მავნე ზემოქმედებას სხეულის უჯრედებზე. ადამიანის სხეულის ყველა სისტემის შესანიშნავი მუშაობის გარანტია არის ჟანგბადის უწყვეტი მიწოდება სისხლსა და ყველა ქსოვილში. ორგანული გერმანიუმი არა მხოლოდ აწვდის ჟანგბადს სხეულის ყველა წერტილში, არამედ ხელს უწყობს მის ურთიერთქმედებას წყალბადის იონებთან.

• - გერმანიუმი ლითონია, მაგრამ მისი მტვრევადობა შეიძლება მინას შევადაროთ.
• - ზოგიერთ საცნობარო წიგნში ნათქვამია, რომ გერმანიუმს აქვს ვერცხლისფერი ფერი. მაგრამ ამის თქმა არ შეიძლება, რადგან გერმანიუმის ფერი პირდაპირ დამოკიდებულია ლითონის ზედაპირის დამუშავების მეთოდზე. ზოგჯერ შეიძლება თითქმის შავი გამოჩნდეს, სხვა დროს აქვს ფოლადის ფერი და ზოგჯერ შეიძლება იყოს ვერცხლისფერი.
• - გერმანიუმი აღმოჩნდა მზის ზედაპირზე, ასევე კოსმოსიდან ჩამოვარდნილი მეტეორიტების შემადგენლობაში.
• - პირველად გერმანიუმის ორგანული ელემენტის ნაერთი ელემენტის აღმომჩენმა კლემენს ვინკლერმა მიიღო გერმანიუმის ტეტრაქლორიდიდან 1887 წელს, ეს იყო ტეტრაეთილგერმანიუმი. ამ ეტაპზე მიღებული გერმანიუმის ყველა ორგანული ელემენტის ნაერთებიდან არცერთი არ არის შხამიანი. ამავდროულად, კალისა და ტყვიის ორგანული მიკროელემენტების უმეტესობა, რომლებიც ფიზიკური თვისებებით გერმანიუმის ანალოგებია, ტოქსიკურია.
• - დიმიტრი ივანოვიჩ მენდელეევმა მათ აღმოჩენამდეც იწინასწარმეტყველა სამი ქიმიური ელემენტი, მათ შორის გერმანიუმი, რომელიც ელემენტს ეკასილიციუმს უწოდებდა სილიკონთან მსგავსების გამო. ცნობილი რუსი მეცნიერის პროგნოზი იმდენად ზუსტი იყო, რომ უბრალოდ გააოცა მეცნიერები, მათ შორის. და ვინკლერი, რომელმაც აღმოაჩინა გერმანიუმი. ატომური წონა მენდელეევის მიხედვით იყო 72, სინამდვილეში კი 72,6; ხვედრითი წონა მენდელეევის მიხედვით იყო 5,5 რეალურად - 5,469; ატომური მოცულობა მენდელეევის მიხედვით იყო 13 სინამდვილეში - 13,57; მენდელეევის მიხედვით ყველაზე მაღალი ოქსიდი არის EsO2, სინამდვილეში - GeO2, მისი ხვედრითი წონა მენდელეევის მიხედვით იყო 4,7, რეალურად - 4,703; ქლორიდის ნაერთი მენდელეევის მიხედვით EsCl4 - თხევადი, დუღილის წერტილი დაახლოებით 90 ° C, სინამდვილეში - ქლორიდის ნაერთი GeCl4 - თხევადი, დუღილის წერტილი 83 ° C, წყალბადის ნაერთი მენდელეევის მიხედვით EsH4 არის აირისებრი, წყალბადის ნაერთი რეალურად არის GeH4 აირისებრი; ლითონის ორგანული ნაერთი მენდელეევის Es(C2H5)4 მიხედვით, დუღილის წერტილი 160 °C, ორგანული მეტალის ნაერთი სინამდვილეში - Ge(C2H5)4 დუღილის წერტილი 163,5°C. როგორც ზემოთ განხილული ინფორმაციადან ჩანს, მენდელეევის პროგნოზი საოცრად ზუსტი იყო.
• – 1886 წლის 26 თებერვალს კლემენს ვინკლერმა მენდელეევისადმი გაგზავნილი წერილი სიტყვებით „ძვირფასო სერ“. მან საკმაოდ თავაზიანი სახით უთხრა რუს მეცნიერს ახალი ელემენტის, სახელად გერმანიუმის აღმოჩენის შესახებ, რომელიც თავისი თვისებებით სხვა არაფერი იყო, თუ არა მენდელეევის ადრე ნაწინასწარმეტყველები "ეკასილიციუმი". არანაკლებ თავაზიანი იყო დიმიტრი ივანოვიჩ მენდელეევის პასუხი. მეცნიერი დაეთანხმა კოლეგის აღმოჩენას და გერმანიუმს უწოდა „მისი პერიოდული სისტემის გვირგვინი“, ვინკლერი კი ამ „გვირგვინის“ ტარების ღირსი ელემენტის „მამას“.
• - გერმანიუმი, როგორც კლასიკური ნახევარგამტარი, გახდა გასაღები ზეგამტარი მასალების შექმნის პრობლემის გადასაჭრელად, რომლებიც მოქმედებენ თხევადი წყალბადის, მაგრამ არა თხევადი ჰელიუმის ტემპერატურაზე. მოგეხსენებათ, წყალბადი გადადის თხევად მდგომარეობაში აირისებრი მდგომარეობიდან, როდესაც ტემპერატურა -252,6°C, ანუ 20,5°K-ს მიაღწევს. 1970-იან წლებში შეიქმნა გერმანიუმის და ნიობიუმის ფილმი, რომლის სისქე მხოლოდ რამდენიმე ათასი ატომია. ამ ფილმს შეუძლია შეინარჩუნოს ზეგამტარობა 23,2°K და ქვემოთ ტემპერატურაზეც კი.
• - გერმანიუმის ერთკრისტალის გაზრდისას, გერმანიუმის კრისტალი მოთავსებულია გამდნარი გერმანიუმის ზედაპირზე - "თესლი", რომელიც თანდათან იზრდება ავტომატური მოწყობილობის გამოყენებით, ხოლო დნობის ტემპერატურა ოდნავ აღემატება გერმანიუმის დნობის წერტილს (937 ° C). . „თესლი“ ისე ბრუნავს, რომ ერთკრისტალი, როგორც ამბობენ, „ხორცით გადაიზარდა“ ყველა მხრიდან თანაბრად. უნდა აღინიშნოს, რომ ასეთი ზრდის დროს ხდება იგივე, რაც ზონის დნობის პროცესში, ე.ი. პრაქტიკულად მხოლოდ გერმანიუმი გადადის მყარ ფაზაში და ყველა მინარევები რჩება დნობაში.

ამბავი

ისეთი ელემენტის არსებობა, როგორიცაა გერმანიუმი, იწინასწარმეტყველა ჯერ კიდევ 1871 წელს დიმიტრი ივანოვიჩ მენდელეევის მიერ, სილიკონთან მსგავსების გამო, ელემენტს ეწოდებოდა ეკასილიციუმი. 1886 წელს ფრაიბერგის სამთო აკადემიის პროფესორმა აღმოაჩინა არგიროდიტი, ვერცხლის ახალი მინერალი. შემდეგ ეს მინერალი საკმაოდ ყურადღებით შეისწავლა ტექნიკური ქიმიის პროფესორმა კლემენს ვინკლერმა, ჩაატარა მინერალის სრული ანალიზი. ორმოცდარვა წლის ვინკლერი სამართლიანად ითვლებოდა ფრაიბერგის სამთო აკადემიის საუკეთესო ანალიტიკოსად, რის გამოც მას მიეცა საშუალება შეესწავლა არგიროდიტი.

საკმაოდ მოკლე დროში პროფესორმა შეძლო მოხსენება წარმოედგინა თავდაპირველ მინერალში სხვადასხვა ელემენტების პროცენტული მაჩვენებლის შესახებ: ვერცხლი მის შემადგენლობაში შეადგენდა 74,72%; გოგირდი - 17,13%; შავი ოქსიდი - 0,66%; ვერცხლისწყალი - 0,31%; თუთიის ოქსიდი - 0,22%, მაგრამ თითქმის შვიდი პროცენტი - ეს იყო რაღაც გაუგებარი ელემენტის წილი, რომელიც, როგორც ჩანს, ჯერ კიდევ არ იყო აღმოჩენილი იმ შორეულ დროს. ამასთან დაკავშირებით, ვინკლერმა გადაწყვიტა გამოეყო არგიროდპტის ამოუცნობი კომპონენტი, შეესწავლა მისი თვისებები და კვლევის პროცესში მიხვდა, რომ რეალურად აღმოაჩინა სრულიად ახალი ელემენტი - ეს იყო ახსნა, რომელიც იწინასწარმეტყველა D.I. მენდელეევი.

თუმცა, არასწორი იქნება ვიფიქროთ, რომ ვინკლერის მუშაობა შეუფერხებლად წარიმართა. დიმიტრი ივანოვიჩ მენდელეევი, თავისი წიგნის ქიმიის საფუძვლების მერვე თავის გარდა, წერს: ”თავიდან (1886 წლის თებერვალი), მასალის ნაკლებობა, ასევე სპექტრის არარსებობა ცეცხლში და გერმანიუმის ნაერთების ხსნადობა, სერიოზულად შეაფერხა ვინკლერის კვლევა...“ ღირს ყურადღება მიაქციოთ სიტყვებს „ სპექტრის გარეშე. მაგრამ როგორ? 1886 წელს უკვე ფართოდ გამოიყენებოდა სპექტრული ანალიზის მეთოდი. ამ მეთოდის გამოყენებით აღმოაჩინეს ელემენტები, როგორიცაა ტალიუმი, რუბიდიუმი, ინდიუმი, ცეზიუმი დედამიწაზე და ჰელიუმი მზეზე. მეცნიერებმა უკვე დანამდვილებით იცოდნენ, რომ თითოეულ ქიმიურ ელემენტს გამონაკლისის გარეშე აქვს ინდივიდუალური სპექტრი, შემდეგ კი უცებ არ არსებობს სპექტრი!

ამ ფენომენის ახსნა ცოტა მოგვიანებით გამოჩნდა. გერმანიუმს აქვს დამახასიათებელი სპექტრული ხაზები. მათი ტალღის სიგრძეა 2651,18; 3039.06 Ǻ და კიდევ რამდენიმე. თუმცა, ისინი ყველა დევს სპექტრის ულტრაიისფერი უხილავი ნაწილის ფარგლებში, შეიძლება ჩაითვალოს იღბლიანი, რომ ვინკლერი არის ანალიზის ტრადიციული მეთოდების მიმდევარი, რადგან სწორედ ამ მეთოდებმა მიიყვანა იგი წარმატებამდე.

მინერალიდან გერმანიუმის მიღების ვინკლერის მეთოდი საკმაოდ ახლოსაა 32-ე ელემენტის გამოყოფის ერთ-ერთ თანამედროვე ინდუსტრიულ მეთოდთან. ჯერ გერმანიუმი, რომელსაც არგაროიდი შეიცავდა, გადაკეთდა დიოქსიდში. შემდეგ მიღებული თეთრი ფხვნილი გაცხელდა 600-700 °C ტემპერატურამდე წყალბადის ატმოსფეროში. ამ შემთხვევაში რეაქცია აშკარა აღმოჩნდა: GeO 2 + 2H 2 → Ge + 2H 2 O.

სწორედ ამ მეთოდით პირველად იქნა მიღებული შედარებით სუფთა No32 ელემენტი გერმანიუმი. თავდაპირველად ვინკლერმა განიზრახა ვანადიუმის ნეპტუნიუმის დარქმევა ამავე სახელწოდების პლანეტის მიხედვით, რადგან ნეპტუნი, ისევე როგორც გერმანიუმი, ჯერ იწინასწარმეტყველეს და მხოლოდ ამის შემდეგ იქნა ნაპოვნი. მაგრამ შემდეგ გაირკვა, რომ ასეთი სახელი ერთხელ უკვე გამოიყენეს, ერთ ქიმიურ ელემენტს, რომელიც ცრუ აღმოაჩინეს, ეწოდა ნეპტუნიუმი. ვინკლერმა არჩია კომპრომისზე არ წასულიყო მისი სახელი და აღმოჩენა და მიატოვა ნეპტუნიუმი. ერთმა ფრანგმა მეცნიერმა რაიონმა შესთავაზა, თუმცა მოგვიანებით მან მისი წინადადება ხუმრობად აღიარა, შესთავაზა ელემენტს კუთხოვანი ეწოდოს, ე.ი. „საკამათო, კუთხოვანი“, მაგრამ ვინკლერსაც ეს სახელი არ მოეწონა. შედეგად, მეცნიერმა დამოუკიდებლად აირჩია სახელი თავის ელემენტს და დაარქვა გერმანიუმი, მისი მშობლიური ქვეყნის გერმანიის პატივსაცემად, დროთა განმავლობაში ეს სახელი დამკვიდრდა.

მე-2 სართულამდე. მე -20 საუკუნე გერმანიუმის პრაქტიკული გამოყენება საკმაოდ შეზღუდული დარჩა. ლითონის სამრეწველო წარმოება წარმოიშვა მხოლოდ ნახევარგამტარების და ნახევარგამტარული ელექტრონიკის განვითარებასთან დაკავშირებით.

ბუნებაში ყოფნა

გერმანიუმი შეიძლება კლასიფიცირდეს კვალი ელემენტად. ბუნებაში ელემენტი თავისუფალ ფორმაში საერთოდ არ გვხვდება. ლითონის მთლიანი შემცველობა ჩვენი პლანეტის დედამიწის ქერქში მასის მიხედვით არის 7 × 10 −4% %. ეს უფრო მეტია, ვიდრე ისეთი ქიმიური ელემენტების შემცველობა, როგორიცაა ვერცხლი, ანტიმონი ან ბისმუტი. მაგრამ გერმანიუმის საკუთარი მინერალები საკმაოდ მწირია და ბუნებაში ძალიან იშვიათია. თითქმის ყველა ეს მინერალი არის სულფომარილები, მაგალითად, გერმანიტი Cu 2 (Cu, Fe, Ge, Zn) 2 (S, As) 4, კონფილდიტი Ag 8 (Sn,Ce)S 6, არგიროდიტი Ag8GeS6 და სხვა.

დედამიწის ქერქში გაფანტული გერმანიუმის ძირითადი ნაწილი შეიცავს უამრავ ქანებს, ისევე როგორც ბევრ მინერალს: ფერადი ლითონების სულფიტური საბადოები, რკინის მადნები, ზოგიერთი ოქსიდური მინერალი (ქრომიტი, მაგნეტიტი, რუტილი და სხვა), გრანიტები. , დიაბაზები და ბაზალტები. ზოგიერთი სფალერიტის შემადგენლობაში ელემენტის შემცველობამ შეიძლება მიაღწიოს რამდენიმე კილოგრამს ტონაზე, მაგალითად, ფრანკეიტში და სულვანიტში 1 კგ/ტ, ენარგიტებში გერმანიუმის შემცველობაა 5 კგ/ტ, პირაგირიტში - 10 კგ-მდე. / ტ, მაგრამ სხვა სილიკატებში და სულფიდებში - ათობით და ასეულობით გ/ტ. გერმანიუმის მცირე ნაწილი წარმოდგენილია თითქმის ყველა სილიკატში, ასევე ნავთობისა და ქვანახშირის ზოგიერთ საბადოში.

ელემენტის მთავარი მინერალია გერმანიუმის სულფიტი (ფორმულა GeS2). მინერალი მინარევის სახით გვხვდება თუთიის სულფიტებში და სხვა ლითონებში. გერმანიუმის ყველაზე მნიშვნელოვანი მინერალებია: გერმანიტი Cu 3 (Ge, Fe, Ga) (S, As) 4, პლუმბოგერმანიტი (Pb, Ge, Ga) 2 SO 4 (OH) 2 2H 2 O, სტოტიტი FeGe (OH) 6, rhenierite Cu 3 (Fe, Ge, Zn) (S, As) 4 და არგიროდიტი Ag 8 GeS 6.

გერმანიუმი გამონაკლისის გარეშე ყველა სახელმწიფოს ტერიტორიაზეა. მაგრამ მსოფლიოს არცერთ ინდუსტრიულ ქვეყანას არ აქვს ამ ლითონის სამრეწველო საბადოები. გერმანიუმი ძალიან, ძალიან გაფანტულია. დედამიწაზე ამ ლითონის მინერალები ძალიან იშვიათად ითვლება, გერმანიუმის შემცველობა, რომელშიც მინიმუმ 1% შეადგენს. ასეთ მინერალებს მიეკუთვნება გერმანიტი, არგიროდიტი, ულტრამაფიკი და სხვა, მათ შორის ბოლო ათწლეულების განმავლობაში აღმოჩენილი მინერალები: შტოტიტი, რენიერიტი, პლუმბოგერმანიტი და კონფილდიტი. ყველა ამ წიაღისეულის საბადოები ვერ აკმაყოფილებენ თანამედროვე ინდუსტრიის საჭიროებებს ამ იშვიათ და მნიშვნელოვან ქიმიურ ელემენტში.

გერმანიუმის უმეტესი ნაწილი დისპერსიულია სხვა ქიმიური ელემენტების მინერალებში და ასევე გვხვდება ბუნებრივ წყლებში, ნახშირში, ცოცხალ ორგანიზმებში და ნიადაგში. მაგალითად, ჩვეულებრივ ნახშირში გერმანიუმის შემცველობა ზოგჯერ 0,1%-ზე მეტს აღწევს. მაგრამ ასეთი მაჩვენებელი საკმაოდ იშვიათია, ჩვეულებრივ გერმანიუმის წილი უფრო დაბალია. მაგრამ ანტრაციტში გერმანიუმი თითქმის არ არის.

ქვითარი

გერმანიუმის სულფიდის დამუშავებისას მიიღება ოქსიდი GeO 2, წყალბადის დახმარებით მცირდება თავისუფალი გერმანიუმის მისაღებად.

სამრეწველო წარმოებაში გერმანიუმი მოიპოვება ძირითადად, როგორც ქვეპროდუქტი ფერადი ლითონის მადნების (თუთიის ნაზავი, თუთია-სპილენძ-ტყვიის პოლიმეტალური კონცენტრატები, რომლებიც შეიცავს 0,001-0,1% გერმანიუმს), ნახშირის წვის ნაცარი და ზოგიერთი სხვა. კოქსის ქიმიის პროდუქტები.

თავდაპირველად გერმანიუმის კონცენტრატი (2%-დან 10%-მდე გერმანიუმამდე) იზოლირებულია ზემოთ განხილული წყაროებიდან სხვადასხვა გზით, რომელთა არჩევანი დამოკიდებულია ნედლეულის შემადგენლობაზე. კრივის ქვანახშირის დამუშავებისას გერმანიუმი ნაწილობრივ გროვდება (5%-დან 10%-მდე) ტარის წყალში და ფისში, იქიდან მას იღებენ ტანინთან ერთად, რის შემდეგაც მას აშრობენ და ადუღებენ 400-500° ტემპერატურაზე. C. შედეგი არის კონცენტრატი, რომელიც შეიცავს დაახლოებით 30-40% გერმანიუმს, გერმანიუმი იზოლირებულია მისგან GeCl 4-ის სახით. ასეთი კონცენტრატისგან გერმანიუმის მოპოვების პროცესი, როგორც წესი, მოიცავს იმავე ეტაპებს:

1) კონცენტრატი ქლორირებულია მარილმჟავით, მჟავისა და ქლორის ნარევით წყალში ან სხვა ქლორირებული აგენტებით, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ტექნიკური GeCl 4. GeCl 4-ის გასაწმენდად გამოიყენება კონცენტრირებული მარილმჟავას მინარევების გასწორება და ექსტრაქცია.

2) ტარდება GeCl 4-ის ჰიდროლიზი, ჰიდროლიზის პროდუქტები კალცინდება GeO 2 ოქსიდის მიღებამდე.

3) GeO მცირდება წყალბადით ან ამიაკით სუფთა ლითონად.

ყველაზე სუფთა გერმანიუმის მიღებისას, რომელიც გამოიყენება ნახევარგამტარულ ტექნიკურ საშუალებებში, ხდება ლითონის ზონის დნობა. ერთკრისტალური გერმანიუმი, რომელიც აუცილებელია ნახევარგამტარების წარმოებისთვის, ჩვეულებრივ მიიღება ზონის დნობით ან ჩოხრალსკის მეთოდით.

კოქსის მცენარეების ტარის წყლებიდან გერმანიუმის გამოყოფის მეთოდები შეიმუშავა საბჭოთა მეცნიერმა ვ.ა. ნაზარენკო. ამ ნედლეულში გერმანიუმი არაუმეტეს 0,0003%-ია, თუმცა მათგან მუხის ექსტრაქტის გამოყენებით ადვილია გერმანიუმის დალექვა ტანიდური კომპლექსის სახით.

ტანინის ძირითადი კომპონენტია გლუკოზის ესტერი, სადაც არის მეტა-დიგალის მჟავას რადიკალი, რომელიც აკავშირებს გერმანიუმს, მაშინაც კი, თუ ელემენტის კონცენტრაცია ხსნარში ძალიან დაბალია. ნალექიდან მარტივად შეგიძლიათ მიიღოთ კონცენტრატი, რომელშიც გერმანიუმის დიოქსიდის შემცველობა 45%-მდეა.

შემდგომი გარდაქმნები უკვე ნაკლებად იქნება დამოკიდებული ნედლეულის ტიპზე. გერმანიუმი მცირდება წყალბადით (როგორც მე-19 საუკუნეში ვინკლერის შემთხვევაში), თუმცა გერმანიუმის ოქსიდი ჯერ უნდა იყოს იზოლირებული მრავალი მინარევებისაგან. გერმანიუმის ერთი ნაერთის თვისებების წარმატებული კომბინაცია ძალიან სასარგებლო აღმოჩნდა ამ პრობლემის გადასაჭრელად.

გერმანიუმის ტეტრაქლორიდი GeCl4. არის აქროლადი სითხე, რომელიც დუღს სულ რაღაც 83,1°C-ზე. ამიტომ საკმაოდ მოხერხებულად იწმინდება დისტილაციით და რექტიფიკაციით (კვარცის სვეტებში შეფუთვით).

GeCl4 თითქმის უხსნადია მარილმჟავაში. ეს ნიშნავს, რომ HCl მინარევების დაშლა შეიძლება გამოყენებულ იქნას მის გასაწმენდად.

გაწმენდილი გერმანიუმის ტეტრაქლორიდი მუშავდება წყლით, იწმინდება იონგამცვლელი ფისებით. სასურველი სისუფთავის ნიშანია წყლის წინააღმდეგობის გაზრდა 15-20 მილიონ ომ სმ-მდე.

GeCl4-ის ჰიდროლიზი ხდება წყლის გავლენის ქვეშ:

GeCl4 + 2H2O → GeO2 + 4HCl.

ჩანს, რომ ჩვენს წინაშეა გერმანიუმის ტეტრაქლორიდის მიღების რეაქციის „უკუღმა დაწერილი“ განტოლება.

შემდეგ მოდის GeO2-ის შემცირება გაწმენდილი წყალბადის გამოყენებით:

GeO2 + 2 H2O → Ge + 2 H2O.

შედეგად მიიღება დაფხვნილი გერმანიუმი, რომელიც შენადნობს და შემდეგ იწმინდება ზონის დნობის მეთოდით. ეს გაწმენდის მეთოდი შეიქმნა ჯერ კიდევ 1952 წელს სპეციალურად გერმანიუმის გასაწმენდად.

მინარევები, რომლებიც აუცილებელია გერმანიუმისთვის კონკრეტული ტიპის გამტარობის მისაცემად, შეყვანილია წარმოების ბოლო ეტაპებზე, კერძოდ, ზონის დნობის დროს, ასევე ერთი ბროლის ზრდის დროს.

განაცხადი

გერმანიუმი არის ნახევარგამტარული მასალა, რომელიც გამოიყენება ელექტრონიკასა და ტექნოლოგიაში მიკროსქემების და ტრანზისტორების წარმოებაში. გერმანიუმის უწვრილესი ფირები გამოიყენება მინაზე და გამოიყენება როგორც წინააღმდეგობა სარადარო დანადგარებში. გერმანიუმის შენადნობები სხვადასხვა ლითონებით გამოიყენება დეტექტორების და სენსორების წარმოებაში. გერმანიუმის დიოქსიდი ფართოდ გამოიყენება სათვალეების წარმოებაში, რომლებსაც აქვთ ინფრაწითელი გამოსხივების გადაცემის თვისება.

გერმანიუმის ტელურიდი დიდი ხანია ემსახურება როგორც სტაბილური თერმოელექტრული მასალა, ასევე თერმოელექტრული შენადნობების კომპონენტი (თერმო-საშუალო ემფ 50 μV/K). ულტრა მაღალი სისუფთავის გერმანიუმი განსაკუთრებულ სტრატეგიულ როლს თამაშობს წარმოებაში. პრიზმები და ლინზები ინფრაწითელი ოპტიკისთვის. გერმანიუმის უმსხვილესი მომხმარებელი არის ზუსტად ინფრაწითელი ოპტიკა, რომელიც გამოიყენება კომპიუტერულ ტექნოლოგიაში, რაკეტების დაკვირვებისა და მართვის სისტემებში, ღამის ხედვის მოწყობილობებში, რუკაზე და თანამგზავრებიდან დედამიწის ზედაპირის შესწავლაში. გერმანიუმი ასევე ფართოდ გამოიყენება ოპტიკურ ბოჭკოვან სისტემებში (გერმანიუმის ტეტრაფტორიდის დამატება მინის ბოჭკოებში), ასევე ნახევარგამტარ დიოდებში.

გერმანიუმი, როგორც კლასიკური ნახევარგამტარი, გახდა გასაღები ზეგამტარი მასალების შექმნის პრობლემის გადასაჭრელად, რომლებიც მოქმედებენ თხევადი წყალბადის, მაგრამ არა თხევადი ჰელიუმის ტემპერატურაზე. მოგეხსენებათ, წყალბადი გაზის მდგომარეობიდან თხევად მდგომარეობაში გადადის, როდესაც ტემპერატურა -252,6°C, ანუ 20,5°K-ს მიაღწევს. 1970-იან წლებში შეიქმნა გერმანიუმის და ნიობიუმის ფილმი, რომლის სისქე მხოლოდ რამდენიმე ათასი ატომია. ამ ფილმს შეუძლია შეინარჩუნოს ზეგამტარობა 23,2°K და ქვემოთ ტემპერატურაზეც კი.

HES ფირფიტაში ინდიუმის შერწყმით, რითაც იქმნება რეგიონი ეგრეთ წოდებული ხვრელების გამტარობით, მიიღება გამსწორებელი მოწყობილობა, ე.ი. დიოდი. დიოდს აქვს ელექტრული დენის გადაცემის თვისება ერთი მიმართულებით: ელექტრონის რეგიონი ხვრელების გამტარობის რეგიონიდან. HES ფირფიტის ორივე მხარეს ინდიუმის შერწყმის შემდეგ, ეს ფირფიტა ხდება ტრანზისტორის საფუძველი. პირველად მსოფლიოში 1948 წელს შეიქმნა გერმანიუმის ტრანზისტორი და მხოლოდ ოცი წლის შემდეგ ასობით მილიონი ასეთი მოწყობილობა შეიქმნა.

გერმანიუმზე და ტრიოდებზე დაფუძნებული დიოდები ფართოდ გამოიყენება ტელევიზორებსა და რადიოებში, მრავალფეროვან საზომ მოწყობილობებში და საანგარიშო მოწყობილობებში.

გერმანიუმი ასევე გამოიყენება თანამედროვე ტექნოლოგიების სხვა განსაკუთრებით მნიშვნელოვან სფეროებში: დაბალი ტემპერატურის გაზომვისას, ინფრაწითელი გამოსხივების გამოვლენისას და ა.შ.

ცოცხის გამოყენება ყველა ამ უბანში მოითხოვს ძალიან მაღალი ქიმიური და ფიზიკური სისუფთავის გერმანიუმს. ქიმიური სისუფთავე არის ისეთი სისუფთავე, რომლის დროსაც მავნე მინარევების რაოდენობა არ უნდა იყოს პროცენტის 10-მილიონედზე მეტი (10-7%). ფიზიკური სისუფთავე ნიშნავს მინიმალურ დისლოკაციას, მინიმუმ დარღვევას ნივთიერების კრისტალურ სტრუქტურაში. მის მისაღწევად სპეციალურად მოჰყავთ ერთკრისტალური გერმანიუმი. ამ შემთხვევაში, მთელი ლითონის ღერო მხოლოდ ერთი კრისტალია.

ამისათვის გერმანიუმის კრისტალი მოთავსებულია გამდნარი გერმანიუმის ზედაპირზე - "თესლი", რომელიც თანდათან იზრდება ავტომატური მოწყობილობის გამოყენებით, ხოლო დნობის ტემპერატურა ოდნავ აღემატება გერმანიუმის დნობის წერტილს (937 ° C). „თესლი“ ისე ბრუნავს, რომ ერთკრისტალი, როგორც ამბობენ, „ხორცით გადაიზარდა“ ყველა მხრიდან თანაბრად. უნდა აღინიშნოს, რომ ასეთი ზრდის დროს ხდება იგივე, რაც ზონის დნობის პროცესში, ე.ი. პრაქტიკულად მხოლოდ გერმანიუმი გადადის მყარ ფაზაში და ყველა მინარევები რჩება დნობაში.

ფიზიკური თვისებები

ალბათ, ამ სტატიის მკითხველთაგან ცოტას მოუწია ვანადიუმის ვიზუალურად ნახვა. ელემენტი თავისთავად საკმაოდ მწირია და ძვირია, მას არ იყენებენ სამომხმარებლო საქონლის დასამზადებლად და მათი გერმანიუმის შევსება, რომელიც ელექტრომოწყობილობებში გვხვდება, იმდენად მცირეა, რომ ლითონის დანახვა შეუძლებელია.

ზოგიერთ საცნობარო წიგნში ნათქვამია, რომ გერმანიუმი ვერცხლისფერია. მაგრამ ამის თქმა არ შეიძლება, რადგან გერმანიუმის ფერი პირდაპირ დამოკიდებულია ლითონის ზედაპირის დამუშავების მეთოდზე. ზოგჯერ შეიძლება თითქმის შავი გამოჩნდეს, სხვა დროს აქვს ფოლადის ფერი და ზოგჯერ შეიძლება იყოს ვერცხლისფერი.

გერმანიუმი ისეთი იშვიათი ლითონია, რომ მისი ინგოტის ღირებულება შეიძლება შევადაროთ ოქროს ღირებულებას. გერმანიუმს ახასიათებს გაზრდილი მტვრევადობა, რომლის შედარება შესაძლებელია მხოლოდ მინასთან. გარეგნულად გერმანიუმი საკმაოდ ახლოსაა სილიკონთან. ეს ორი ელემენტი ორივე კონკურენტია ყველაზე მნიშვნელოვანი ნახევარგამტარისა და ანალოგების ტიტულისთვის. მიუხედავად იმისა, რომ ელემენტის ზოგიერთი ტექნიკური თვისება დიდწილად მსგავსია, მასალების გარეგნობასთან დაკავშირებით, ძალიან ადვილია განასხვავოთ გერმანიუმი სილიკონისგან, გერმანიუმი ორჯერ უფრო მძიმეა. სილიციუმის სიმკვრივეა 2,33 გ/სმ3, ხოლო გერმანიუმის სიმკვრივე 5,33 გ/სმ3.

მაგრამ გერმანიუმის სიმკვრივეზე ცალსახად საუბარი შეუძლებელია, რადგან. ფიგურა 5.33 გ/სმ3 ეხება გერმანიუმ-1-ს. ეს არის 32-ე ელემენტის ხუთი ალოტროპული მოდიფიკაციის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი და ყველაზე გავრცელებული მოდიფიკაცია. ოთხი მათგანი კრისტალურია და ერთი ამორფული. გერმანიუმი-1 ოთხი კრისტალური მოდიფიკაციიდან ყველაზე მსუბუქია. მისი კრისტალები აგებულია ზუსტად ისე, როგორც ალმასის კრისტალები, a = 0,533 ნმ. თუმცა, თუ ეს სტრუქტურა ნახშირბადისთვის მაქსიმალურად მკვრივია, მაშინ გერმანიუმსაც უფრო მკვრივი მოდიფიკაციები აქვს. ზომიერი სითბო და მაღალი წნევა (დაახლოებით 30 ათასი ატმოსფერო 100 ° C ტემპერატურაზე) გარდაქმნის გერმანიუმ-1-ს გერმანიუმ-2-ად, რომლის ბროლის გისოსის სტრუქტურა ზუსტად იგივეა, რაც თეთრი კალის. იგივე მეთოდს ვიყენებთ გერმანიუმ-3-ისა და გერმანიუმ-4-ის მისაღებად, რომლებიც კიდევ უფრო მკვრივია. ყველა ეს „არც თუ ისე ჩვეულებრივი“ მოდიფიკაცია აღემატება გერმანიუმ-1-ს არა მხოლოდ სიმკვრივით, არამედ ელექტროგამტარობითაც.

თხევადი გერმანიუმის სიმკვრივეა 5,557 გ/სმ3 (1000°C-ზე), ლითონის დნობის ტემპერატურა 937,5°C; დუღილის წერტილი არის დაახლოებით 2700°C; თბოგამტარობის კოეფიციენტის მნიშვნელობა არის დაახლოებით 60 W/(m (K), ან 0.14 cal/ (სმ (სმ (სმ (სმ)) 25°C ტემპერატურაზე. ჩვეულებრივ ტემპერატურაზე სუფთა გერმანიუმიც კი მყიფეა, მაგრამ როდესაც ის აღწევს 550 ° C- ს, ის იწყებს დაცემას მინერალოგიური მასშტაბით, გერმანიუმის სიმტკიცე არის 6-დან 6,5-მდე, შეკუმშვის კოეფიციენტის მნიშვნელობა (წნევის დიაპაზონში 0-დან 120 H / m 2-მდე, ან 0-დან 12000-მდე. კგფ/მმ 2) არის 1,4 10-7 მ 2/მნ (ან 1,4 10-6 სმ 2/კგფ), ზედაპირული დაძაბულობა არის 0,6 ნ/მ (ან 600 დინი/სმ).

გერმანიუმი არის ტიპიური ნახევარგამტარი, რომლის დიაპაზონის ზომაა 1,104·10 -19 ან 0,69 ევ (25°C-ზე); მაღალი სისუფთავის გერმანიუმში, ელექტრული წინაღობა არის 0,60 ომ (მ (60 ომ (სმ) (25 ° C); ელექტრონების მობილობის ინდექსი არის 3900 და ხვრელის მობილურობა არის 1900 სმ 2/წმ (25 ° C და 8% მინარევების შემცველობით.) ინფრაწითელი სხივებისთვის, რომელთა ტალღის სიგრძე 2 მიკრონზე მეტია, ლითონი გამჭვირვალეა.

გერმანიუმი საკმაოდ მყიფეა, ის არ შეიძლება იყოს ცხელი ან ცივი დამუშავებული 550 °C-ზე დაბალი წნევით, მაგრამ თუ ტემპერატურა მოიმატებს, ლითონი ხდება დრეკადი. ლითონის სიმტკიცე მინერალოგიური მასშტაბით არის 6,0-6,5 (გერმანიუმი იჭრება ფირფიტებად ლითონის ან ალმასის დისკის და აბრაზიულის გამოყენებით).

ქიმიური თვისებები

გერმანიუმი, რომელიც ქიმიურ ნაერთებშია, ჩვეულებრივ ავლენს მეორე და მეოთხე ვალენტობას, მაგრამ ოთხვალენტიანი გერმანიუმის ნაერთები უფრო სტაბილურია. გერმანიუმი ოთახის ტემპერატურაზე მდგრადია წყლის, ჰაერის, აგრეთვე ტუტე ხსნარების და გოგირდის ან მარილმჟავას განზავებული კონცენტრატების მოქმედების მიმართ, მაგრამ ელემენტი საკმაოდ ადვილად იხსნება აკვა რეგიაში ან წყალბადის ზეჟანგის ტუტე ხსნარში. ელემენტი ნელა იჟანგება აზოტის მჟავას მოქმედებით. ჰაერში 500-700 ° C ტემპერატურის მიღწევის შემდეგ, გერმანიუმი იწყებს ჟანგვას GeO 2 და GeO ოქსიდებად. (IV) გერმანიუმის ოქსიდი არის თეთრი ფხვნილი, დნობის წერტილით 1116°C და წყალში ხსნადობით 4,3 გ/ლ (20°C-ზე). მისი ქიმიური თვისებების მიხედვით, ნივთიერება ამფოტერულია, ხსნადი ტუტეში, ძნელად მინერალურ მჟავაში. იგი მიიღება GeO 3 nH 2 O ჰიდრატირებული ნალექის შეღწევით, რომელიც გამოიყოფა ჰიდროლიზის დროს.გერმანიუმის მჟავას წარმოებულები, მაგალითად, ლითონის გერმანატები (Na 2 GeO 3 , Li 2 GeO 3 და სხვ.) არის მყარი დნობის მაღალი წერტილით. , შეიძლება მივიღოთ GeO 2-ისა და სხვა ოქსიდების შერწყმით.

გერმანიუმის და ჰალოგენების ურთიერთქმედების შედეგად შეიძლება წარმოიქმნას შესაბამისი ტეტრაჰალიდები. რეაქცია ყველაზე მარტივია ქლორთან და ფტორთან (თუნდაც ოთახის ტემპერატურაზე), შემდეგ იოდით (ტემპერატურა 700-800 ° C, CO-ს არსებობა) და ბრომით (დაბალი გათბობით). გერმანიუმის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაერთია ტეტრაქლორიდი (ფორმულა GeCl 4). ეს არის უფერო სითხე, რომლის დნობის წერტილია 49,5°C, დუღილის წერტილი 83,1°C და სიმკვრივე 1,84 გ/სმ3 (20°C-ზე). ნივთიერება ძლიერ ჰიდროლიზდება წყლით, გამოყოფს ჰიდრატირებული ოქსიდის ნალექს (IV). ტეტრაქლორიდი მიიღება მეტალის გერმანიუმის ქლორირებით ან GeO 2 ოქსიდის და კონცენტრირებული მარილმჟავას ურთიერთქმედებით. ასევე ცნობილია გერმანიუმის დიჰალიდები ზოგადი ფორმულით GeX 2, ჰექსაქლოროდიგერმანი Ge 2 Cl 6, GeCl მონოქლორიდი, ასევე გერმანიუმის ოქსიქლორიდები (მაგალითად, CeOCl 2).

900-1000 ° C-მდე მიღწევის შემდეგ, გოგირდი ენერგიულად ურთიერთქმედებს გერმანიუმთან, წარმოქმნის GeS 2 დისულფიდს. ეს არის თეთრი მყარი დნობის წერტილი 825°C. ასევე შესაძლებელია GeS მონოსულფიდის და გერმანიუმის მსგავსი ნაერთების წარმოქმნა ტელურუმთან და სელენთან, რომლებიც წარმოადგენენ ნახევარგამტარებს. 1000-1100 °C ტემპერატურაზე წყალბადი ოდნავ რეაგირებს გერმანიუმთან, წარმოქმნის germine (GeH) X-ს, რომელიც არის არასტაბილური და ძლიერ აქროლადი ნაერთი. Ge n H 2n + 2-დან Ge 9 H 20-ის სერიის გერმანული წყალბადები შეიძლება წარმოიქმნას გერმანიდების განზავებულ HCl-თან რეაქციით. გერმილენი ასევე ცნობილია GeH 2 შემადგენლობით. გერმანიუმი უშუალოდ არ რეაგირებს აზოტთან, მაგრამ არის Ge 3 N 4 ნიტრიდი, რომელიც მიიღება ამიაკის მოქმედებით გერმანიუმზე (700-800 ° C). გერმანიუმი არ ურთიერთქმედებს ნახშირბადთან. ბევრ ლითონთან ერთად გერმანიუმი წარმოქმნის სხვადასხვა ნაერთებს - გერმანიდებს.

ცნობილია გერმანიუმის მრავალი რთული ნაერთი, რომლებიც სულ უფრო მნიშვნელოვანი ხდება გერმანიუმის ელემენტის ანალიტიკურ ქიმიაში, აგრეთვე ქიმიური ელემენტის მიღების პროცესებში. გერმანიუმს შეუძლია შექმნას რთული ნაერთები ჰიდროქსილის შემცველ ორგანულ მოლეკულებთან (პოლიჰიდრული სპირტები, პოლიბაზური მჟავები და სხვა). ასევე არსებობს გერმანიუმის ჰეტეროპოლი მჟავები. IV ჯგუფის სხვა ელემენტების მსგავსად, გერმანიუმი ახასიათებს ორგანულ მეტალურ ნაერთებს. მაგალითია ტეტრაეთილგერმანი (C 2 H 5) 4 Ge 3 .

(Germanium; ლათ. Germania - გერმანია), Ge - ქიმ. ელემენტთა პერიოდული სისტემის IV ჯგუფის ელემენტი; ზე. ნ. 32 საათზე. მ 72,59. ვერცხლისფერი ნაცრისფერი ნივთიერება მეტალის ბზინვარებით. ქიმ. ნაერთები ავლენენ ჟანგვის მდგომარეობებს + 2 და +4. +4 ჟანგვის მდგომარეობის მქონე ნაერთები უფრო სტაბილურია. ბუნებრივი გერმანიუმი შედგება ოთხი სტაბილური იზოტოპისგან, მასობრივი ნომრებით 70 (20.55%), 72 (27.37%), 73 (7.67%) და 74 (36.74%) და ერთი რადიოაქტიური იზოტოპი 76 მასის ნომრით (7.67%) და ნახევარგამოყოფის პერიოდი. 2106 წლის განმავლობაში. ხელოვნურად (სხვადასხვა ბირთვული რეაქციების დახმარებით) მიღებულია მრავალი რადიოაქტიური იზოტოპი; ყველაზე მნიშვნელოვანი არის 71 Ge იზოტოპი, რომლის ნახევარგამოყოფის პერიოდი 11,4 დღეა.

წმინდა გერმანიუმის არსებობა (სახელწოდებით "ეკასილიცი") იწინასწარმეტყველა 1871 წელს რუსმა მეცნიერმა დ.ი. მენდელეევმა. თუმცა, მხოლოდ 1886 წელს. ქიმიკოსმა კ.ვინკლერმა აღმოაჩინა უცნობი ელემენტი მინერალ არგიროდიტში, რომლის თვისებები ემთხვევა „ეკასილიკონის“ თვისებებს. გამოსაშვების დასაწყისი. გერმანიუმის წარმოება 40-იანი წლებით თარიღდება. მე-20 საუკუნეში, როდესაც გამოიყენებოდა ნახევარგამტარ მასალად. გერმანიუმის შემცველობა დედამიწის ქერქში (1-2) შეადგენს 10~4%. გერმანიუმი არის მიკროელემენტი და იშვიათად გვხვდება როგორც საკუთარი მინერალები. ცნობილია შვიდი მინერალი, რომლებშიც მისი კონცენტრაცია 1%-ზე მეტია, მათ შორის: Cu2 (Cu, Ge, Ga, Fe, Zn) 2 (S, As) 4X X (6.2-10.2% Ge), რენიერიტი (Cu, Fe)2 (Cu, Fe, Ge, Ga, Zn)2 X X (S, As)4 (5.46-7.80% Ge) და არგიროდიტი Ag8GeS6 (3/55-6.93% Ge) . გ. ასევე გროვდება კაუსტობიოლითებში (ჰუმუს ნახშირი, ნავთობის ფიქალი, ზეთი). ალმასის კრისტალურ მოდიფიკაციას, რომელიც სტაბილურია ჩვეულებრივ პირობებში, აქვს ალმასის მსგავსი კუბური სტრუქტურა, პერიოდი a = 5,65753 A (ლარი).

გერმანიუმი არის

გერმანიუმის სიმკვრივე (t-ra 25 ° C) 5,3234 გ / სმ3, დნობა 937,2 ° C; tbp 2852°C; შერწყმის სითბო 104,7 კალ/გ, სუბლიმაციის სიცხე 1251 კალ/გ, თბოტევადობა (ტემპერატურა 25°C) 0,077 კალ/გ გრადუსი; კოეფიციენტი თბოგამტარობა, (t-ra 0 °C) 0,145 კალ/სმ წმ გრადუსი, ტემპერატურის კოეფიციენტი. ხაზოვანი გაფართოება (t-ra 0-260 ° C), 5.8 x 10-6 deg-1. დნობისას გერმანიუმი მცირდება მოცულობით (დაახლოებით 5,6%-ით), მისი სიმკვრივე იზრდება 4%-ით სთ.მაღალი წნევის დროს ალმასის მსგავსი მოდიფიკაცია. გერმანიუმი განიცდის პოლიმორფულ გარდაქმნებს, ქმნის კრისტალურ მოდიფიკაციას: B-Sn ტიპის ტეტრაგონური სტრუქტურა (GeII), სხეულზე ორიენტირებული ტეტრაგონური სტრუქტურა პერიოდებით a = 5.93 A, c = 6.98 A (GeIII) და სხეულზე ორიენტირებული კუბური სტრუქტურა. პერიოდი a = 6, 92A (GeIV). ეს ცვლილებები ხასიათდება უფრო მაღალი სიმკვრივით და ელექტრული გამტარობით GeI-სთან შედარებით.

ამორფული გერმანიუმის მიღება შესაძლებელია ფირის სახით (დაახლოებით 10-3 სმ სისქის) ორთქლის კონდენსაციის გზით. მისი სიმკვრივე ნაკლებია კრისტალური G-ის სიმკვრივეზე. G. კრისტალში ენერგეტიკული ზონების სტრუქტურა განსაზღვრავს მის ნახევარგამტარ თვისებებს. დიაპაზონის G. სიგანე უდრის 0,785 eV-ს (t-ra 0 K), ელექტრული წინაღობა (t-ra 20 ° C) არის 60 ohm სმ, ხოლო ტემპერატურის მატებასთან ერთად ის მნიშვნელოვნად მცირდება ექსპონენციალური კანონის მიხედვით. მინარევები იძლევა გ.ტ. ელექტრონული (დარიშხანის, ანტიმონის, ფოსფორის მინარევები) ან ხვრელის (გალიუმის, ალუმინის, ინდიუმის მინარევები) ტიპის მინარევების გამტარობა. მუხტის მატარებლების მობილურობა G.-ში (t-ra 25 ° C) ელექტრონებისთვის არის დაახლოებით 3600 სმ2 / ვ წმ, ხვრელების - 1700 სმ2 / ვ წმ, მუხტის მატარებლების შინაგანი კონცენტრაცია (t-ra 20 ° C) არის. 2.5. 10 13 სმ-3. დიამაგნიტურია გ. დნობისას ის გარდაიქმნება მეტალის მდგომარეობაში. გერმანიუმი ძალიან მყიფეა, მისი მოჰს სიმტკიცე არის 6.0, მიკროსიმტკიცე 385 კგფ/მმ2, კომპრესიული სიმტკიცე (ტემპერატურა 20°C) 690 კგფ/სმ2. t-ry-ის მატებასთან ერთად, სიმტკიცე მცირდება, t-ry 650 ° C-ზე მაღლა, ხდება პლასტიკური, ემორჩილება ბეწვს. დამუშავება. გერმანიუმი პრაქტიკულად ინერტულია ჰაერის, ჟანგბადის და არაჟანგბადი ელექტროლიტების მიმართ (თუ არ არის გახსნილი ჟანგბადი) 100°C-მდე ტემპერატურაზე. მდგრადია მარილმჟავას და განზავებული გოგირდმჟავას მოქმედების მიმართ; ნელა იხსნება კონცენტრირებულ გოგირდის და აზოტის მჟავებში გაცხელებისას (წარმოქმნილი დიოქსიდის ფირი ანელებს დაშლას), კარგად იხსნება აკვა რეგიაში, ჰიპოქლორიტების ან ტუტე ჰიდროქსიდების ხსნარებში (წყალბადის ზეჟანგის თანდასწრებით), ტუტეების დნობაში, პეროქსიდებში, ნიტრატებში. და ტუტე ლითონების კარბონატები.

T-ry 600 ° C-ზე ზემოთ იჟანგება ჰაერში და ჟანგბადის ნაკადში, ჟანგბადთან ერთად წარმოქმნის ოქსიდს GeO და დიოქსიდს (Ge02). გერმანიუმის ოქსიდი არის მუქი ნაცრისფერი ფხვნილი, სუბლიმირებული t-re 710 ° C ტემპერატურაზე, ოდნავ ხსნადი წყალში სუსტი გერმანიტის (H2Ge02) წარმოქმნით, მარილის გროვა (გერმანიტები) დაბალი წინააღმდეგობის. ტო-ტახში GeO ადვილად იხსნება ორვალენტიანი H-ის მარილების წარმოქმნით. გერმანიუმის დიოქსიდი არის თეთრი ფხვნილი, არსებობს რამდენიმე პოლიმორფული მოდიფიკაციით, რომლებიც ძლიერ განსხვავდება ქიმიურად. თქვენ: დიოქსიდის ექვსკუთხა მოდიფიკაცია შედარებით კარგად იხსნება წყალში (4,53 zU t-re 25 ° C), ტუტე ხსნარებში და ტო-ტ, ტეტრაგონალური მოდიფიკაცია პრაქტიკულად წყალში უხსნადია და მჟავების მიმართ ინერტული. ტუტეებში დაშლისას დიოქსიდი და მისი ჰიდრატი წარმოქმნის მეტაგერმანატის (H2Ge03) და ორთოგერმანატის (H4Ge04) ტო-ტ-გერმანატების მარილებს. ტუტე ლითონის გერმანატები იხსნება წყალში, დარჩენილი გერმანატები პრაქტიკულად უხსნადია; ახლად დალექილი იხსნება მინერალურ ტო-ტაჰში. G. ადვილად აერთიანებს ჰალოგენებს, წარმოქმნის გაცხელებისას (დაახლოებით 250 ° C) შესაბამის ტეტრაჰალოგენიდებს - არამარილისმაგვარ ნაერთებს, რომლებიც ადვილად ჰიდროლიზდება წყლით. ცნობილია გ-ები - მუქი ყავისფერი (GeS) და თეთრი (GeS2).

გერმანიუმს ახასიათებს აზოტის ნაერთები - ყავისფერი ნიტრიდი (Ge3N4) და შავი ნიტრიდი (Ge3N2), ხასიათდება უფრო მცირე ქიმიკატით. გამძლეობა. ფოსფორით G. ქმნის შავი ფერის დაბალი რეზისტენტულ ფოსფიდს (GeP). ის არ ურთიერთქმედებს ნახშირბადთან და არ არის შენადნობი; იგი ქმნის მყარი ხსნარების უწყვეტ სერიას სილიციუმთან. გერმანიუმი, როგორც ნახშირბადის და სილიციუმის ანალოგი, ხასიათდება GenH2n + 2 ტიპის გერმანოჰიდროგენების (გერმანები), აგრეთვე GeH და GeH2 ტიპის მყარი ნაერთების (გერმენების) წარმოქმნის უნარით. გერმანიუმი ქმნის ლითონის ნაერთებს () და ბევრ სხვასთან ერთად. ლითონები. გ-ს ნედლეულიდან მოპოვება შედგება მდიდარი გერმანიუმის კონცენტრატის მიღებაში, ხოლო მისგან - მაღალი სისუფთავის. გამოსაშვებში. მასშტაბით, გერმანიუმი მიიღება ტეტრაქლორიდისგან, მისი მაღალი ცვალებადობის გამოყენებით გაწმენდის დროს (კონცენტრატისგან იზოლირებისთვის), დაბალი კონცენტრირებული მარილმჟავას და ორგანული გამხსნელების მაღალი შემცველობით (მინარევებისაგან გასაწმენდად). ხშირად გამდიდრებისთვის გამოიყენება ქვედა სულფიდის და ოქსიდის G მაღალი ცვალებადობა.

ნახევარგამტარი გერმანიუმის მისაღებად გამოიყენება მიმართულების კრისტალიზაცია და ზონის რეკრისტალიზაცია. მონოკრისტალური გერმანიუმი მიიღება დნობიდან ამოღებით. გ-ის მოყვანის პროცესში ემატება სპეციალური შენადნობები. დანამატები, მონოკრისტალის გარკვეული თვისებების რეგულირება. გ.-ს მიეწოდება 380-660 მმ სიგრძით და 6,5 სმ2-მდე ჯვრის მონაკვეთის სახით. გერმანიუმი გამოიყენება რადიოელექტრონიკაში და ელექტროტექნიკაში, როგორც ნახევარგამტარული მასალა დიოდებისა და ტრანზისტორების წარმოებისთვის. მისგან მზადდება ლინზები ინფრაწითელი ოპტიკური მოწყობილობებისთვის, დოზიმეტრები ბირთვული გამოსხივებისთვის, რენტგენის სპექტროსკოპიის ანალიზატორები, სენსორები ჰოლის ეფექტის გამოყენებით და რადიოაქტიური დაშლის ენერგიის ელექტრო ენერგიად გადამყვანები. გერმანიუმი გამოიყენება მიკროტალღური ატენუატორების, წინააღმდეგობის თერმომეტრებში, რომლებიც მუშაობენ თხევადი ჰელიუმის ტემპერატურაზე. რეფლექტორზე დეპონირებული G. ფილმი გამოირჩევა მაღალი არეკვლით და კარგი კოროზიის წინააღმდეგობით. გერმანიუმი ზოგიერთ ლითონთან ერთად, რომელიც ხასიათდება მჟავე აგრესიული გარემოსადმი გაზრდილი წინააღმდეგობით, გამოიყენება ხელსაწყოების დამზადებაში, მანქანათმშენებლობასა და მეტალურგიაში. გემანიუმი ოქროთი ქმნის დაბალ დნობის ევტექტიკას და გაცივებისას ფართოვდება. გ-ის დიოქსიდი გამოიყენება სპეც. მინა, რომელიც ხასიათდება მაღალი კოეფიციენტით. რეფრაქცია და გამჭვირვალობა სპექტრის ინფრაწითელ ნაწილში, მინის ელექტროდები და თერმისტორები, ასევე მინანქრები და დეკორატიული ჭიქურები. გერმანატები გამოიყენება როგორც ფოსფორების და ფოსფორების აქტივატორები.

- ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემის ქიმიური ელემენტი D.I. მენდელეევი. და აღინიშნა Ge-ს სიმბოლოთი, გერმანიუმი არის მარტივი ნივთიერება, რომელსაც აქვს რუხი-თეთრი ფერი და აქვს მყარი მახასიათებლები, როგორც მეტალი.

დედამიწის ქერქში შემცველობა წონით 7,10-4%-ია. ეხება კვალი ელემენტებს, თავისუფალ მდგომარეობაში დაჟანგვისადმი მისი რეაქტიულობის გამო, ის არ გვხვდება როგორც სუფთა ლითონი.

ბუნებაში გერმანიუმის აღმოჩენა

გერმანიუმი არის სამი ქიმიური ელემენტიდან ერთ-ერთი, რომელიც იწინასწარმეტყველა D.I. მენდელეევი პერიოდულ სისტემაში მათი პოზიციის საფუძველზე (1871).

ის მიეკუთვნება იშვიათ მიკროელემენტებს.

ამჟამად, გერმანიუმის სამრეწველო წარმოების ძირითადი წყაროებია თუთიის წარმოების ნარჩენები, ნახშირის კოქსირება, ნახშირის გარკვეული სახეობების ნაცარი, სილიკატური მინარევები, დანალექი რკინის ქანები, ნიკელის და ვოლფრამის მადნები, ტორფი, ზეთი, გეოთერმული წყლები და ზოგიერთი წყალმცენარე. .

გერმანიუმის შემცველი ძირითადი მინერალები

Plumbohermatite (PbGeGa) 2 SO 4 (OH) 2 + H 2 O შემცველობა 8.18%-მდე

yargyrodite AgGeS6 შეიცავს 3.65-დან 6.93%-მდეგერმანია.

რენიერიტი Cu 3 (FeGeZn) (SAs) 4 შეიცავს 5,5-დან 7,8%-მდე გერმანიუმს.

ზოგიერთ ქვეყანაში გერმანიუმის მიღება არის გარკვეული მადნების გადამუშავების გვერდითი პროდუქტი, როგორიცაა თუთია-ტყვია-სპილენძი. გერმანიუმი ასევე მიიღება კოქსის წარმოებაში, აგრეთვე ყავისფერ ნახშირის ფერფლში 0,0005-დან 0,3%-მდე და ნახშირის ნაცარში 0,001-დან 1-2%-მდე შემცველობით.

გერმანიუმი, როგორც ლითონი, ძალიან მდგრადია ატმოსფერული ჟანგბადის, ჟანგბადის, წყლის, ზოგიერთი მჟავების, განზავებული გოგირდის და მარილმჟავების მოქმედების მიმართ. მაგრამ კონცენტრირებული გოგირდის მჟავა რეაგირებს ძალიან ნელა.

გერმანიუმი რეაგირებს აზოტის მჟავასთან HNO 3 და aqua regia, ნელ-ნელა რეაგირებს კაუსტიკური ტუტეებით, წარმოქმნის გერმანურ მარილს, მაგრამ წყალბადის ზეჟანგის H დამატებით. 2O2 რეაქცია ძალიან სწრაფია.

700 °C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე ზემოქმედებისას გერმანიუმი ადვილად იჟანგება ჰაერში და წარმოიქმნება GeO. 2 , ადვილად რეაგირებს ჰალოგენებთან ტეტრაჰალიდების წარმოქმნით.

არ რეაგირებს წყალბადთან, სილიციუმთან, აზოტთან და ნახშირბადთან.

გერმანიუმის აქროლადი ნაერთები ცნობილია შემდეგი მახასიათებლებით:

გერმანია ჰექსაჰიდრიდ-დიგერმანი, გე 2 H 6 - აალებადი გაზი, იშლება სინათლეში ხანგრძლივი შენახვისას, ყვითლდება, შემდეგ ყავისფერდება და იქცევა მუქ ყავისფერ მყარად, რომელიც იშლება წყლისა და ტუტეების მიერ.

გერმანიის ტეტრაჰიდრიდი, მონოგერმანი - GeH 4 .

გერმანიუმის გამოყენება

გერმანიუმს, ისევე როგორც ზოგიერთ სხვას, აქვს ე.წ. ნახევარგამტარების თვისებები. ყველა ელექტრული გამტარობის მიხედვით იყოფა სამ ჯგუფად: გამტარები, ნახევარგამტარები და იზოლატორები (დიელექტრიკები). ლითონების სპეციფიკური ელექტროგამტარობა არის 10V4 - 10V6 Ohm.cmV-1 დიაპაზონში, მოცემული დაყოფა პირობითია. თუმცა, შეიძლება აღინიშნოს ფუნდამენტური განსხვავება გამტარებისა და ნახევარგამტარების ელექტროფიზიკურ თვისებებში. პირველისთვის, ელექტრული გამტარობა მცირდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად, ნახევარგამტარებისთვის ის იზრდება. აბსოლუტურ ნულთან მიახლოებულ ტემპერატურაზე, ნახევარგამტარები გადაიქცევა იზოლატორებად. როგორც ცნობილია, მეტალის გამტარები ავლენენ ზეგამტარობის თვისებებს ასეთ პირობებში.

ნახევარგამტარები შეიძლება იყოს სხვადასხვა ნივთიერებები. ესენია: ბორი, (

GERMANIUM, Ge (ლათ. Germania - გერმანია * a. germanium; n. Germanium; f. germanium; და. germanio), - მენდელეევის პერიოდული სისტემის IV ჯგუფის ქიმიური ელემენტი, ატომური ნომერი 32, ატომური მასა 72,59. ბუნებრივი გერმანიუმი შედგება 4 სტაბილური იზოტოპისგან 70 Ge (20,55%), 72 Ge (27,37%), 73 Ge (7,67%), 74 Ge (36,74%) და ერთი რადიოაქტიური 76 Ge (7, 67%) ნახევარგამოყოფის პერიოდით. 2.10-დან 6 წელი. აღმოაჩინა 1886 წელს გერმანელმა ქიმიკოსმა კ. ვინკლერმა მინერალში არგიროდიტი; იწინასწარმეტყველა 1871 წელს დ.ნ.მენდელეევმა (ეკასილიკონი).

გერმანიუმი ბუნებაში

გერმანიუმი ეხება. გერმანიუმის გავრცელება (1-2).10 -4%. როგორც მინარევები, ის გვხვდება სილიციუმის მინერალებში, ნაკლებად მინერალებში და. ძალიან იშვიათია გერმანიუმის საკუთრივ მინერალები: სულფომარილები - არგიროდიტი, გერმანიტი, რენირიტი და ზოგიერთი სხვა; გერმანიუმის და რკინის ორმაგი ჰიდრატირებული ოქსიდი - შტოტიტი; სულფატები - იტოიტი, ფლეიშერიტი და სხვა, მათ პრაქტიკულად არ აქვთ სამრეწველო ღირებულება. გერმანიუმი გროვდება ჰიდროთერმული და დანალექი პროცესების დროს, სადაც შესაძლებელია მისი გამოყოფა სილიკონისგან. გაზრდილი რაოდენობით (0,001-0,1%) გვხვდება და. გერმანიუმის წყაროა პოლიმეტალური მადნები, ნამარხი ნახშირი და ზოგიერთი სახის ვულკანურ-დანალექი საბადოები. გერმანიუმის ძირითადი რაოდენობა მიიღება შემთხვევით ტარის წყლისგან ნახშირის კოქსების დროს, თერმული ნახშირის, სფალერიტისა და მაგნეტიტის ფერფლისგან. გერმანიუმი ამოღებულია მჟავით, სუბლიმაციის შემცირებით გარემოში, შერწყმა კაუსტიკური სოდასთან და ა.შ. გაცხელებისას გერმანიუმის კონცენტრატები მუშავდება მარილმჟავით, კონდენსატი იწმინდება და ექვემდებარება ჰიდროლიზურ დაშლას დიოქსიდის წარმოქმნით; ეს უკანასკნელი წყალბადით იშლება მეტალურ გერმანიუმად, რომელიც იწმინდება ფრაქციული და მიმართულების კრისტალიზაციის, ზონის დნობის შედეგად.

გერმანიუმის გამოყენება

გერმანიუმი გამოიყენება რადიოელექტრონიკაში და ელექტროტექნიკაში, როგორც ნახევარგამტარული მასალა დიოდებისა და ტრანზისტორების წარმოებისთვის. გერმანიუმი გამოიყენება ლინზების დასამზადებლად IR ოპტიკისთვის, ფოტოდიოდებისთვის, ფოტორეზისტორებისთვის, ბირთვული გამოსხივების დოზიმეტრებისთვის, რენტგენის სპექტროსკოპიის ანალიზატორებისთვის, რადიოაქტიური დაშლის ენერგიის ელექტრო ენერგიად გადამყვანებისთვის და ა.შ. გერმანიუმის შენადნობები ზოგიერთ ლითონთან, რომლებიც ხასიათდება გაზრდილი წინააღმდეგობით მჟავე აგრესიული გარემოს მიმართ, გამოიყენება ხელსაწყოების დამზადებაში, მანქანათმშენებლობასა და მეტალურგიაში. გერმანიუმის ზოგიერთი შენადნობა სხვა ქიმიურ ელემენტებთან არის ზეგამტარები.

გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ გერმანიუმი ჩვენს მიერ აღებულია ნებისმიერი რაოდენობით და ფორმით, მათ შორის. ჯართის ფორმა. თქვენ შეგიძლიათ გაყიდოთ გერმანიუმი ზემოთ მითითებულ მოსკოვის ტელეფონის ნომერზე დარეკვით.

გერმანიუმი არის მყიფე, მოვერცხლისფრო-თეთრი ნახევრადმეტალი, რომელიც აღმოაჩინეს 1886 წელს. ეს მინერალი არ არის ნაპოვნი მისი სუფთა სახით. ის გვხვდება სილიკატებში, რკინასა და სულფიდურ მადნებში. მისი ზოგიერთი ნაერთი ტოქსიკურია. გერმანიუმი ფართოდ გამოიყენებოდა ელექტრო ინდუსტრიაში, სადაც მისი ნახევარგამტარული თვისებები გამოდგება. ის შეუცვლელია ინფრაწითელი და ბოჭკოვანი ოპტიკის წარმოებაში.

რა თვისებები აქვს გერმანიუმს

ამ მინერალს აქვს დნობის წერტილი 938,25 გრადუსი ცელსიუსით. მისი სითბოს სიმძლავრის მაჩვენებლებს მეცნიერები ჯერ კიდევ ვერ ხსნიან, რაც მას შეუცვლელს ხდის ბევრ სფეროში. გერმანიუმს აქვს უნარი გაზარდოს სიმკვრივე დნობისას. მას აქვს შესანიშნავი ელექტრული თვისებები, რაც მას შესანიშნავ არაპირდაპირი უფსკრული ნახევარგამტარად აქცევს.

თუ ვსაუბრობთ ამ ნახევრადმეტალის ქიმიურ თვისებებზე, უნდა აღინიშნოს, რომ ის მდგრადია მჟავებისა და ტუტეების, წყლისა და ჰაერის მიმართ. გერმანიუმი იხსნება წყალბადის ზეჟანგის ხსნარში და აკვა რეგია.

გერმანიუმის მოპოვება

ახლა ამ ნახევრად ლითონის შეზღუდული რაოდენობა მოიპოვება. მისი საბადოები გაცილებით მცირეა ბისმუტის, ანტიმონისა და ვერცხლის საბადოებთან შედარებით.

გამომდინარე იქიდან, რომ ამ მინერალის შემცველობის წილი დედამიწის ქერქში საკმაოდ მცირეა, ის აყალიბებს საკუთარ მინერალებს კრისტალურ გისოსებში სხვა ლითონების შეყვანის გამო. გერმანიუმის ყველაზე მაღალი შემცველობა შეინიშნება სფალერიტში, პირარგირიტში, სულფანიტში, ფერადი და რკინის მადნებში. ის გვხვდება, მაგრამ ბევრად უფრო იშვიათად, ნავთობისა და ქვანახშირის საბადოებში.

გერმანიუმის გამოყენება

იმისდა მიუხედავად, რომ გერმანიუმი საკმაოდ დიდი ხნის წინ აღმოაჩინეს, მისი გამოყენება ინდუსტრიაში დაახლოებით 80 წლის წინ დაიწყო. ნახევრად ლითონი პირველად გამოიყენებოდა სამხედრო წარმოებაში ზოგიერთი ელექტრონული მოწყობილობის დასამზადებლად. ამ შემთხვევაში, ის გამოიყენებოდა როგორც დიოდები. ახლა სიტუაცია გარკვეულწილად შეიცვალა.

გერმანიუმის გამოყენების ყველაზე პოპულარული სფეროებია:

• ოპტიკის წარმოება. სემიმეტალი შეუცვლელი გახდა ოპტიკური ელემენტების წარმოებაში, რომელიც მოიცავს სენსორების, პრიზმების და ლინზების ოპტიკურ ფანჯრებს. აქ გერმანიუმის გამჭვირვალობის თვისებები ინფრაწითელ რეგიონში გამოდგება. სემიმეტალი გამოიყენება თერმოგრაფიული კამერების, სახანძრო სისტემების, ღამის ხედვის მოწყობილობების ოპტიკის წარმოებაში;
• რადიო ელექტრონიკის წარმოება. ამ სფეროში ნახევრად ლითონი გამოიყენებოდა დიოდებისა და ტრანზისტორების წარმოებაში. თუმცა, 1970-იან წლებში გერმანიუმის მოწყობილობები შეიცვალა სილიკონით, რადგან სილიკონმა შესაძლებელი გახადა წარმოებული პროდუქციის ტექნიკური და ოპერატიული მახასიათებლების მნიშვნელოვნად გაუმჯობესება. გაზრდილი წინააღმდეგობა ტემპერატურის ეფექტების მიმართ. გარდა ამისა, გერმანიუმის მოწყობილობები ექსპლუატაციის დროს უამრავ ხმაურს გამოსცემდნენ.

გერმანიასთან არსებული მდგომარეობა

ამჟამად ნახევრადმეტალი გამოიყენება მიკროტალღური მოწყობილობების წარმოებაში. Telleride germanium-მა დაამტკიცა თავი, როგორც თერმოელექტრული მასალა. გერმანიუმის ფასები ახლა საკმაოდ მაღალია. ერთი კილოგრამი მეტალის გერმანიუმი 1200 დოლარი ღირს.

ყიდულობს გერმანიას

ვერცხლისფერი ნაცრისფერი გერმანიუმი იშვიათია. მყიფე ნახევრადმეტალი გამოირჩევა ნახევარგამტარული თვისებებით და ფართოდ გამოიყენება თანამედროვე ელექტრო მოწყობილობების შესაქმნელად. იგი ასევე გამოიყენება მაღალი სიზუსტის ოპტიკური ინსტრუმენტებისა და რადიო მოწყობილობების შესაქმნელად. გერმანიუმს დიდი მნიშვნელობა აქვს როგორც სუფთა ლითონის, ასევე დიოქსიდის სახით.

კომპანია Goldform სპეციალიზირებულია გერმანიუმის, სხვადასხვა ჯართის და რადიო კომპონენტების შეძენაში. ჩვენ გთავაზობთ დახმარებას მასალის შეფასებაში, ტრანსპორტირებაში. შეგიძლიათ ფოსტით გაგზავნოთ გერმანიუმი და სრულად დაიბრუნოთ თანხა.