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O germânio é um semimetal branco prateado, frágil, descoberto em 1886. Este mineral não é encontrado em sua forma pura. É encontrado em silicatos, minérios de ferro e sulfetos. Alguns de seus compostos são tóxicos. O germânio foi amplamente utilizado na indústria elétrica, onde suas propriedades semicondutoras foram úteis. É indispensável na produção de infravermelho e fibra ótica.

Quais são as propriedades do germânio

Este mineral tem um ponto de fusão de 938,25 graus Celsius. Os indicadores de sua capacidade calorífica ainda não podem ser explicados pelos cientistas, o que a torna indispensável em muitas áreas. O germânio tem a capacidade de aumentar sua densidade quando derretido. Possui excelentes propriedades elétricas, o que o torna um excelente semicondutor de gap indireto.

Se falamos sobre as propriedades químicas deste semimetal, deve-se notar que ele é resistente a ácidos e álcalis, água e ar. O germânio se dissolve em uma solução de peróxido de hidrogênio e água régia.

mineração de germânio

Agora, uma quantidade limitada desse semi-metal é extraída. Seus depósitos são muito menores em comparação com os de bismuto, antimônio e prata.

Devido ao fato de que a proporção do conteúdo desse mineral na crosta terrestre é bastante pequena, ele forma seus próprios minerais devido à introdução de outros metais nas redes cristalinas. O maior teor de germânio é observado em esfalerita, pirargirita, sulfanita, em minérios não ferrosos e ferrosos. Ocorre, mas com muito menos frequência, em depósitos de petróleo e carvão.

Uso de germânio

Apesar do germânio ter sido descoberto há muito tempo, ele começou a ser usado na indústria há cerca de 80 anos. O semi-metal foi usado pela primeira vez na produção militar para a fabricação de alguns dispositivos eletrônicos. Neste caso, encontrou uso como diodos. Agora a situação mudou um pouco.

As áreas mais populares de aplicação do germânio incluem:

• produção de óptica. O semimetal tornou-se indispensável na fabricação de elementos ópticos, que incluem janelas ópticas de sensores, prismas e lentes. Aqui, as propriedades de transparência do germânio na região do infravermelho foram úteis. Semimetal é usado na produção de óptica para câmeras termográficas, sistemas de incêndio, dispositivos de visão noturna;
• produção de rádio-eletrônica. Nesta área, o semi-metal foi utilizado na fabricação de diodos e transistores. No entanto, na década de 1970, os dispositivos de germânio foram substituídos por dispositivos de silício, uma vez que o silício permitiu melhorar significativamente as características técnicas e operacionais dos produtos fabricados. Maior resistência aos efeitos da temperatura. Além disso, os dispositivos de germânio emitiam muito ruído durante a operação.

A situação atual com a Alemanha

Atualmente, o semimetal é usado na produção de dispositivos de micro-ondas. O germânio Telleride provou ser um material termoelétrico. Os preços do germânio são agora bastante elevados. Um quilo de germânio metálico custa US$ 1.200.

Comprando Alemanha

O germânio cinza prateado é raro. O semimetal frágil se distingue por suas propriedades semicondutoras e é amplamente utilizado para criar aparelhos elétricos modernos. Também é usado para criar instrumentos ópticos de alta precisão e equipamentos de rádio. O germânio é de grande valor tanto na forma de metal puro quanto na forma de dióxido.

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Mini - resumo

"Elemento Germânio"

Alvo:

Descreva o elemento Ge

Dê uma descrição das propriedades do elemento Ge

Fale sobre a aplicação e uso deste elemento

História do elemento ……….………………………………….……. 1

Propriedades do elemento …………………………………………………… 2

Aplicação ……………….….…………………………………….. 3

Perigo para a saúde ………..………………………….… 4

Fontes ………………………….…………………….…………… 5

Da história do elemento..

Ggermânio(lat. Germânio) - um elemento químico do grupo IV, o principal subgrupo do sistema periódico de D.I. Mendeleev, denotado pelo símbolo Ge, pertence à família dos metais, número de série 32, massa atômica 72,59. É um sólido cinza-branco com um brilho metálico.

A existência e as propriedades da Alemanha foram previstas em 1871 por Mendeleev e nomearam este elemento ainda desconhecido - "Ekasilicon" devido à semelhança de suas propriedades com o silício.

Em 1886, o químico alemão K. Winkler, ao examinar o mineral, descobriu que havia nele algum elemento desconhecido, que não foi detectado pela análise. Depois de muito trabalho, ele descobriu os sais de um novo elemento e isolou uma certa quantidade do próprio elemento em sua forma pura. No primeiro relato da descoberta, Winkler sugeriu que o novo elemento era análogo ao antimônio e ao arsênico. Winkler pretendia nomear o elemento Neptunium, mas esse nome já havia sido dado a um elemento falsamente descoberto. Winkler renomeou o elemento que descobriu para germânio (germânio) em homenagem à sua pátria. E mesmo Mendeleev, em uma carta a Winkler, apoiou fortemente o nome do elemento.

Mas até a segunda metade do século 20, o uso prático da Alemanha permaneceu muito limitado. A produção industrial deste elemento surgiu em conexão com o desenvolvimento da eletrônica de semicondutores.

Propriedades do elementoGe

Para necessidades médicas, o germânio foi o primeiro a ser usado mais amplamente no Japão. Testes de vários compostos de organogermânio em experimentos com animais e em ensaios clínicos em humanos mostraram que eles afetam positivamente o corpo humano em vários graus. A descoberta veio em 1967, quando o Dr. K. Asai descobriu que o germânio orgânico tem uma ampla gama de efeitos biológicos.

Propriedades:

Carrega oxigênio nos tecidos do corpo - o germânio no sangue se comporta de maneira semelhante à hemoglobina. Está envolvido no processo de transferência de oxigênio para os tecidos do corpo, o que garante o funcionamento normal de todos os sistemas do corpo.

estimula o sistema imunológico - o germânio na forma de compostos orgânicos promove a produção de interferons gama, que inibem a reprodução de células microbianas que se dividem rapidamente e ativa células imunes específicas (células T)

antitumoral - o germânio retarda o desenvolvimento de neoplasias malignas e previne o aparecimento de metástases, além de possuir propriedades protetoras contra a exposição à radiação.

biocida (antifúngico, antiviral, antibacteriano) - compostos orgânicos de germânio estimulam a produção de interferon - uma proteína protetora produzida pelo corpo em resposta à introdução de corpos estranhos.

Aplicação e Uso do Elemento Germânio na Vida

Na prática industrial, o germânio é obtido principalmente a partir de subprodutos do processamento de minérios de metais não ferrosos. O concentrado de germânio (2-10% Alemanha) é obtido de várias maneiras, dependendo da composição da matéria-prima. Para isolar o germânio muito puro, que é usado em dispositivos semicondutores, o metal é fundido por zona. O germânio monocristalino, necessário para a indústria de semicondutores, geralmente é obtido por fusão por zona.

É um dos materiais mais valiosos na moderna tecnologia de semicondutores. É usado para fazer diodos, triodos, detectores de cristal e retificadores de potência. O germânio também é usado em dispositivos dosimétricos e dispositivos que medem a intensidade de campos magnéticos constantes e variáveis. Um importante campo de aplicação do elemento é a tecnologia de infravermelho, em particular a produção de detectores de radiação infravermelha. Muitas ligas contendo germânio são promissoras para uso prático. Por exemplo, vidros baseados em GeO 2 e outros compostos de Ge. À temperatura ambiente, o germânio é resistente ao ar, água, soluções alcalinas e ácidos clorídrico e sulfúrico diluídos, mas é facilmente solúvel em água régia e em uma solução alcalina de peróxido de hidrogênio. E o ácido nítrico oxida lentamente.

As ligas de germânio, que possuem alta dureza e resistência, são usadas na tecnologia de joias e próteses para fundições de precisão. O germânio está presente na natureza apenas no estado ligado e nunca no estado livre. Os minerais portadores de germânio mais comuns são a argirodita e a germanita.Grandes reservas de minerais de germânio são raras, mas o elemento em si é amplamente encontrado em outros minerais, especialmente em sulfetos (mais frequentemente em sulfetos de zinco e silicatos). Pequenas quantidades também são encontradas em diferentes tipos de carvão.

A produção mundial da Alemanha é de 65 kg por ano.

perigo à saúde

Problemas de saúde ocupacional podem ser causados ​​pela dispersão de poeira durante o carregamento do concentrado de germânio, moagem e carregamento de dióxido para isolar o metal de germânio e carregamento de germânio em pó para refusão em barras. Outras fontes de danos à saúde são as radiações térmicas dos fornos tubulares e do processo de fusão do germânio em pó em barras, além da formação de monóxido de carbono.

O germânio absorvido é rapidamente excretado do corpo, principalmente na urina. Há pouca informação sobre a toxicidade de compostos inorgânicos de germânio para humanos. O tetracloreto de germânio é um irritante da pele. Em ensaios clínicos e outros casos de administração oral de longo prazo de doses cumulativas de até 16 g de espirogermânio, uma droga antitumoral de germânio orgânico, ou outros compostos de germânio, foi observada atividade neurotóxica e nefrotóxica. Tais doses geralmente não estão sujeitas às condições de produção. Experimentos em animais para determinar os efeitos do germânio e seus compostos no corpo mostraram que o pó de germânio metálico e dióxido de germânio, quando inalados em altas concentrações, leva a uma deterioração geral da saúde (limitação do ganho de peso). Alterações morfológicas semelhantes a reações proliferativas foram encontradas nos pulmões dos animais, como espessamento dos cortes alveolares e hiperplasia dos vasos linfáticos ao redor dos brônquios e vasos sanguíneos. O dióxido de germânio não irrita a pele, mas em contato com a mucosa úmida do olho, forma ácido germânico, que atua como irritante ocular. Injeções intraperitoneais de longo prazo em doses de 10 mg/kg levam a alterações no sangue periférico .

Os compostos de germânio mais nocivos são hidreto de germânio e cloreto de germânio. O hidreto pode causar intoxicação aguda. Exames morfológicos de órgãos de animais que morreram durante a fase aguda revelaram distúrbios no sistema circulatório e alterações celulares degenerativas em órgãos parenquimatosos. Assim, o hidreto é um veneno polivalente que afeta o sistema nervoso e o sistema circulatório periférico.

O tetracloreto de germânio é um forte irritante respiratório, cutâneo e ocular. Concentração limite - 13 mg / m 3. Nesta concentração, suprime a resposta pulmonar ao nível celular em animais experimentais. Em altas concentrações, leva à irritação do trato respiratório superior e conjuntivite, além de alterações na frequência e no ritmo da respiração. Os animais que sobreviveram ao envenenamento agudo desenvolveram bronquite descamativa catarral e pneumonia intersticial alguns dias depois. O cloreto de germânio também tem um efeito tóxico geral. Alterações morfológicas foram observadas no fígado, rins e outros órgãos dos animais.

Fontes de todas as informações fornecidas

Germânio- um elemento da tabela periódica, extremamente valioso para uma pessoa. Suas propriedades únicas como semicondutor possibilitaram a criação de diodos amplamente utilizados em diversos instrumentos de medição e receptores de rádio. É necessário para a produção de lentes e fibra óptica.

No entanto, os avanços técnicos são apenas parte das vantagens deste elemento. Os compostos orgânicos de germânio têm propriedades terapêuticas raras, com amplo impacto biológico na saúde e bem-estar humano, e esse recurso é mais caro do que qualquer metal precioso.

A história da descoberta do germânio

Dmitri Ivanovich Mendeleev, analisando sua tabela periódica de elementos, em 1871 sugeriu que faltava mais um elemento pertencente ao grupo IV. Ele descreveu suas propriedades, enfatizou sua semelhança com o silício e o nomeou ekasilicon.

Alguns anos depois, em fevereiro de 1886, um professor da Academia de Mineração de Freiberg descobriu a argirodita, um novo composto de prata. Sua análise completa foi encomendada por Clemens Winkler, professor de química técnica e principal analista da Academia. Depois de estudar um novo mineral, ele isolou 7% de seu peso dele como uma substância não identificada separada. Um estudo cuidadoso de suas propriedades mostrou que elas eram ecasilicon, previstas por Mendeleev. É importante que o método de Winkler para separar ekasilicon ainda seja usado em sua produção industrial.

História do nome Alemanha

Ekasilicon na tabela periódica de Mendeleev ocupa a posição 32. A princípio, Clemens Winkler queria dar-lhe o nome de Netuno, em homenagem ao planeta, que também foi previsto e descoberto mais tarde. No entanto, descobriu-se que um componente falsamente descoberto já era chamado assim, e confusões e disputas desnecessárias poderiam surgir.

Como resultado, Winkler escolheu o nome Germânio para ele, depois de seu país, a fim de remover todas as diferenças. Dmitry Ivanovich apoiou esta decisão, garantindo tal nome para sua "ideia".

Como é o germânio?

Este elemento caro e raro é frágil como o vidro. Um lingote de germânio padrão parece um cilindro com um diâmetro de 10 a 35 mm. A cor do germânio depende de seu tratamento de superfície e pode ser preta, aço ou prata. Sua aparência é facilmente confundida com o silício, seu parente mais próximo e concorrente.

Para ver pequenos detalhes de germânio em dispositivos, são necessárias ferramentas especiais de ampliação.

O uso de germânio orgânico na medicina

O composto orgânico de germânio foi sintetizado por um médico japonês K. Asai em 1967. Ele provou que tinha propriedades antitumorais. Pesquisas contínuas provaram que vários compostos de germânio têm propriedades tão importantes para os seres humanos como alívio da dor, redução da pressão arterial, redução do risco de anemia, fortalecimento da imunidade e destruição de bactérias nocivas.

Direções de influência do germânio no corpo:

• Promove a saturação dos tecidos com oxigênio e,
• Acelera a cicatrização de feridas
• Ajuda a limpar células e tecidos de toxinas e venenos,
• Melhora o estado do sistema nervoso central e seu funcionamento,
• Acelera a recuperação após atividade física pesada,
• Aumenta o desempenho geral de uma pessoa,
• Fortalece as reações protetoras de todo o sistema imunológico.

O papel do germânio orgânico no sistema imunológico e no transporte de oxigênio

A capacidade do germânio de transportar oxigênio ao nível dos tecidos do corpo é especialmente valiosa para prevenir a hipóxia (deficiência de oxigênio). Também reduz a probabilidade de desenvolver hipóxia sanguínea, que ocorre quando a quantidade de hemoglobina nos glóbulos vermelhos diminui. A entrega de oxigênio a qualquer célula reduz o risco de falta de oxigênio e salva da morte as células mais sensíveis à falta de oxigênio: tecidos cerebrais, renais e hepáticos, músculos cardíacos.

Germânio

GERMÂNIO-EU; m. Elemento químico (Ge), um sólido branco acinzentado com brilho metálico (é o principal material semicondutor). placa de germânio.

◁ Germânio, th, th. G-th matéria-prima. G. lingote.

germânio

(lat. Germânio), um elemento químico do grupo IV do sistema periódico. O nome vem do latim Germania - Alemanha, em homenagem à pátria de K. A. Winkler. Cristais cinza prata; densidade 5,33 g/cm3, t pl 938,3ºC. Dispersos na natureza (minerais próprios são raros); extraído de minérios de metais não ferrosos. Material semicondutor para dispositivos eletrônicos (diodos, transistores, etc.), componente de liga, material para lentes em dispositivos IR, detectores de radiação ionizante.

GERMÂNIO

GERMANIUM (lat. Germanium), Ge (leia-se "hertempmanium"), um elemento químico com número atômico 32, massa atômica 72,61. O germânio natural consiste em cinco isótopos com números de massa 70 (o conteúdo da mistura natural é 20,51% em massa), 72 (27,43%), 73 (7,76%), 74 (36,54%) e 76 (7,76%). Configuração da camada de elétrons externa 4 s 2 p 2 . Estados de oxidação +4, +2 (valências IV, II). Localiza-se no grupo IVA, no 4º período da Tabela Periódica dos Elementos.
Histórico de descobertas
Foi descoberto por K. A. Winkler (cm. WINKLER Klemens Alexander)(e nomeado após sua terra natal - Alemanha) em 1886 ao analisar o mineral argirodita Ag 8 GeS 6 após a existência deste elemento e algumas de suas propriedades foram previstas por D. I. Mendeleev (cm. MENDELEEV Dmitry Ivanovich).
Estar na natureza
O conteúdo na crosta terrestre é de 1,5 10 -4% em peso. Refere-se a elementos dispersos. Não ocorre na natureza de forma livre. Contido como impureza em silicatos, ferro sedimentar, minérios polimetálicos, níquel e tungstênio, carvões, turfa, óleos, águas termais e algas. Os minerais mais importantes: germanita Cu 3 (Ge, Fe, Ga) (S, As) 4, estotita FeGe (OH) 6, plumbogermanita (Pb, Ge, Ga) 2 SO 4 (OH) 2 2H 2 O, argirodita Ag 8 GeS 6 , renierita Cu 3 (Fe, Ge, Zn) (S, As) 4 .
Obtendo germânio
Para obter o germânio, são utilizados subprodutos do processamento de minérios de metais não ferrosos, cinzas da combustão do carvão e alguns subprodutos da química do coque. A matéria-prima contendo Ge é enriquecida por flotação. Em seguida, o concentrado é convertido em óxido de GeO 2, que é reduzido com hidrogênio (cm. HIDROGÊNIO):
GeO 2 + 4H 2 \u003d Ge + 2H 2 O
O germânio de pureza de semicondutor com um teor de impurezas de 10 -3 -10 -4% é obtido por fusão por zona (cm. DERRETIMENTO DA ZONA), cristalização (cm. CRISTALIZAÇÃO) ou termólise de monogermane volátil GeH 4:
GeH 4 \u003d Ge + 2H 2,
que é formado durante a decomposição de compostos de metais ativos com Ge - germanidas por ácidos:
Mg 2 Ge + 4HCl \u003d GeH 4 - + 2MgCl 2
Propriedades físicas e químicas
O germânio é uma substância prateada com brilho metálico. Modificação estável da estrutura cristalina (Ge I), cúbico, tipo diamante de face centrada, uma= 0,533 nm (três outras modificações foram obtidas em altas pressões). Ponto de fusão 938,25 ° C, ponto de ebulição 2850 ° C, densidade 5,33 kg / dm 3. Possui propriedades semicondutoras, o band gap é de 0,66 eV (a 300 K). O germânio é transparente à radiação infravermelha com comprimento de onda maior que 2 mícrons.
As propriedades químicas do Ge são semelhantes às do silício. (cm. SILÍCIO). Resistente ao oxigênio em condições normais (cm. OXIGÊNIO), vapor de água, ácidos diluídos. Na presença de agentes complexantes fortes ou agentes oxidantes, quando aquecido, o Ge reage com ácidos:
Ge + H 2 SO 4 concentrado \u003d Ge (SO 4) 2 + 2SO 2 + 4H 2 O,
Ge + 6HF \u003d H 2 + 2H 2,
Ge + 4HNO 3 conc. \u003d H 2 GeO 3 + 4NO 2 + 2H 2 O
Ge reage com água régia (cm. AQUA REGIA):
Ge + 4HNO 3 + 12HCl = GeCl 4 + 4NO + 8H 2 O.
Ge interage com soluções alcalinas na presença de agentes oxidantes:
Ge + 2NaOH + 2H 2 O 2 \u003d Na 2.
Quando aquecido ao ar a 700 °C, o Ge se inflama. Ge interage facilmente com halogênios (cm. HALOGÊNIOS) e cinza (cm. ENXOFRE):
Ge + 2I 2 = GeI 4
Com hidrogênio (cm. HIDROGÊNIO), azoto (cm. AZOTO), carbono (cm. CARBONO) o germânio não entra diretamente na reação; compostos com esses elementos são obtidos indiretamente. Por exemplo, o nitreto de Ge 3 N 4 é formado pela dissolução do diiodeto de germânio GeI 2 em amônia líquida:
GeI 2 + NH 3 líquido -> n -> Ge 3 N 4
O óxido de germânio (IV), GeO 2, é uma substância cristalina branca que existe em duas modificações. Uma das modificações é parcialmente solúvel em água com a formação de ácidos germânicos complexos. Mostra propriedades anfotéricas.
GeO 2 interage com álcalis como um óxido ácido:
GeO 2 + 2NaOH \u003d Na 2 GeO 3 + H 2 O
GeO 2 interage com ácidos:
GeO 2 + 4HCl \u003d GeCl 4 + 2H 2 O
Os tetrahaletos de Ge são compostos não polares que são facilmente hidrolisados ​​pela água.
3GeF 4 + 2H 2 O \u003d GeO 2 + 2H 2 GeF 6
Tetrahaletos são obtidos por interação direta:
Ge + 2Cl 2 = GeCl 4
ou decomposição térmica:
BaGeF6 = GeF4 + BaF2
Os hidretos de germânio são quimicamente semelhantes aos hidretos de silício, mas o GeH 4 monogermane é mais estável que o SiH 4 monosilano. Germanes formam séries homólogas Ge n H 2n+2 , Ge n H 2n e outras, mas essas séries são mais curtas que as dos silanos.
Monogermane GeH 4 é um gás estável no ar e não reage com a água. Durante o armazenamento a longo prazo, decompõe-se em H 2 e Ge. O monogermane é obtido pela redução do dióxido de germânio GeO 2 com borohidreto de sódio NaBH 4:
GeO 2 + NaBH 4 \u003d GeH 4 + NaBO 2.
O monóxido de GeO muito instável é formado pelo aquecimento moderado de uma mistura de germânio e dióxido de GeO 2:
Ge + GeO2 = 2GeO.
Compostos de Ge(II) facilmente desproporcionais com a liberação de Ge:
2GeCl 2 -> Ge + GeCl 4
O dissulfeto de germânio GeS 2 é uma substância branca amorfa ou cristalina, obtida pela precipitação de H 2 S a partir de soluções ácidas de GeCl 4:
GeCl 4 + 2H 2 S \u003d GeS 2 Ї + 4HCl
GeS 2 se dissolve em álcalis e amônia ou sulfetos de metais alcalinos:
GeS 2 + 6NaOH \u003d Na 2 + 2Na 2 S,
GeS 2 + (NH 4) 2 S \u003d (NH 4) 2 GeS 3
Ge pode ser uma parte de compostos orgânicos. São conhecidos (CH 3) 4 Ge, (C 6 H 5) 4 Ge, (CH 3) 3 GeBr, (C 2 H 5) 3 GeOH e outros.
Inscrição
O germânio é um material semicondutor usado em engenharia e eletrônica de rádio na produção de transistores e microcircuitos. Filmes finos de Ge depositados no vidro são usados ​​como resistências em instalações de radar. Ligas de Ge com metais são usadas em sensores e detectores. O dióxido de germânio é usado na produção de vidros que transmitem radiação infravermelha.

dicionário enciclopédico. 2009 .

Sinônimos:

Veja o que é "germânio" em outros dicionários:

Um elemento químico descoberto em 1886 no raro mineral argirodita encontrado na Saxônia. Dicionário de palavras estrangeiras incluído no idioma russo. Chudinov A.N., 1910. germanium (nomeado em homenagem à pátria do cientista que descobriu o elemento), chem. elemento, ... ... Dicionário de palavras estrangeiras da língua russa

- (Germânio), Ge, elemento químico do grupo IV do sistema periódico, número atômico 32, massa atômica 72,59; metalóide; material semicondutor. O germânio foi descoberto pelo químico alemão K. Winkler em 1886... Enciclopédia Moderna

germânio- Elemento Ge Grupo IV sistemas; no. n. 32, em. m. 72,59; televisão. coisa com metal. brilho. O Ge natural é uma mistura de cinco isótopos estáveis ​​com números de massa 70, 72, 73, 74 e 76. A existência e as propriedades do Ge foram previstas em 1871 por D. I. ... ... Manual do Tradutor Técnico

Germânio- (Germânio), Ge, elemento químico do grupo IV do sistema periódico, número atômico 32, massa atômica 72,59; metalóide; material semicondutor. O germânio foi descoberto pelo químico alemão K. Winkler em 1886. ... Dicionário Enciclopédico Ilustrado

- (lat. Germânio) Ge, um elemento químico do grupo IV do sistema periódico, número atômico 32, massa atômica 72,59. Nomeado do latim Germania Germany, em homenagem à pátria de K. A. Winkler. Cristais cinza prata; densidade 5,33 g/cm³, pf 938,3 ... Grande Dicionário Enciclopédico

- (símbolo Ge), um elemento metálico branco-acinzentado do grupo IV da tabela periódica de MENDELEEV, no qual foram previstas as propriedades de elementos ainda não descobertos, em particular, o germânio (1871). O elemento foi descoberto em 1886. Um subproduto da fundição de zinco ... ... Dicionário enciclopédico científico e técnico

Ge (de lat. Germania Germany * a. germânio; s. germânio; f. germânio; e. germânio), chem. elemento IV grupo periódico. sistemas de Mendeleev, at.s. 32, em. m. 72,59. Natural G. consiste em 4 isótopos estáveis ​​70Ge (20,55%), 72Ge ... ... Enciclopédia Geológica

- (Ge), sintético cristal único, PP, grupo de simetria pontual m3m, densidade 5,327 g/cm3, Tmelt=936°C, sólido. na escala de Mohs 6, em. m. 72,60. Transparente na região IR l de 1,5 a 20 mícrons; opticamente anisotrópico, para 1 = 1,80 µm eff. refração n=4,143.… … Enciclopédia Física

Existe., número de sinônimos: 3 semicondutores (7) ecasilicon (1) elemento (159) ... Dicionário de sinônimos

GERMÂNIO- química. elemento, símbolo Ge (lat. Germânio), em. n. 32, em. m. 72,59; substância cristalina cinzenta prateada quebradiça, densidade 5327 kg/m3, vil = 937,5°C. Disperso na natureza; é extraído principalmente durante o processamento de blenda de zinco e ... ... Grande Enciclopédia Politécnica

Germânio(lat. Germânio), Ge, um elemento químico do grupo IV do sistema periódico de Mendeleev; número de série 32, massa atômica 72,59; sólido branco-acinzentado com brilho metálico. O germânio natural é uma mistura de cinco isótopos estáveis ​​com números de massa 70, 72, 73, 74 e 76. A existência e as propriedades da Alemanha foram previstas em 1871 por D. I. Mendeleev e chamou este elemento ainda desconhecido de ekasilício devido à semelhança de suas propriedades com silício. Em 1886, o químico alemão K. Winkler descobriu um novo elemento no mineral argirodita, que chamou de Alemanha em homenagem ao seu país; O germânio revelou-se bastante idêntico à ecasiliência. Até a segunda metade do século 20, a aplicação prática da Alemanha permaneceu muito limitada. A produção industrial na Alemanha surgiu em conexão com o desenvolvimento da eletrônica de semicondutores.

O conteúdo total de germânio na crosta terrestre é de 7,10 -4% em massa, ou seja, mais do que, por exemplo, antimônio, prata, bismuto. No entanto, os próprios minerais da Alemanha são extremamente raros. Quase todos são sulfossais: germanita Cu 2 (Cu, Fe, Ge, Zn) 2 (S, As) 4, argirodita Ag 8 GeS 6, confieldita Ag 8 (Sn, Ge)S 6 e outros. A maior parte da Alemanha está espalhada na crosta terrestre em um grande número de rochas e minerais: em minérios sulfetados de metais não ferrosos, em minérios de ferro, em alguns minerais óxidos (cromita, magnetita, rutilo e outros), em granitos, diabásios e basaltos. Além disso, o germânio está presente em quase todos os silicatos, em alguns depósitos de carvão e petróleo.

Propriedades físicas Alemanha. O germânio cristaliza em uma estrutura cúbica tipo diamante, parâmetro de célula unitária a = 5,6575Å. A densidade do germânio sólido é 5,327 g/cm3 (25°C); líquido 5,557 (1000°C); tpl 937,5°C; p.e. cerca de 2700°C; coeficiente de condutividade térmica ~60 W/(m K), ou 0,14 cal/(cm seg graus) a 25°C. Mesmo o germânio muito puro é quebradiço em temperaturas normais, mas acima de 550°C ele se presta à deformação plástica. Dureza Alemanha em escala mineralógica 6-6,5; coeficiente de compressibilidade (na faixa de pressão 0-120 Gn/m2, ou 0-12000 kgf/mm2) 1,4 10-7 m2/mn (1,4 10-6 cm2/kgf); tensão superficial 0,6 N/m (600 dines/cm). O germânio é um semicondutor típico com um intervalo de banda de 1,104 10 -19 J ou 0,69 eV (25°C); alta pureza de resistividade elétrica Alemanha 0,60 ohm-m (60 ohm-cm) a 25°C; a mobilidade dos elétrons é 3900 e a mobilidade das lacunas é 1900 cm 2 /v s (25 ° C) (com um teor de impurezas inferior a 10 -8%). Transparente aos raios infravermelhos com comprimento de onda superior a 2 mícrons.

Propriedades químicas Alemanha. Em compostos químicos, o germânio geralmente exibe valências de 2 e 4, sendo os compostos de germânio 4-valente mais estáveis. À temperatura ambiente, o germânio é resistente ao ar, água, soluções alcalinas e ácidos clorídrico e sulfúrico diluídos, mas é facilmente solúvel em água régia e em uma solução alcalina de peróxido de hidrogênio. O ácido nítrico oxida lentamente. Quando aquecido ao ar a 500-700°C, o germânio é oxidado a GeO e GeO 2 óxidos. Óxido de Alemanha (IV) - pó branco com tpl 1116°C; solubilidade em água 4,3 g/l (20°C). De acordo com suas propriedades químicas, é anfotérico, solúvel em álcalis e com dificuldade em ácidos minerais. É obtido pela calcinação do precipitado hidratado (GeO 3 nH 2 O) liberado durante a hidrólise do tetracloreto de GeCl 4 . Da fusão do GeO 2 com outros óxidos podem ser obtidos derivados do ácido germânico - germanatos metálicos (Li 2 GeO 3 , Na 2 GeO 3 e outros) - sólidos com pontos de fusão elevados.

Quando o germânio reage com halogênios, os tetrahaletos correspondentes são formados. A reação ocorre mais facilmente com flúor e cloro (já à temperatura ambiente), depois com bromo (aquecimento fraco) e iodo (a 700-800°C na presença de CO). Um dos compostos mais importantes da Alemanha, o tetracloreto de GeCl 4 é um líquido incolor; tpl -49,5°C; p.e. 83,1°C; densidade 1,84 g/cm3 (20°C). A água hidrolisa fortemente com a liberação de um precipitado de óxido hidratado (IV). É obtido por cloração da Alemanha metálica ou pela interação de GeO 2 com HCl concentrado. Também são conhecidos os di-haletos da Alemanha de fórmula geral GeX 2 , monocloreto de GeCl, hexaclorodigermane Ge 2 Cl 6 e oxicloretos da Alemanha (por exemplo, CeOCl 2).

O enxofre reage vigorosamente com a Alemanha a 900-1000°C para formar dissulfeto de GeS2, um sólido branco, p.f. 825°C. Monossulfeto de GeS e compostos similares da Alemanha com selênio e telúrio, que são semicondutores, também são descritos. O hidrogênio reage levemente com o germânio a 1000-1100°C para formar germine (GeH) X, um composto instável e facilmente volátil. Ao reagir germanidas com ácido clorídrico diluído, podem ser obtidos hidrogênios germânicos da série Ge n H 2n+2 até Ge 9 H 20. A composição de germileno GeH 2 também é conhecida. O germânio não reage diretamente com o nitrogênio, no entanto, existe o nitreto de Ge 3 N 4, que é obtido pela ação da amônia sobre o germânio a 700-800°C. O germânio não interage com o carbono. O germânio forma compostos com muitos metais - germanidas.

São conhecidos numerosos compostos complexos da Alemanha, que estão se tornando cada vez mais importantes tanto na química analítica do germânio quanto nos processos de sua preparação. O germânio forma compostos complexos com moléculas orgânicas contendo hidroxila (álcoois poli-hídricos, ácidos polibásicos e outros). Obtiveram-se heteropoliácidos da Alemanha. Assim como para outros elementos do grupo IV, a Alemanha é caracterizada pela formação de compostos organometálicos, a exemplo do tetraetilgermano (C 2 H 5) 4 Ge 3.

Obtendo a Alemanha. Na prática industrial, o germânio é obtido principalmente a partir de subprodutos do processamento de minérios de metais não ferrosos (blend de zinco, concentrados polimetálicos de zinco-cobre-chumbo) contendo 0,001-0,1% de Alemanha. Cinzas de combustão de carvão, poeira de geradores de gás e resíduos de coquerias também são usados ​​como matérias-primas. Inicialmente, o concentrado de germânio (2-10% da Alemanha) é obtido das fontes listadas de várias maneiras, dependendo da composição da matéria-prima. A extração da Alemanha do concentrado geralmente inclui as seguintes etapas: 1) cloração do concentrado com ácido clorídrico, sua mistura com cloro em meio aquoso ou outros agentes de cloração para obter GeCl 4 técnico. Para purificar GeCl 4, são utilizadas retificação e extração de impurezas com HCl concentrado. 2) Hidrólise do GeCl 4 e calcinação dos produtos da hidrólise para obtenção do GeO 2 . 3) Redução de GeO 2 com hidrogênio ou amônia para metal. Para isolar o germânio muito puro, que é usado em dispositivos semicondutores, o metal é fundido por zona. O germânio monocristalino, necessário para a indústria de semicondutores, geralmente é obtido por fusão por zona ou pelo método de Czochralski.

Aplicação Alemanha. O germânio é um dos materiais mais valiosos na moderna tecnologia de semicondutores. É usado para fazer diodos, triodos, detectores de cristal e retificadores de potência. O germânio de cristal único também é usado em instrumentos dosimétricos e instrumentos que medem a intensidade de campos magnéticos constantes e alternados. Um importante campo de aplicação na Alemanha é a tecnologia infravermelha, em particular a produção de detectores infravermelhos operando na região de 8-14 µm. Muitas ligas contendo germânio, vidros baseados em GeO2 e outros compostos de germânio são promissores para uso prático.