Germanium- isang elemento ng periodic table, lubhang mahalaga para sa isang tao. Ang mga natatanging katangian nito bilang isang semiconductor ay naging posible upang lumikha ng mga diode na malawakang ginagamit sa iba't ibang mga instrumento sa pagsukat at mga receiver ng radyo. Ito ay kinakailangan para sa paggawa ng mga lente at optical fiber.
Gayunpaman, ang mga teknikal na pagsulong ay bahagi lamang ng mga pakinabang ng elementong ito. Ang mga organikong germanium compound ay may mga bihirang therapeutic properties, na may malawak na biological na epekto sa kalusugan at kapakanan ng tao, at ang tampok na ito ay mas mahal kaysa sa anumang mahahalagang metal.
Ang kasaysayan ng pagtuklas ng germanium
Si Dmitry Ivanovich Mendeleev, na sinusuri ang kanyang periodic table of elements, noong 1871 ay iminungkahi na wala itong isa pang elemento na kabilang sa pangkat IV. Inilarawan niya ang mga katangian nito, binigyang diin ang pagkakatulad nito sa silikon, at pinangalanan itong ekasilicon.
Pagkalipas ng ilang taon, noong Pebrero 1886, natuklasan ng isang propesor sa Freiberg Mining Academy ang argyrodite, isang bagong tambalang pilak. Ang buong pagsusuri nito ay inatasan na gawin ni Clemens Winkler, propesor ng teknikal na kimika at nangungunang analyst ng Academy. Matapos pag-aralan ang isang bagong mineral, ibinukod niya ang 7% ng timbang nito mula dito bilang isang hiwalay na hindi kilalang sangkap. Ang isang maingat na pag-aaral ng mga katangian nito ay nagpakita na sila ay ecasilicon, hinulaan ni Mendeleev. Mahalaga na ang paraan ng Winkler para sa paghihiwalay ng ekasilicon ay ginagamit pa rin sa industriyal na produksyon nito.
Kasaysayan ng pangalan ng Alemanya
Ang Ekasilicon sa periodic table ni Mendeleev ay sumasakop sa posisyon 32. Noong una, nais ni Clemens Winkler na bigyan siya ng pangalang Neptune, bilang parangal sa planeta, na una ring hinulaang at natuklasan nang maglaon. Gayunpaman, lumabas na ang isang maling natuklasang sangkap ay tinawag na niyan, at maaaring lumitaw ang hindi kinakailangang pagkalito at mga pagtatalo.
Bilang resulta, pinili ni Winkler ang pangalang Germanium para sa kanya, pagkatapos ng kanyang bansa, upang alisin ang lahat ng pagkakaiba. Sinuportahan ni Dmitry Ivanovich ang desisyong ito, na siniguro ang gayong pangalan para sa kanyang "brainchild".
Ano ang hitsura ng germanium?
Ang mahal at pambihirang elementong ito ay marupok tulad ng salamin. Ang isang karaniwang germanium ingot ay mukhang isang silindro na may diameter na 10 hanggang 35 mm. Ang kulay ng germanium ay depende sa ibabaw na paggamot nito at maaaring itim, parang bakal, o pilak. Ang hitsura nito ay madaling malito sa silikon, ang pinakamalapit na kamag-anak at katunggali nito.
Upang makita ang maliliit na detalye ng germanium sa mga device, kailangan ng mga espesyal na tool sa pag-magnify.
Ang paggamit ng organic germanium sa gamot
Ang organic germanium compound ay na-synthesize ng isang Japanese na doktor na si K. Asai noong 1967. Pinatunayan niya na mayroon siyang antitumor properties. Ang patuloy na pagsasaliksik ay napatunayan na ang iba't ibang germanium compound ay may mahalagang katangian para sa mga tao tulad ng pag-alis ng sakit, pagpapababa ng presyon ng dugo, pagbabawas ng panganib ng anemia, pagpapalakas ng kaligtasan sa sakit at pagsira sa mga nakakapinsalang bakterya.
Mga direksyon ng impluwensya ng germanium sa katawan:
- Nagtataguyod ng saturation ng mga tisyu na may oxygen at,
- Pinapabilis ang paggaling ng sugat
- Tumutulong na linisin ang mga selula at tisyu mula sa mga lason at lason,
- Nagpapabuti ng estado ng central nervous system at ang paggana nito,
- Pinabilis ang pagbawi pagkatapos ng mabigat na pisikal na aktibidad,
- Pinapataas ang pangkalahatang pagganap ng isang tao,
- Pinapalakas ang mga proteksiyon na reaksyon ng buong immune system.
Ang papel ng organikong germanium sa immune system at sa transportasyon ng oxygen
Ang kakayahan ng germanium na magdala ng oxygen sa antas ng mga tisyu ng katawan ay lalong mahalaga para maiwasan ang hypoxia (kakulangan ng oxygen). Binabawasan din nito ang posibilidad na magkaroon ng hypoxia ng dugo, na nangyayari kapag bumababa ang halaga ng hemoglobin sa mga pulang selula ng dugo. Ang paghahatid ng oxygen sa anumang cell ay binabawasan ang panganib ng gutom sa oxygen at nai-save mula sa kamatayan ang pinaka-sensitibo sa kakulangan ng mga selula ng oxygen: mga tisyu ng utak, bato at atay, mga kalamnan sa puso.
Germanium |32 | Ge| — Presyo
Germanium (Ge) - bakas ang bihirang metal, atomic number - 32, atomic mass-72.6, density:
solid sa 25°C - 5.323 g/cm3;
likido sa 100°C - 5.557g/cm3;
Punto ng pagkatunaw - 958.5 ° C, koepisyent ng linear expansion α.106, sa temperatura, KO:
273-573— 6.1
573-923— 6.6
Katigasan sa isang mineralogical scale-6-6.5.
Electrical resistivity ng single-crystal high-purity germanium (sa 298 OK), Ohm.m-0.55-0.6 ..
Ang Germanium ay natuklasan noong 1885 at unang nakuha bilang isang sulfide. Ang metal na ito ay hinulaang ni D.I. Mendeleev noong 1871, na may eksaktong indikasyon ng mga katangian nito, at tinawag niya itong ecosilicium. Ang Germanium ay pinangalanan ng mga siyentipikong mananaliksik sa bansa kung saan ito natuklasan.
Ang Germanium ay isang kulay-pilak na puting metal, katulad ng anyo sa lata, malutong sa ilalim ng normal na mga kondisyon. Amenable sa plastic deformation sa temperaturang higit sa 550°C. Ang Germanium ay may mga katangian ng semiconductor. Ang de-koryenteng resistivity ng germanium ay nakasalalay sa kadalisayan - ang mga impurities ay makabuluhang binabawasan ito. Ang Germanium ay optically transparent sa infrared na rehiyon ng spectrum, ay may mataas na refractive index, na nagpapahintulot na magamit ito para sa paggawa ng iba't ibang optical system.
Ang Germanium ay matatag sa hangin sa temperaturang hanggang 700°C, sa mas mataas na temperatura ay nag-o-oxidize ito, at sa itaas ng punto ng pagkatunaw ay nasusunog ito upang bumuo ng germanium dioxide. Ang hydrogen ay hindi nakikipag-ugnayan sa germanium, at sa natutunaw na punto, ang germanium melt ay sumisipsip ng oxygen. Ang Germanium ay hindi tumutugon sa nitrogen. Sa chlorine, bumubuo sa temperatura ng silid, germanium chloride.
Ang Germanium ay hindi nakikipag-ugnayan sa carbon, matatag sa tubig, dahan-dahang nakikipag-ugnayan sa mga acid, at madaling natutunaw sa aqua regia. Ang mga solusyon sa alkali ay may kaunting epekto sa germanium. Germanium alloys na may lahat ng metal.
Sa kabila ng katotohanan na ang germanium sa kalikasan ay mas malaki kaysa sa tingga, ang produksyon nito ay limitado dahil sa malakas na dispersal nito sa crust ng lupa, at ang halaga ng germanium ay medyo mataas. Binubuo ng Germanium ang mga mineral na argyrodite at germanite, ngunit hindi sila gaanong ginagamit upang makuha ito. Ang Germanium ay na-extract nang hindi sinasadya sa panahon ng pagproseso ng polymetallic sulfide ores, ilang iron ores, na naglalaman ng hanggang 0.001% germanium, mula sa tar water sa panahon ng coal coking.
Tumatanggap.
Ang pagkuha ng germanium mula sa iba't ibang hilaw na materyales ay isinasagawa sa pamamagitan ng mga kumplikadong pamamaraan, kung saan ang huling produkto ay germanium tetrachloride o germanium dioxide, kung saan nakuha ang metallic germanium. Ito ay pinadalisay at, higit pa, ang germanium solong kristal na may nais na mga katangian ng electrophysical ay lumaki sa pamamagitan ng paraan ng pagtunaw ng zone. Sa industriya, ang single-crystal at polycrystalline germanium ay nakuha.
Ang mga semi-produktong nakuha sa pamamagitan ng pagproseso ng mga mineral ay naglalaman ng isang maliit na halaga ng germanium at iba't ibang mga pamamaraan ng pyro- at hydrometallurgical processing ay ginagamit para sa kanilang pagpapayaman. Pyrometallurgical pamamaraan ay batay sa pangingimbabaw ng pabagu-bago ng isip compounds na naglalaman ng germanium, hydrometallurgical pamamaraan ay batay sa pumipili dissolution ng germanium compounds.
Upang makakuha ng germanium concentrates, ang mga produkto ng pyrometallurgical enrichment (sublimes, cinders) ay ginagamot ng mga acid at ang germanium ay inilipat sa isang solusyon, kung saan ang isang concentrate ay nakuha sa pamamagitan ng iba't ibang mga pamamaraan (precipitation, co-precipitation at sorption, electrochemical method). Ang concentrate ay naglalaman ng mula 2 hanggang 20% germanium, kung saan ang purong germanium dioxide ay nakahiwalay. Ang Germanium dioxide ay nababawasan ng hydrogen, gayunpaman, ang resultang metal ay hindi sapat na dalisay para sa mga aparatong semiconductor at samakatuwid ito ay dinadalisay ng mga pamamaraang crystallographic (nakadirekta sa crystallization-zone purification-pagkuha ng isang kristal). Ang pagkikristal ng direksyon ay pinagsama sa pagbawas ng germanium dioxide na may hydrogen. Ang tinunaw na metal ay unti-unting itinutulak palabas ng mainit na lugar papunta sa refrigerator. Ang metal ay unti-unting nag-kristal sa kahabaan ng ingot. Ang mga dumi ay kinokolekta sa huling bahagi ng ingot at inalis. Ang natitirang ingot ay pinutol sa mga piraso, na na-load sa paglilinis ng zone.
Bilang resulta ng paglilinis ng zone, ang isang ingot ay nakuha, kung saan ang kadalisayan ng metal ay naiiba sa haba nito. Ang ingot ay pinutol din at ang mga indibidwal na bahagi nito ay tinanggal mula sa proseso. Kaya, kapag nakakuha ng single-crystal germanium mula sa zone-cleaned, ang direktang ani ay hindi hihigit sa 25%.
Upang makakuha ng mga aparatong semiconductor, ang isang solong kristal ng germanium ay pinutol sa mga plato, kung saan ang mga maliliit na bahagi ay pinutol, na pagkatapos ay giniling at pinakintab. Ang mga bahaging ito ay ang huling produkto para sa paglikha ng mga aparatong semiconductor.
APLIKASYON.
Dahil sa mga katangian ng semiconductor, ang germanium ay malawakang ginagamit sa radio electronics para sa paggawa ng mga crystalline rectifier (diodes) at crystalline amplifier (triodes), para sa teknolohiya ng computer, remote control, radar, atbp.
Ang Germanium triodes ay ginagamit upang palakasin, bumuo at mag-convert ng mga electrical oscillations.
Sa engineering ng radyo, ginagamit ang mga resistensya ng germanium film.
Ginagamit ang Germanium sa mga photodiode at photoresistor, para sa paggawa ng mga thermistor.
Sa teknolohiyang nuklear, ginagamit ang mga detektor ng germanium gamma-ray, at sa mga kagamitang teknolohiyang infrared, ginagamit ang mga lente ng germanium na may ginto.
Ang Germanium ay idinagdag sa mga haluang metal para sa mga sobrang sensitibong thermocouple.
Ginagamit ang Germanium bilang isang katalista sa paggawa ng mga artipisyal na hibla.
Sa medisina, ang ilang germanium organic compound ay pinag-aaralan, na nagmumungkahi na maaari silang maging biologically active at makatulong na maantala ang pag-unlad ng malignant na mga tumor, pagbaba ng presyon ng dugo, at pag-alis ng sakit.
Germanium
GERMANIUM-ako; m. Chemical element (Ge), isang kulay-abo-puting solid na may metal na kinang (ay ang pangunahing materyal na semiconductor). Plato ng Germanium.
◁ Germanium, ika, ika. G-th raw na materyal. G. ingot.
germanyum(lat. Germanium), isang kemikal na elemento ng pangkat IV ng periodic system. Ang pangalan mula sa Latin Germania - Germany, bilang parangal sa tinubuang-bayan ng K. A. Winkler. Pilak na kulay abong kristal; density 5.33 g / cm 3, t pl 938.3ºC. Nakakalat sa kalikasan (bihira ang sariling mga mineral); mined mula sa ores ng non-ferrous metal. Materyal na semiconductor para sa mga elektronikong aparato (diodes, transistors, atbp.), sangkap ng haluang metal, materyal para sa mga lente sa mga aparatong IR, mga detektor ng radiation ng ionizing.
GERMANIUMGERMANIUM (lat. Germanium), Ge (basahin ang "hertempmanium"), isang kemikal na elemento na may atomic number 32, atomic mass 72.61. Ang natural na germanium ay binubuo ng limang isotopes na may mass number na 70 (ang nilalaman sa natural na timpla ay 20.51% ayon sa masa), 72 (27.43%), 73 (7.76%), 74 (36.54%), at 76 ( 7.76%). Pagsasaayos ng panlabas na layer ng elektron 4 s 2
p 2
. Ang oksihenasyon ay nagsasaad ng +4, +2 (mga valencies IV, II). Ito ay matatagpuan sa pangkat ng IVA, sa ika-4 na yugto sa Periodic Table ng mga Elemento.
Kasaysayan ng pagtuklas
Natuklasan ni K. A. Winkler (cm. WINKLER Klemens Alexander)(at pinangalanan sa kanyang tinubuang-bayan - Germany) noong 1886 nang pag-aralan ang mineral argyrodite Ag 8 GeS 6 pagkatapos ng pagkakaroon ng elementong ito at ang ilan sa mga katangian nito ay hinulaan ni D. I. Mendeleev (cm. MENDELEEV Dmitry Ivanovich).
Ang pagiging nasa kalikasan
Ang nilalaman sa crust ng lupa ay 1.5 10 -4% ayon sa timbang. Tumutukoy sa mga nakakalat na elemento. Hindi ito nangyayari sa kalikasan sa libreng anyo. Nilalaman bilang isang impurity sa silicates, sedimentary iron, polymetallic, nickel at tungsten ores, coals, peat, oils, thermal waters at algae. Ang pinakamahalagang mineral: germanite Cu 3 (Ge, Fe, Ga) (S, As) 4, stottite FeGe (OH) 6, plumbogermanite (Pb, Ge, Ga) 2 SO 4 (OH) 2 2H 2 O, argyrodite Ag 8 GeS 6 , rhenierite Cu 3 (Fe, Ge, Zn) (S, As) 4 .
Pagkuha ng germanium
Upang makakuha ng germanium, ginagamit ang mga by-product ng pagproseso ng non-ferrous metal ores, abo mula sa coal combustion, at ilang by-product ng coke chemistry. Ang feedstock na naglalaman ng Ge ay pinayaman ng flotation. Pagkatapos ang concentrate ay na-convert sa GeO 2 oxide, na nababawasan ng hydrogen (cm. HYDROGEN):
GeO 2 + 4H 2 \u003d Ge + 2H 2 O
Ang semiconductor purity germanium na may impurity content na 10 -3 -10 -4% ay nakuha sa pamamagitan ng zone melting (cm. ZONE MELTING), pagkikristal (cm. CRYSTALLIZATION) o thermolysis ng volatile monogermane GeH 4:
GeH 4 \u003d Ge + 2H 2,
na nabuo sa panahon ng agnas ng mga compound ng mga aktibong metal na may Ge - germanides sa pamamagitan ng mga acid:
Mg 2 Ge + 4HCl \u003d GeH 4 - + 2MgCl 2
Mga katangiang pisikal at kemikal
Ang Germanium ay isang silvery substance na may metal na kinang. Crystal lattice stable modification (Ge I), kubiko, uri ng brilyante na nakasentro sa mukha, a= 0.533 nm (tatlong iba pang mga pagbabago ang nakuha sa mataas na presyon). Punto ng pagkatunaw 938.25 ° C, punto ng kumukulo 2850 ° C, density 5.33 kg / dm 3. Mayroon itong mga katangian ng semiconductor, ang band gap ay 0.66 eV (sa 300 K). Ang Germanium ay transparent sa infrared radiation na may wavelength na higit sa 2 microns.
Ang mga kemikal na katangian ng Ge ay katulad ng sa silikon. (cm. SILIKON). Lumalaban sa oxygen sa ilalim ng normal na mga kondisyon (cm. OXYGEN), singaw ng tubig, dilute acids. Sa pagkakaroon ng malakas na complexing agent o oxidizing agent, kapag pinainit, ang Ge ay tumutugon sa mga acid:
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 conc. \u003d H 2 GeO 3 + 4NO 2 + 2H 2 O
Nag-react si Ge sa aqua regia (cm. AQUA REGIA):
Ge + 4HNO 3 + 12HCl = GeCl 4 + 4NO + 8H 2 O.
Nakikipag-ugnayan ang Ge sa mga solusyon sa alkali sa pagkakaroon ng mga ahente ng oxidizing:
Ge + 2NaOH + 2H 2 O 2 \u003d Na 2.
Kapag pinainit sa hangin sa 700 °C, ang Ge ay nag-aapoy. Madaling nakikipag-ugnayan si Ge sa mga halogens (cm. HALOGENS) at kulay abo (cm. SULPHUR):
Ge + 2I 2 = GeI 4
Sa hydrogen (cm. HYDROGEN),
nitrogen (cm. NITROGEN),
carbon (cm. CARBON) Ang germanium ay hindi direktang pumapasok sa reaksyon; ang mga compound na may mga elementong ito ay hindi direktang nakuha. Halimbawa, ang Ge 3 N 4 nitride ay nabuo sa pamamagitan ng pagtunaw ng germanium diiodide GeI 2 sa likidong ammonia:
GeI 2 + NH 3 likido -> n -> Ge 3 N 4
Ang Germanium oxide (IV), GeO 2, ay isang puting crystalline substance na umiiral sa dalawang pagbabago. Ang isa sa mga pagbabago ay bahagyang natutunaw sa tubig na may pagbuo ng mga kumplikadong germanic acid. Nagpapakita ng mga katangian ng amphoteric.
Ang GeO 2 ay nakikipag-ugnayan sa alkalis bilang isang acid oxide:
GeO 2 + 2NaOH \u003d Na 2 GeO 3 + H 2 O
Ang GeO 2 ay nakikipag-ugnayan sa mga acid:
GeO 2 + 4HCl \u003d GeCl 4 + 2H 2 O
Ang Ge tetrahalides ay mga non-polar compound na madaling ma-hydrolyzed ng tubig.
3GeF 4 + 2H 2 O \u003d GeO 2 + 2H 2 GeF 6
Ang Tetrahalides ay nakukuha sa pamamagitan ng direktang pakikipag-ugnayan:
Ge + 2Cl 2 = GeCl 4
o thermal decomposition:
BaGeF6 = GeF4 + BaF2
Ang Germanium hydride ay kemikal na katulad ng silicon hydrides, ngunit ang GeH 4 monogermane ay mas matatag kaysa sa SiH 4 monosilane. Ang mga German ay bumubuo ng homologous na seryeng Ge n H 2n+2 , Ge n H 2n at iba pa, ngunit ang mga seryeng ito ay mas maikli kaysa sa silanes.
Ang Monogermane GeH 4 ay isang gas na matatag sa hangin at hindi tumutugon sa tubig. Sa pangmatagalang imbakan, nabubulok ito sa H 2 at Ge. Ang Monogermane ay nakuha sa pamamagitan ng pagbabawas ng germanium dioxide GeO 2 na may sodium borohydride NaBH 4:
GeO 2 + NaBH 4 \u003d GeH 4 + NaBO 2.
Ang hindi matatag na GeO monoxide ay nabuo sa pamamagitan ng katamtamang pag-init ng pinaghalong germanium at GeO 2 dioxide:
Ge + GeO 2 = 2GeO.
Ang mga compound ng Ge(II) ay madaling hindi katimbang sa paglabas ng Ge:
2GeCl 2 -> Ge + GeCl 4
Ang Germanium disulfide GeS 2 ay isang puting amorphous o crystalline substance, na nakuha sa pamamagitan ng precipitation ng H 2 S mula sa acidic na solusyon ng GeCl 4:
GeCl 4 + 2H 2 S \u003d GeS 2 Ї + 4HCl
Ang GeS 2 ay natutunaw sa alkalis at ammonium o alkali metal sulfide:
GeS 2 + 6NaOH \u003d Na 2 + 2Na 2 S,
GeS 2 + (NH 4) 2 S \u003d (NH 4) 2 GeS 3
Ang Ge ay maaaring maging bahagi ng mga organikong compound. Ang mga kilala ay (CH 3) 4 Ge, (C 6 H 5) 4 Ge, (CH 3) 3 GeBr, (C 2 H 5) 3 GeOH at iba pa.
Aplikasyon
Ang Germanium ay isang semiconductor na materyal na ginagamit sa engineering at radio electronics sa paggawa ng mga transistor at microcircuits. Ang mga manipis na pelikula ng Ge na idineposito sa salamin ay ginagamit bilang mga panlaban sa mga pag-install ng radar. Ang mga haluang metal ng Ge na may mga metal ay ginagamit sa mga sensor at detektor. Ginagamit ang Germanium dioxide sa paggawa ng mga baso na nagpapadala ng infrared radiation.
encyclopedic Dictionary. 2009 .
Mga kasingkahulugan:Tingnan kung ano ang "germanium" sa ibang mga diksyunaryo:
Isang elemento ng kemikal na natuklasan noong 1886 sa pambihirang mineral na argyrodite na natagpuan sa Saxony. Diksyunaryo ng mga banyagang salita na kasama sa wikang Ruso. Chudinov A.N., 1910. germanium (pinangalanan bilang parangal sa inang-bayan ng siyentipiko na natuklasan ang elemento), chem. elemento, ... ... Diksyunaryo ng mga banyagang salita ng wikang Ruso
- (Germanium), Ge, isang kemikal na elemento ng pangkat IV ng periodic system, atomic number 32, atomic mass 72.59; di-metal; materyal na semiconductor. Ang Germanium ay natuklasan ng German chemist na si K. Winkler noong 1886 ... Modern Encyclopedia
germanyum- elemento ng Ge Group IV mga sistema; sa. n. 32, sa. m. 72.59; tv. bagay sa may metal. kumikinang. Ang Natural Ge ay pinaghalong limang stable isotopes na may mass number na 70, 72, 73, 74 at 76. Ang pag-iral at mga katangian ng Ge ay hinulaan noong 1871 ni D. I. ... ... Handbook ng Teknikal na Tagasalin
Germanium- (Germanium), Ge, isang kemikal na elemento ng pangkat IV ng periodic system, atomic number 32, atomic mass 72.59; di-metal; materyal na semiconductor. Ang Germanium ay natuklasan ng German chemist na si K. Winkler noong 1886. ... Illustrated Encyclopedic Dictionary
- (lat. Germanium) Ge, isang kemikal na elemento ng pangkat IV ng periodic system, atomic number 32, atomic mass 72.59. Pinangalanan mula sa Latin Germania Germany, bilang parangal sa tinubuang-bayan ng K. A. Winkler. Pilak na kulay abong kristal; density 5.33 g/cm³, mp 938.3 ... Malaking Encyclopedic Dictionary
- (simbulo Ge), isang puting-kulay-abong metal na elemento ng IV na pangkat ng periodic table ng MENDELEEV, kung saan ang mga katangian ng hindi pa natuklasang mga elemento ay hinulaang, sa partikular, germanium (1871). Ang elemento ay natuklasan noong 1886. Isang by-product ng zinc smelting ... ... Pang-agham at teknikal na encyclopedic na diksyunaryo
Ge (mula sa lat. Germania Germany * a. germanium; n. Germanium; f. germanium; at. germanio), chem. elemento IV pangkat na pana-panahon. sistema ng Mendeleev, at.s. 32, sa. m. 72.59. Ang Natural G. ay binubuo ng 4 na matatag na isotopes 70Ge (20.55%), 72Ge ... ... Geological Encyclopedia
- (Ge), gawa ng tao single crystal, PP, point symmetry group m3m, density 5.327 g/cm3, Tmelt=936 °C, solid. sa Mohs scale 6, sa. m. 72.60. Transparent sa IR region l mula 1.5 hanggang 20 microns; optically anisotropic, para sa l=1.80 µm eff. repraksyon n=4.143.… … Pisikal na Encyclopedia
Umiiral., bilang ng mga kasingkahulugan: 3 semiconductor (7) ecasilicon (1) elemento (159) ... diksyunaryo ng kasingkahulugan
GERMANIUM- chem. elemento, simbolo Ge (lat. Germanium), at. n. 32, sa. m. 72.59; malutong na kulay-pilak na kulay-abo na mala-kristal na substansiya, density 5327 kg/m3, vil = 937.5°C. Nagkalat sa kalikasan; ito ay minahan pangunahin sa panahon ng pagproseso ng zinc blende at ... ... Mahusay na Polytechnic Encyclopedia
Ang Germanium ay isang kemikal na elemento na may atomic number na 32 sa periodic system, na tinutukoy ng simbolong Ge (Ger. Germanium).
Ang kasaysayan ng pagtuklas ng germanium
Ang pagkakaroon ng elementong ekasilicium, isang analogue ng silikon, ay hinulaan ni D.I. Mendeleev noong 1871. At noong 1886, natuklasan ng isa sa mga propesor ng Freiberg Mining Academy ang isang bagong mineral na pilak - argyrodite. Ang mineral na ito ay ibinigay sa propesor ng teknikal na kimika na si Clemens Winkler para sa kumpletong pagsusuri.
Hindi ito ginawa ng pagkakataon: ang 48-taong-gulang na si Winkler ay itinuturing na pinakamahusay na analyst ng akademya.
Medyo mabilis, nalaman niya na ang pilak sa mineral ay 74.72%, sulfur - 17.13, mercury - 0.31, ferrous oxide - 0.66, zinc oxide - 0.22%. At halos 7% ng bigat ng bagong mineral ay isinasaalang-alang ng ilang hindi maintindihan na elemento, malamang na hindi pa rin alam. Binili ni Winkler ang hindi kilalang sangkap ng argyrodite, pinag-aralan ang mga katangian nito at napagtanto na nakahanap nga siya ng bagong elemento - ang paliwanag na hinulaang ni Mendeleev. Ito ay isang maikling kasaysayan ng elementong may atomic number na 32.
Gayunpaman, mali na isipin na ang gawain ni Winkler ay naging maayos, walang sagabal, walang sagabal. Narito kung ano ang isinulat ni Mendeleev tungkol dito sa mga pandagdag sa ikawalong kabanata ng Mga Pangunahing Kaalaman ng Chemistry: "Sa una (Pebrero 1886), ang kakulangan ng materyal, ang kawalan ng spectrum sa apoy ng burner at ang solubility ng maraming germanium compound ay ginawa ng Winkler's mahirap magsaliksik ...” Bigyang-pansin ang “kakulangan ng spectrum sa apoy. Paano kaya? Sa katunayan, noong 1886 umiral na ang paraan ng spectral analysis; Ang rubidium, cesium, thallium, indium ay natuklasan na sa Earth sa pamamagitan ng pamamaraang ito, at helium sa Araw. Tiyak na alam ng mga siyentipiko na ang bawat elemento ng kemikal ay may ganap na indibidwal na spectrum, at biglang walang spectrum!
Maya-maya ay dumating ang paliwanag. Ang Germanium ay may katangiang parang multo na mga linya - na may wavelength na 2651.18, 3039.06 Ǻ at ilan pa. Ngunit lahat sila ay namamalagi sa hindi nakikitang ultraviolet na bahagi ng spectrum, at maaari itong ituring na masuwerte na ang pagsunod ni Winkler sa mga tradisyonal na pamamaraan ng pagsusuri - humantong sila sa tagumpay.
Ang pamamaraan ni Winkler para sa paghihiwalay ng germanium ay katulad ng isa sa mga kasalukuyang pang-industriya na pamamaraan para sa pagkuha ng elemento No. 32. Una, ang germanium na nilalaman sa argarite ay na-convert sa dioxide, at pagkatapos ang puting pulbos na ito ay pinainit sa 600 ... 700 ° C sa isang hydrogen na kapaligiran. Ang reaksyon ay halata: GeO 2 + 2H 2 → Ge + 2H 2 O.
Kaya, ang medyo purong germanium ay nakuha sa unang pagkakataon. Sinadya ni Winkler na pangalanan ang bagong elementong neptunium, pagkatapos ng planetang Neptune. (Tulad ng elemento #32, ang planetang ito ay hinulaang bago ito natuklasan.) Ngunit pagkatapos ay lumabas na ang ganoong pangalan ay dati nang itinalaga sa isang maling natuklasang elemento, at, dahil hindi nais na ikompromiso ang kanyang pagtuklas, tinalikuran ni Winkler ang kanyang unang intensyon. Hindi niya tinanggap ang panukalang tawagan ang bagong elementong angular, i.e. "angular, kontrobersyal" (at ang pagtuklas na ito ay talagang nagdulot ng maraming kontrobersya). Totoo, ang Pranses na chemist na si Rayon, na naglagay ng gayong ideya, nang maglaon ay nagsabi na ang kanyang panukala ay walang iba kundi isang biro. Pinangalanan ni Winkler ang bagong elementong germanium pagkatapos ng kanyang bansa, at ang pangalan ay natigil.
Paghahanap ng germanium sa kalikasanDapat pansinin na sa proseso ng geochemical evolution ng crust ng lupa, isang malaking halaga ng germanium ang nahugasan mula sa karamihan ng ibabaw ng lupa patungo sa mga karagatan, samakatuwid, sa kasalukuyan, ang dami ng trace element na ito na nakapaloob sa lupa ay lubhang hindi gaanong mahalaga.
Ang kabuuang nilalaman ng germanium sa crust ng lupa ay 7 × 10 −4% sa pamamagitan ng masa, iyon ay, higit sa, halimbawa, antimony, pilak, bismuth. Ang Germanium, dahil sa hindi gaanong halaga nito sa crust ng lupa at geochemical affinity na may ilang malawak na elemento, ay nagpapakita ng limitadong kakayahan upang bumuo ng sarili nitong mga mineral, na nagkakalat sa mga sala-sala ng iba pang mga mineral. Samakatuwid, ang mga sariling mineral ng germanium ay napakabihirang. Halos lahat ng mga ito ay sulfosalts: germanite Cu 2 (Cu, Fe, Ge, Zn) 2 (S, As) 4 (6 - 10% Ge), argyrodite Ag 8 GeS 6 (3.6 - 7% Ge), confildite Ag 8 (Sn, Ge) S 6 (hanggang 2% Ge), atbp. Ang bulto ng germanium ay nakakalat sa crust ng lupa sa malaking bilang ng mga bato at mineral. Kaya, halimbawa, sa ilang mga sphalerite, ang nilalaman ng germanium ay umabot sa kilo bawat tonelada, sa enargites hanggang 5 kg/t, sa pyrargyrite hanggang 10 kg/t, sa sulvanite at frankeite 1 kg/t, sa iba pang sulfides at silicates. - daan-daan at sampu ng g/t. Ang Germanium ay puro sa mga deposito ng maraming mga metal - sa sulfide ores ng mga non-ferrous na metal, sa iron ores, sa ilang mga mineral na oxide (chromite, magnetite, rutile, atbp.), Sa granites, diabases at basalts. Bilang karagdagan, ang germanium ay naroroon sa halos lahat ng silicates, sa ilang mga deposito ng karbon at langis.
Resibo AlemanyaAng Germanium ay pangunahing nakukuha mula sa mga by-product ng pagproseso ng non-ferrous metal ores (zinc blende, zinc-copper-lead polymetallic concentrates) na naglalaman ng 0.001-0.1% Germany. Ang abo mula sa pagkasunog ng karbon, alikabok mula sa mga generator ng gas at basura mula sa mga halaman ng coke ay ginagamit din bilang hilaw na materyales. Sa una, ang germanium concentrate (2-10% Germany) ay nakuha mula sa mga nakalistang mapagkukunan sa iba't ibang paraan, depende sa komposisyon ng hilaw na materyal. Ang pagkuha ng germanium mula sa concentrate ay kadalasang kinabibilangan ng mga sumusunod na hakbang:
1) chlorination ng concentrate na may hydrochloric acid, ang halo nito sa chlorine sa isang aqueous medium o iba pang chlorinating agent upang makakuha ng teknikal na GeCl 4 . Upang linisin ang GeCl 4, ang pagwawasto at pagkuha ng mga impurities na may puro HCl ay ginagamit.
2) Hydrolysis ng GeCl 4 at calcination ng hydrolysis products para makuha ang GeO 2 .
3) Pagbawas ng GeO 2 na may hydrogen o ammonia sa metal. Upang ihiwalay ang napakadalisay na germanium, na ginagamit sa mga aparatong semiconductor, ang metal ay natutunaw ng zone. Ang single-crystal germanium, na kinakailangan para sa industriya ng semiconductor, ay kadalasang nakukuha sa pamamagitan ng zone melting o sa pamamaraang Czochralski.
GeO 2 + 4H 2 \u003d Ge + 2H 2 O
Ang semiconductor purity germanium na may impurity content na 10 -3 -10 -4% ay nakukuha sa pamamagitan ng zone melting, crystallization o thermolysis ng volatile GeH 4 monogermane:
GeH 4 \u003d Ge + 2H 2,
na nabuo sa panahon ng agnas ng mga compound ng mga aktibong metal na may Ge - germanides sa pamamagitan ng mga acid:
Mg 2 Ge + 4HCl \u003d GeH 4 - + 2MgCl 2
Ang Germanium ay nangyayari bilang isang admixture sa polymetallic, nickel, at tungsten ores, pati na rin sa silicates. Bilang resulta ng kumplikado at matagal na operasyon para sa pagpapayaman ng ore at konsentrasyon nito, ang germanium ay nakahiwalay sa anyo ng GeO 2 oxide, na nabawasan ng hydrogen sa 600 ° C sa isang simpleng sangkap:
GeO 2 + 2H 2 \u003d Ge + 2H 2 O.
Ang paglilinis at paglaki ng germanium single crystals ay isinasagawa sa pamamagitan ng zone melting.
Ang purong germanium dioxide ay nakuha sa unang pagkakataon sa USSR noong unang bahagi ng 1941. Ito ay ginamit upang gumawa ng germanium glass na may napakataas na refractive index ng liwanag. Ang pananaliksik sa elemento Blg. 32 at mga pamamaraan para sa posibleng produksyon nito ay nagpatuloy pagkatapos ng digmaan, noong 1947. Ngayon ang germanium ay naging interesado noon sa mga siyentipikong Sobyet bilang isang semiconductor.
Mga katangiang pisikal AlemanyaSa hitsura, ang germanium ay madaling malito sa silikon.
Ang Germanium ay nag-crystallize sa isang diamante-type na cubic na istraktura, unit cell parameter a = 5.6575Å.
Ang elementong ito ay hindi kasing lakas ng titanium o tungsten. Ang density ng solid Germanium ay 5.327 g/cm 3 (25°C); likido 5.557 (1000°C); t pl 937.5°C; bp mga 2700°C; thermal conductivity coefficient ~60 W/(m K), o 0.14 cal/(cm sec deg) sa 25°C.
Ang Germanium ay halos kasing malutong ng salamin at maaaring kumilos nang naaayon. Kahit na sa ordinaryong temperatura, ngunit sa itaas 550 ° C, ito ay pumapayag sa plastic deformation. Hardness Germany sa isang mineralogical scale 6-6,5; koepisyent ng compressibility (sa hanay ng presyon 0-120 Gn/m 2, o 0-12000 kgf/mm 2) 1.4 10 -7 m 2 /mn (1.4 10 -6 cm 2 /kgf); pag-igting sa ibabaw 0.6 N/m (600 dynes/cm). Ang Germanium ay isang tipikal na semiconductor na may band gap na 1.104 10 -19 J o 0.69 eV (25°C); electrical resistivity mataas na kadalisayan Germany 0.60 ohm-m (60 ohm-cm) sa 25°C; ang mobility ng mga electron ay 3900 at ang mobility ng mga butas ay 1900 cm 2 /v sec (25 ° C) (na may impurity content na mas mababa sa 10 -8%).
Lahat ng "hindi pangkaraniwang" pagbabago ng crystalline germanium ay higit na mataas sa Ge-I at electrical conductivity. Ang pagbanggit sa partikular na ari-arian na ito ay hindi sinasadya: ang halaga ng electrical conductivity (o reciprocal value - resistivity) para sa isang elemento ng semiconductor ay lalong mahalaga.
Mga katangian ng kemikal AlemanyaSa mga kemikal na compound, ang germanium ay karaniwang nagpapakita ng mga valence na 4 o 2. Ang mga compound na may valence na 4 ay mas matatag. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ito ay lumalaban sa hangin at tubig, alkalis at acids, natutunaw sa aqua regia at sa isang alkaline na solusyon ng hydrogen peroxide. Ginagamit ang mga haluang metal ng Germanium at baso batay sa germanium dioxide.
Sa mga kemikal na compound, ang germanium ay karaniwang nagpapakita ng mga valence ng 2 at 4, na may mga compound ng 4-valent germanium na mas matatag. Sa temperatura ng silid, ang germanium ay lumalaban sa hangin, tubig, mga solusyon sa alkali, at dilute na hydrochloric at sulfuric acid, ngunit madaling natutunaw sa aqua regia at sa isang alkaline na solusyon ng hydrogen peroxide. Ang nitric acid ay dahan-dahang nag-oxidize. Kapag pinainit sa hangin sa 500-700°C, ang germanium ay na-oxidize sa GeO at GeO 2 oxides. Germany oxide (IV) - puting pulbos na may t pl 1116°C; solubility sa tubig 4.3 g/l (20°C). Ayon sa mga kemikal na katangian nito, ito ay amphoteric, natutunaw sa alkalis at may kahirapan sa mga mineral na acid. Ito ay nakuha sa pamamagitan ng calcining ng hydrated precipitate (GeO 3 nH 2 O) na inilabas sa panahon ng hydrolysis ng GeCl 4 tetrachloride. Ang pagsasanib ng GeO 2 sa iba pang mga oxide ay maaaring makuha ng mga derivatives ng germanic acid - metal germanates (Li 2 GeO 3 , Na 2 GeO 3 at iba pa) - mga solido na may mataas na mga punto ng pagkatunaw.
Kapag ang germanium ay tumutugon sa mga halogens, ang kaukulang tetrahalide ay nabuo. Ang reaksyon ay nagpapatuloy nang pinakamadaling sa fluorine at chlorine (nasa temperatura ng silid), pagkatapos ay sa bromine (mahinang pag-init) at yodo (sa 700-800°C sa pagkakaroon ng CO). Ang isa sa pinakamahalagang compound ng Germany GeCl 4 tetrachloride ay isang walang kulay na likido; t pl -49.5°C; bp 83.1°C; density 1.84 g/cm 3 (20°C). Ang tubig ay malakas na nag-hydrolyze sa paglabas ng isang precipitate ng hydrated oxide (IV). Ito ay nakuha sa pamamagitan ng chlorination ng metal na Alemanya o sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng GeO 2 na may puro HCl. Kilala rin ang Germany dihalides ng pangkalahatang formula na GeX 2 , GeCl monochloride, Ge 2 Cl 6 hexachlorodigermane, at Germany oxychlorides (halimbawa, CeOCl 2).
Masiglang tumutugon ang sulfur sa Germany sa 900-1000°C upang bumuo ng GeS 2 disulfide, isang puting solid, mp 825°C. Inilalarawan din ang GeS monosulfide at mga katulad na compound ng Germany na may selenium at tellurium, na mga semiconductor. Ang hydrogen ay bahagyang tumutugon sa germanium sa 1000-1100°C upang bumuo ng germine (GeH) X, isang hindi matatag at madaling pabagu-bagong tambalan. Sa pamamagitan ng pagtugon sa germanides na may dilute hydrochloric acid, ang germanohydrogens ng seryeng Ge n H 2n+2 hanggang Ge 9 H 20 ay maaaring makuha. Ang komposisyon ng germylene na GeH 2 ay kilala rin. Ang Germanium ay hindi direktang tumutugon sa nitrogen, gayunpaman, mayroong Ge 3 N 4 nitride, na nakukuha sa pamamagitan ng pagkilos ng ammonia sa Germanium sa 700-800°C. Ang Germanium ay hindi nakikipag-ugnayan sa carbon. Ang Germanium ay bumubuo ng mga compound na may maraming mga metal - germanides.
Maraming mga kumplikadong compound ng germany ang kilala, na nagiging lalong mahalaga kapwa sa analytical chemistry ng germanium at sa mga proseso ng paghahanda nito. Ang Germanium ay bumubuo ng mga kumplikadong compound na may mga organikong molekulang naglalaman ng hydroxyl (mga polyhydric alcohol, polybasic acid, at iba pa). Heteropolyacids Germany ay nakuha. Pati na rin para sa iba pang mga elemento ng pangkat IV, ang Alemanya ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagbuo ng mga organometallic compound, isang halimbawa nito ay tetraethylgermane (C 2 H 5) 4 Ge 3.
Mga compound ng divalent germanium.Germanium(II) hydride GeH 2 . Puting hindi matatag na pulbos (sa hangin o sa oxygen ay nabubulok ito sa isang pagsabog). Tumutugon sa alkalis at bromine.
Germanium (II) monohydride polymer (polygermine) (GeH 2) n . kayumangging itim na pulbos. Hindi gaanong natutunaw sa tubig, agad na nabubulok sa hangin at sumasabog kapag pinainit hanggang 160 ° C sa isang vacuum o sa isang hindi gumagalaw na kapaligiran ng gas. Nabuo sa panahon ng electrolysis ng sodium germanide NaGe.
Germanium(II) oxide GeO. Mga itim na kristal na may mga pangunahing katangian. Nabubulok sa 500°C sa GeO 2 at Ge. Dahan-dahang nag-oxidize sa tubig. Bahagyang natutunaw sa hydrochloric acid. Nagpapakita ng mga katangian ng pagpapanumbalik. Nakuha sa pamamagitan ng pagkilos ng CO 2 sa metallic germanium, pinainit hanggang 700-900 ° C, alkalis - sa germanium (II) chloride, sa pamamagitan ng calcining Ge (OH) 2 o sa pamamagitan ng pagbabawas ng GeO 2.
Germanium hydroxide (II) Ge (OH) 2. Mga kristal na pula-kahel. Kapag pinainit, ito ay nagiging GeO. Nagpapakita ng amphoteric character. Nakuha sa pamamagitan ng paggamot ng germanium (II) salts na may alkalis at hydrolysis ng germanium (II) salts.
Germanium(II) fluoride GeF 2 . Mga walang kulay na hygroscopic na kristal, t pl =111°C. Nakuha sa pamamagitan ng pagkilos ng GeF 4 vapors sa germanium metal kapag pinainit.
Germanium (II) chloride GeCl 2 . Mga kristal na walang kulay. t pl \u003d 76.4 ° C, t bp \u003d 450 ° C. Sa 460°C, nabubulok ito sa GeCl 4 at metalikong germanium. Hydrolyzed sa pamamagitan ng tubig, bahagyang natutunaw sa alkohol. Nakuha sa pamamagitan ng pagkilos ng GeCl 4 vapors sa germanium metal kapag pinainit.
Germanium (II) bromide GeBr 2. Mga transparent na kristal ng karayom. t pl \u003d 122 ° C. Hydrolyzes sa tubig. Bahagyang natutunaw sa benzene. Natutunaw sa alkohol, acetone. Nakuha sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng germanium (II) hydroxide na may hydrobromic acid. Kapag pinainit, ito ay hindi katimbang sa metal na germanium at germanium (IV) bromide.
Germanium (II) iodide GeI 2 . Yellow hexagonal plates, diamagnetic. t pl =460 tungkol sa C. Bahagyang natutunaw sa chloroform at carbon tetrachloride. Kapag pinainit sa itaas ng 210°C, nabubulok ito sa metal na germanium at germanium tetraiodide. Nakuha sa pamamagitan ng pagbabawas ng germanium (II) iodide na may hypophosphoric acid o sa pamamagitan ng thermal decomposition ng germanium tetraiodide.
Germanium(II) sulfide GeS. Natanggap sa pamamagitan ng tuyo na paraan - greyish-black brilliant rhombic opaque crystals. t pl \u003d 615 ° C, ang density ay 4.01 g / cm 3. Bahagyang natutunaw sa tubig at ammonia. Natutunaw sa potassium hydroxide. Nakatanggap ng wet - red-brown amorphous precipitate, ang density ay 3.31 g/cm 3 . Natutunaw sa mga mineral acid at ammonium polysulfide. Nakukuha sa pamamagitan ng pagpainit ng germanium na may sulfur o pagpasa ng hydrogen sulfide sa pamamagitan ng germanium (II) salt solution.
Mga compound ng tetravalent germanium.Germanium(IV) hydride GeH 4 . Walang kulay na gas (ang density ay 3.43 g/cm 3 ). Ito ay lason, hindi kanais-nais ang amoy, kumukulo sa -88 o C, natutunaw sa humigit-kumulang -166 o C, thermally dissociates sa itaas 280 o C. Ang pagpasa sa GeH 4 sa isang heated tube, isang makintab na salamin ng metal na germanium ay nakuha sa mga dingding nito. Nakuha sa pamamagitan ng pagkilos ng LiAlH 4 sa germanium (IV) chloride sa eter o sa pamamagitan ng paggamot sa solusyon ng germanium (IV) chloride na may zinc at sulfuric acid.
Germanium oxide (IV) GeO 2. Ito ay umiiral sa anyo ng dalawang kristal na pagbabago (hexagonal na may density na 4.703 g / cm 3 at tetrahedral na may density na 6.24 g / cm 3). Parehong lumalaban sa hangin. Bahagyang natutunaw sa tubig. t pl \u003d 1116 ° C, t kip \u003d 1200 ° C. Nagpapakita ng amphoteric character. Ito ay nababawasan ng aluminyo, magnesiyo, carbon sa metal na germanium kapag pinainit. Nakuha sa pamamagitan ng synthesis mula sa mga elemento, calcination ng germanium salts na may volatile acids, oxidation of sulfides, hydrolysis ng germanium tetrahalides, paggamot ng alkali metal germanites na may acids, metallic germanium na may concentrated sulfuric o nitric acids.
Germanium (IV) fluoride GeF 4 . Isang walang kulay na gas na umuusok sa hangin. t pl \u003d -15 tungkol sa C, t kip \u003d -37 ° C. Hydrolyzes sa tubig. Nakuha sa pamamagitan ng agnas ng barium tetrafluorogermanate.
Germanium (IV) chloride GeCl 4 . Walang kulay na likido. t pl \u003d -50 o C, t kip \u003d 86 o C, ang density ay 1.874 g / cm 3. Hydrolyzed sa pamamagitan ng tubig, natutunaw sa alkohol, eter, carbon disulfide, carbon tetrachloride. Nakuha sa pamamagitan ng pag-init ng germanium na may chlorine at pagpasa ng hydrogen chloride sa pamamagitan ng suspensyon ng germanium oxide (IV).
Germanium (IV) bromide GeBr 4 . Octahedral na walang kulay na kristal. t pl \u003d 26 o C, t kip \u003d 187 o C, ang density ay 3.13 g / cm 3. Hydrolyzes sa tubig. Natutunaw sa benzene, carbon disulfide. Nakukuha sa pamamagitan ng pagpasa ng bromine vapor sa pinainit na metal na germanium o sa pagkilos ng hydrobromic acid sa germanium (IV) oxide.
Germanium (IV) iodide GeI 4 . Dilaw-orange na octahedral na kristal, t pl \u003d 146 ° C, t kip \u003d 377 ° C, ang density ay 4.32 g / cm 3. Sa 445 ° C, ito ay nabubulok. Natutunaw sa benzene, carbon disulfide, at na-hydrolyzed ng tubig. Sa hangin, unti-unti itong nabubulok sa germanium (II) iodide at iodine. Nakakabit ng ammonia. Nakukuha sa pamamagitan ng pagpasa ng singaw ng iodine sa pinainit na germanium o sa pagkilos ng hydroiodic acid sa germanium (IV) oxide.
Germanium (IV) sulfide GeS 2. Puting mala-kristal na pulbos, t pl \u003d 800 ° C, ang density ay 3.03 g / cm 3. Bahagyang natutunaw sa tubig at dahan-dahang nag-hydrolyze dito. Natutunaw sa ammonia, ammonium sulfide at alkali metal sulfide. Nakukuha ito sa pamamagitan ng pag-init ng germanium (IV) oxide sa isang stream ng sulfur dioxide na may sulfur o sa pamamagitan ng pagpasa ng hydrogen sulfide sa pamamagitan ng solusyon ng germanium (IV) salt.
Germanium sulfate (IV) Ge (SO 4) 2. Mga walang kulay na kristal, ang density ay 3.92 g/cm 3 . Ito ay nabubulok sa 200 o C. Ito ay nababawasan ng karbon o asupre upang maging sulfide. Tumutugon sa mga solusyon sa tubig at alkali. Nakuha sa pamamagitan ng pagpainit ng germanium (IV) chloride na may sulfur oxide (VI).
Isotopes ng germaniumMayroong limang isotopes na matatagpuan sa kalikasan: 70 Ge (20.55% wt.), 72 Ge (27.37%), 73 Ge (7.67), 74 Ge (36.74%), 76 Ge (7.67%). Ang unang apat ay stable, ang panglima (76 Ge) ay sumasailalim sa double beta decay na may kalahating buhay na 1.58×10 21 taon. Bilang karagdagan, mayroong dalawang "mahabang buhay" na artipisyal: 68 Ge (kalahating buhay 270.8 araw) at 71 Ge (kalahating buhay 11.26 araw).
Paglalapat ng germanium
Ginagamit ang Germanium sa paggawa ng mga optika. Dahil sa transparency nito sa infrared na rehiyon ng spectrum, ang metallic ultra-high purity germanium ay may estratehikong kahalagahan sa paggawa ng mga optical elements para sa infrared optics. Sa radio engineering, ang germanium transistors at detector diodes ay may mga katangian na naiiba sa mga silicon, dahil sa mas mababang pn-junction trigger voltage sa germanium - 0.4V kumpara sa 0.6V para sa mga aparatong silicon.
Para sa higit pang mga detalye, tingnan ang artikulong aplikasyon ng germanium.
Ang biological na papel ng germaniumAng Germanium ay matatagpuan sa mga hayop at halaman. Ang maliit na halaga ng germanium ay walang pisyolohikal na epekto sa mga halaman, ngunit nakakalason sa malalaking halaga. Ang Germanium ay hindi nakakalason sa mga amag.
Para sa mga hayop, ang germanium ay may mababang toxicity. Ang mga compound ng Germanium ay hindi natagpuang may epekto sa parmasyutiko. Ang pinahihintulutang konsentrasyon ng germanium at ang oxide nito sa hangin ay 2 mg / m³, iyon ay, kapareho ng para sa asbestos dust.
Ang mga divalent germanium compound ay mas nakakalason.
Sa mga eksperimento na tinutukoy ang pamamahagi ng organic germanium sa katawan 1.5 oras pagkatapos ng oral administration nito, ang mga sumusunod na resulta ay nakuha: isang malaking halaga ng organic germanium ay matatagpuan sa tiyan, maliit na bituka, bone marrow, spleen, at dugo. Bukod dito, ang mataas na nilalaman nito sa tiyan at bituka ay nagpapakita na ang proseso ng pagsipsip nito sa dugo ay may matagal na epekto.
Ang mataas na nilalaman ng organic germanium sa dugo ay nagpapahintulot kay Dr. Asai na isulong ang sumusunod na teorya ng mekanismo ng pagkilos nito sa katawan ng tao. Ipinapalagay na ang organikong germanium sa dugo ay kumikilos katulad ng hemoglobin, na nagdadala din ng negatibong singil at, tulad ng hemoglobin, nakikilahok sa proseso ng paglipat ng oxygen sa mga tisyu ng katawan. Pinipigilan nito ang pagbuo ng kakulangan sa oxygen (hypoxia) sa antas ng tissue. Pinipigilan ng organikong germanium ang pag-unlad ng tinatawag na hypoxia ng dugo, na nangyayari kapag ang dami ng hemoglobin na maaaring mag-attach ng oxygen ay bumababa (isang pagbaba sa kapasidad ng oxygen ng dugo), at nabubuo sa pagkawala ng dugo, pagkalason sa carbon monoxide, at pagkakalantad sa radiation . Ang pinaka-sensitibo sa kakulangan ng oxygen ay ang central nervous system, ang kalamnan ng puso, ang mga tisyu ng mga bato, at ang atay.
Bilang resulta ng mga eksperimento, natagpuan din na ang organikong germanium ay nagtataguyod ng induction ng gamma interferon, na pinipigilan ang pagpaparami ng mabilis na paghahati ng mga selula at i-activate ang mga partikular na selula (T-killers). Ang mga pangunahing lugar ng pagkilos ng mga interferon sa antas ng organismo ay ang proteksyon ng antiviral at antitumor, immunomodulatory at radioprotective function ng lymphatic system.
Sa proseso ng pag-aaral ng mga pathological na tisyu at mga tisyu na may pangunahing mga palatandaan ng sakit, natagpuan na sila ay palaging nailalarawan sa pamamagitan ng kakulangan ng oxygen at ang pagkakaroon ng mga positibong sisingilin na hydrogen radicals H + . Ang mga H + ions ay may lubhang negatibong epekto sa mga selula ng katawan ng tao, hanggang sa kanilang kamatayan. Ang mga oxygen ions, na may kakayahang pagsamahin sa mga hydrogen ions, ay ginagawang posible na pili at lokal na magbayad para sa pinsala sa mga cell at tissue na dulot ng mga hydrogen ions. Ang pagkilos ng germanium sa mga hydrogen ions ay dahil sa organikong anyo nito - ang anyo ng sesquioxide. Sa paghahanda ng artikulo, ginamit ang mga materyales ng Suponenko A.N.
Pinangalanan pagkatapos ng Alemanya. Isang scientist mula sa bansang ito ang nakatuklas at may karapatang tawagin ito kung ano ang gusto niya. Kaya in got germanyum.
Gayunpaman, hindi si Mendeleev ang masuwerte, ngunit si Clemens Winkler. Siya ay naatasan na mag-aral ng argyrodite. Isang bagong mineral, na binubuo pangunahin ng, ay natagpuan sa minahan ng Himmelfurst.
Tinukoy ni Winkler ang 93% ng komposisyon ng bato at tumama sa dead end sa natitirang 7%. Ang konklusyon ay nagsama sila ng hindi kilalang elemento.
Nagbunga ang mas maingat na pagsusuri. natuklasan ang germanium. Ito ay metal. Paano ito kapaki-pakinabang sa sangkatauhan? Tungkol dito, at hindi lamang, sasabihin pa namin.
mga katangian ng germanium
Germanium - 32 elemento ng periodic table. Ang metal pala ay kasama sa ika-4 na grupo. Ang numero ay tumutugma sa valency ng mga elemento.
Iyon ay, ang germanium ay may posibilidad na bumuo ng 4 na kemikal na bono. Ginagawa nitong kamukha ang elementong natuklasan ni Winkler .
Kaya naman ang pagnanais ni Mendeleev na pangalanan ang hindi pa natutuklasang elementong ecosilicium, na tinukoy bilang Si. Kinakalkula ni Dmitry Ivanovich ang mga katangian ng ika-32 na metal nang maaga.
Ang Germanium ay katulad ng silikon sa mga katangian ng kemikal. Tumutugon lamang sa mga acid kapag pinainit. Sa alkalis "nakikipag-usap" sa pagkakaroon ng mga ahente ng oxidizing.
Lumalaban sa singaw ng tubig. Hindi tumutugon sa hydrogen, carbon,. Ang Germanium ay umiilaw sa temperaturang 700 degrees Celsius. Ang reaksyon ay sinamahan ng pagbuo ng germanium dioxide.
Ang ika-32 elemento ay madaling nakikipag-ugnayan sa mga halogens. Ito ay mga sangkap na bumubuo ng asin mula sa pangkat 17 ng talahanayan.
Upang hindi malito, itinuturo namin na nakatuon kami sa bagong pamantayan. Sa luma, ito ang ika-7 pangkat ng periodic table.
Anuman ang talahanayan, ang mga metal sa loob nito ay matatagpuan sa kaliwa ng stepped diagonal line. Ang ika-32 na elemento ay isang pagbubukod.
Ang isa pang exception ay . Baka mag-react din siya. Ang antimony ay idineposito sa substrate.
Tinitiyak ang aktibong pakikipag-ugnayan sa. Tulad ng karamihan sa mga metal, ang germanium ay may kakayahang sumunog sa mga singaw nito.
Panlabas elemento ng germanium, grayish-white, na may binibigkas na metal na kinang.
Kung isinasaalang-alang ang panloob na istraktura, ang metal ay may kubiko na istraktura. Sinasalamin nito ang pag-aayos ng mga atomo sa elementarya na mga selula.
Ang mga ito ay hugis tulad ng mga cube. Matatagpuan ang walong atomo sa vertices. Ang istraktura ay malapit sa sala-sala.
Ang Element 32 ay mayroong 5 stable na isotopes. Ang kanilang presensya ay pag-aari ng lahat mga elemento ng germanium subgroup.
Ang mga ito ay kahit na, na tumutukoy sa pagkakaroon ng mga matatag na isotopes. Halimbawa, mayroong 10 sa kanila.
Ang density ng germanium ay 5.3-5.5 gramo bawat cubic centimeter. Ang unang tagapagpahiwatig ay tipikal para sa estado, ang pangalawa - para sa likidong metal.
Sa isang pinalambot na anyo, hindi lamang ito mas siksik, kundi pati na rin plastic. Malutong sa temperatura ng silid, ang sangkap ay nagiging 550 degrees. Ang mga ito ay Mga tampok ng germanium.
Ang katigasan ng metal sa temperatura ng silid ay mga 6 na puntos.
Sa ganitong estado, ang ika-32 na elemento ay isang tipikal na semiconductor. Ngunit, nagiging "mas maliwanag" ang ari-arian habang tumataas ang temperatura. Ang mga konduktor lamang, para sa paghahambing, ay nawawala ang kanilang mga katangian kapag pinainit.
Ang Germanium ay nagsasagawa ng kasalukuyang hindi lamang sa karaniwang anyo nito, kundi pati na rin sa mga solusyon.
Sa mga tuntunin ng mga katangian ng semiconductor, ang ika-32 na elemento ay malapit din sa silikon at karaniwan din.
Gayunpaman, ang mga lugar ng aplikasyon ng mga sangkap ay naiiba. Ang Silicon ay isang semiconductor na ginagamit sa mga solar cell, kabilang ang thin-film type.
Ang elemento ay kailangan din para sa mga photocell. Ngayon, isaalang-alang kung saan ang germanium ay madaling gamitin.
Paglalapat ng germanium
Germanium ang ginagamit sa gamma spectroscopy. Ang mga instrumento nito ay ginagawang posible, halimbawa, upang pag-aralan ang komposisyon ng mga additives sa halo-halong catalyst oxides.
Noong nakaraan, idinagdag ang germanium sa mga diode at transistor. Sa mga solar cell, ang mga katangian ng isang semiconductor ay magagamit din.
Ngunit, kung ang silikon ay idinagdag sa mga karaniwang modelo, ang germanium ay idinagdag sa lubos na mahusay, mga bagong henerasyon.
Ang pangunahing bagay ay hindi gumamit ng germanium sa isang temperatura na malapit sa absolute zero. Sa ilalim ng gayong mga kondisyon, ang metal ay nawawala ang kakayahang magpadala ng boltahe.
Upang ang germanium ay maging isang conductor, ang mga impurities dito ay dapat na hindi hihigit sa 10%. Perpektong Ultra Clean elemento ng kemikal.
Germanium ginawa ng ganitong paraan ng pagtunaw ng zone. Ito ay batay sa iba't ibang solubility ng mga dayuhang elemento sa likido at mga phase.
formula germanium nagpapahintulot sa iyo na ilapat ito sa pagsasanay. Dito hindi na natin pinag-uusapan ang tungkol sa mga katangian ng semiconductor ng elemento, ngunit tungkol sa kakayahang tumigas.
Para sa parehong dahilan, natagpuan ng germanium ang aplikasyon sa mga prosthetics ng ngipin. Kahit na ang mga korona ay nagiging laos na, mayroon pa ring maliit na pangangailangan para sa kanila.
Kung nagdagdag ka ng silikon at aluminyo sa germanium, ang mga solder ay nakuha.
Ang kanilang punto ng pagkatunaw ay palaging mas mababa kaysa sa pinagsamang mga metal. Kaya, maaari kang gumawa ng mga kumplikadong disenyo ng disenyo.
Kahit na ang Internet na walang germanium ay magiging imposible. Ang ika-32 elemento ay naroroon sa optical fiber. Sa core nito ay kuwarts na may pinaghalong bayani.
At ang dioxide nito ay nagpapataas ng reflectivity ng fiber. Isinasaalang-alang ang pangangailangan para dito, electronics, ang mga industriyalista ay nangangailangan ng germanium sa malalaking volume. Alin sa mga ito, at kung paano ibinibigay ang mga ito, pag-aaralan natin sa ibaba.
pagmimina ng germanium
Ang Germanium ay medyo karaniwan. Sa crust ng lupa, ang ika-32 na elemento, halimbawa, ay higit pa sa, antimony, o.
Ang mga na-explore na reserba ay humigit-kumulang 1,000 tonelada. Halos kalahati sa kanila ay nakatago sa bituka ng Estados Unidos. Ang isa pang 410 tonelada ay ari-arian.
Kaya, ang natitirang mga bansa, karaniwang, ay kailangang bumili ng mga hilaw na materyales. nakikipagtulungan sa Celestial Empire. Ito ay makatwiran kapwa mula sa isang pampulitikang pananaw at mula sa isang pang-ekonomiyang pananaw.
Mga katangian ng elementong germanium, na nauugnay sa geochemical na relasyon nito sa laganap na mga sangkap, ay hindi pinapayagan ang metal na bumuo ng sarili nitong mga mineral.
Karaniwan, ang metal ay ipinakilala sa sala-sala ng mga umiiral na. Ang panauhin, siyempre, ay hindi kukuha ng maraming espasyo.
Samakatuwid, kailangan mong kunin ang germanium nang paunti-unti. Sa maaari kang makahanap ng ilang kilo bawat tonelada ng bato.
Ang mga enargit ay naglalaman ng hindi hihigit sa 5 kilo ng germanium bawat 1000 kilo. Sa pyrargyrite 2 beses pa.
Ang isang tonelada ng elemento 32 sulvanite ay naglalaman ng hindi hihigit sa 1 kilo. Kadalasan, ang germanium ay kinukuha bilang isang by-product mula sa ores ng iba pang mga metal, halimbawa, o non-ferrous, tulad ng chromite, magnetite, rutite.
Ang taunang produksyon ng germanium ay umaabot sa 100-120 tonelada, depende sa pangangailangan.
Karaniwang, ang single-crystal form ng substance ay binili. Ito ay eksakto kung ano ang kinakailangan para sa produksyon ng mga spectrometer, optical fiber, mahalaga. Alamin natin ang mga rate.
presyo ng germanium
Ang monocrystalline germanium ay pangunahing binili ng tonelada. Para sa malalaking industriya, ito ay kapaki-pakinabang.
Ang 1,000 kilo ng ika-32 na elemento ay nagkakahalaga ng halos 100,000 rubles. Makakahanap ka ng mga alok para sa 75,000 - 85,000.
Kung kukuha ka ng polycrystalline, iyon ay, na may mas maliliit na pinagsama-samang at tumaas na lakas, maaari kang magbigay ng 2.5 beses na higit pa bawat kilo ng mga hilaw na materyales.
Ang karaniwang haba ay hindi bababa sa 28 sentimetro. Ang mga bloke ay protektado ng isang pelikula, habang kumukupas sila sa hangin. Polycrystalline germanium - "lupa" para sa lumalaking solong kristal.
