Készítette: Tóth Krisztián. Web: http://krissz.hu

Germánium

32
72.59
4
Ge
4p2
Germánium
Alapadatok
Név, vegyjel, rendszám germánium, Ge, 32
Elemi sorozat félfémek
Csoport, periódus, mező 14, 4, p
Megjelenés szürkés fehér
Atomtömeg 72,64(1) g/mol
Elektronszerkezet [Ar] 3d10 4s2 4p2
Elektronok héjanként 2, 8, 18, 4
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot szilárd
Sűrűség (szobahőm.) 5,323 g/cm³
Sűrűség (folyadék) az o.p.-on 5,60 g/cm³
Olvadáspont 1211,40 K
(938,25 °C, 1720,85 °F)
Forráspont 3106 K
(2833 °C, 5131 °F)
Olvadáshő 36,94 kJ/mol
Párolgáshő 334 kJ/mol
Moláris hőkapacitás (25 °C) 23,222 J/(mol·K)
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet köbös lapcentrált
Oxidációs állapotok 4
(amfoter oxid)
Elektronegativitás 2,01 (Pauling-skála)
Ionizációs energia 1.: 762 kJ/mol
Atomsugár 125 pm
Atomsugár (számított) 125 pm
Kovalens sugár 122 pm
Egyéb jellemzők
Mágnesség nincs adat
Hővezetési tényező (300 K) 60,2 W/(m·K)
Hőtágulási tényező (25 °C) 6,0 µm/(m·K)
Hangsebesség (vékony rúd) (20 °C) 5400 m/s
Mohs-keménység 6,0
CAS-szám 7440-56-4

A Germánium bővebb leírása

A germánium ritka fémes elem, amely vegyületeiben, mint 2 és 4 vegyértékű pozitív ion szerepel. Rendszáma 32, vegyjele Ge, atomtömege: 72,64 g/mol.

Felfedezése

Ezt az elemet Clemens Winkler fedezte fel 1886-ban az argirodit ásványban. Előállítása is a Freiberg mellett előforduló argiroditból történt, amely ásvány ezüst-szulfidból és germánium-szulfidból állt.

1871-ben Mengyelejev D.I. a periódusos rendszere alapján kifejtette azon gondolatát, miszerint a IV. csoportnak van még egy ismeretlen eleme. Megjósolta tulajdonságait és még nevet is adott neki: ekaszilícium, utalva ezzel a szilíciumhoz való közelségére. Pontosan 124 évvel ezelőtt 1886 februárjában a Freibergi Bányászati Akadémia egyik professzora felfedezte az ezüst új ásványát: az argiroditot. A teljes analízis céljából átadta a technikai kémia professzornak Winkler Clemens-nek. A 48 éves tudóst az akadémia legjobb analitikusának tartották. Tanulmányozva az új ásványt, ő találta meg az új elemet 7%-os tömegarányban. A professzor elkülönítette az ismeretlen komponenst, tanulmányozta tulajdonságait és megértette, hogy valóban megtálalta a Mengyelejev által megjósolt új elemet, az ekaszilíciumot. A Winkler által használt germánium elkülönítési eljárása hasonlított a germánium modern ipari kinyerési módszerének egyikére.

Jellemzői

Germánium

Tiszta állapotban előállítva, szürkés-fehér rideg fém, sűrűsége 5,32 g/cm3, olvadáspontja 938 °C. Kémiai sajátságaira nézve az óncsoport fémeihez, de az antimonhoz is hasonlít. A levegőn való erős hevítéskor oxidálódik. Sósavban nem oldódik, királyvíz feloldja, tömény salétromsav germánium-oxiddá oxidálja. Sói a lángot nem festik meg.

Vegyületei

Kloridjai

Vegyületei közül megemlíthetők a germánium-kloridok:

  • A germániumklorür (germánium-diklorid, GeCl2) színtelen, 72 °C-on forró folyadék, amely a germánium porának sósavgázban való hevítésekor képződik.
  • germániumot klórgázban hevítve germánium-klorid (GeCl4) képződik. Szintén folyékony, forráspontja 86 °C.

Oxidjai

  • germánium-oxid (GeO) és germánium-dioxid (GeO2) ismeretes. Utóbbi a germánium oxigénben való elégetésekor is képződik. Fehér por, vízben kissé oldható; savjellegű vegyület.

Szulfidjai

  • germánium-szulfid (GeS), vörösbarna kristálykákból áll és a germánium-diszulfidból képződik, azt hidrogénáramban redukálva. A germániumsók oldatából, ha azokat sósavval erősen megsavanyítjuk, a kén-hidrogén fehér csapadék alakjában germánium-diszulfidot (GeS2) választ le.

Felhasználása

Az integrált áramkörök félvezető alapanyaga, gyakran szilíciummal keverik.