Germánium

32 gallium ← germánium → arzén Si ↑ Ge ↓ Sn 32 Ge Periódusos rendszer
Általános
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$\Delta _{fus}{H}^{\ominus }$	36,94 kJ/mol
Párolgáshő $\Delta _{vap}{H}^{\ominus }$	334 kJ/mol
Moláris hőkapacitás	(25 °C) 23,222 J/(mol·K)
Gőznyomás P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k T/K 1644 1814 2023 2287 2633 3104
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet	köbös lapcentrált
Oxidációs szám	4 (amfoter oxid)
Elektronegativitás	2,01 (Pauling-skála)
Ionizációs energia	1.: 762 kJ/mol
	2.: 1537,5 kJ/mol
	3.: 3302,1 kJ/mol
Atomsugár	125 pm
Atomsugár (számított)	125 pm
Kovalens sugár	122 pm
Egyebek
Mágnesség	nincs adat
Hőmérséklet-vezetési tényező	(300 K) 60,2 W/(m·K)
Hőtágulási együttható	(25 °C) 6,0 µm/(m·K)
Hangsebesség (vékony rúd)	(20 °C) 5400 m/s
Mohs-keménység	6,0
CAS-szám	7440-56-4
Fontosabb izotópok
Fő cikk: Germánium izotópjai izotóp természetes előfordulás felezési idő bomlás mód energia (MeV) termék 68Ge mest. 270,8 d ε - 68Ga 70Ge 21,23% Ge stabil 38 neutronnal 71Ge mest. 11,26 d ε - 71Ga 72Ge 27,66% Ge stabil 40 neutronnal 73Ge 7,73% Ge stabil 41 neutronnal 74Ge 35,94% Ge stabil 42 neutronnal 76Ge 7,44% Ge stabil 44 neutronnal
Hivatkozások

A germánium ritka fémes elem, amely vegyületeiben, mint 2 és 4 vegyértékű pozitív gyök szerepel. Vegyjel Ge, atomsúlya 72,1.

Felfedezése

Ezt az elemet Clemens Winkler fedezte fel 1886-ban az argirodit ásványban. Előállítása is a Freiberg mellett előforduló argiroditból történik, amely ásvány ezüstszulfidból és germániumszulfidból áll.

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 szilícium hoz való közelségére. Pontosan 120 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

Tisza állapotban előállítva, szürkés-fehér rideg fém, fs.-a 5,47, olvadáspontja 900° C körül. Kémiai sajátságaira nézve az óncsoport fémeihez, de az antimonhhoz is hasonlít. A levegőn való erős hevítéskor oxidálódik. Sósavban nem oldódik, kristályviz feloldja, tömény salétromsav germániumoxiddá oxidálja. Sói a lángot nem festik meg.

Vegyületei

Kloridjai

Vegyületei közül megemlíthetők a germánium kloridjai:

• A germániumklorür (Ge Cl2) szintelen, 72°-on forró folyadék, amely a germánium porának sósavgázban való hevítésekor képződik.
• germániumot klórgázban hevítve germániumklorid (Ge Cl4) képződik. Szintén folyékony; forráspontja 86° C.

Oxidjai

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

Szulfidjai

• germániumszulfür (GeS), vörösbarna kristálykákból áll és a germániumszulfidból képződik, azt hidrogénáramban redukálva. A germániumsók oldatából, ha azokat sósavval erősen megsavanyítjuk, a kénhidrogén fehér csapadék alakjában germániumszulfidot (GeS2) választ le.

Lásd még

• Dióda
• Integrált áramkör
• Tranzisztor

Külső hivatkozás

• A Pallas Nagy Lexikona