Germanium Si ↑ Ge ↓ Sn Gallium ← Germanium → Arsen • [Ar] 3d1 4s2 4p2 74 Ge 32 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • ↓Periodická tabulka prvků↓ Obecné Název (lat.), značka, číslo Germanium (Germanium), Ge , 32 Registrační číslo CAS 7440-56-4 Umístění v PSP 14 skupina, 4. perioda, blok p Char. skupina Polokovy Hmotnostní zlomek v zem. kůře 5,4 až 7,0 ppm Konc. v mořské vodě 0,00007 mg/l Počet přírodních izotopů 5 Vzhled Šedobílý pevný kov Germanium Atomové vlastnosti Rel. at. hmotnost 72,64 u Atomový poloměr 122 pm Kovalentní poloměr 122 pm van der Waalsův poloměr 211 pm Elektronová konfigurace [Ar] 3d1 4s2 4p2 Elektronů v hladinách 2, 8, 18, 4 Oxidační číslo -IV, II, IV Fyzikální vlastnosti Skupenství Pevné Krystalová struktura Krychlová Hustota 5,323 g/cm3 Tvrdost 6,0 (Mohsova stupnice) Magnetické chování Diamagnetický Teplota tání 938,25 °C (1211,40 K) Teplota varu 2832,85 °C (3106 K) Molární objem 13,63 · 10−6 m3/mol Tlak nasycené páry 100 Pa při 2023K Rychlost zvuku 5400 m/s Měrný elektrický odpor 1 Ω·m (20 °C) Tepelná vodivost 60,2 W·m−1·K−1 Termodynamické vlastnosti Skupenské teplo tání 34,94 KJ/mol Skupenské teplo varu 334 KJ/mol Měrná tepelná kapacita 23,222 Jmol-1K-1 Různé Redoxní potenciál 0,247 V Elektronegativita 2,01 (Paulingova stupnice) Ionizační energie 1: 762 KJ/mol 2: 1537,5 KJ/mol 3: 3302,1 KJ/mol Iontový poloměr 53 pm Izotopy izo výskyt t1/2 rozpad en. MeV prod. 68Ge umělý 270,8 dní ε 0,106 68Ga 69Ge umělý 39,05 dní ε 2,227 69Ga 70Ge 21,23% je stabilní s 38 neutrony 71Ge umělý 11,26 dní ε 0,229 71Ga 72Ge 27,66% je stabilní s 40 neutrony 73Ge 7,73% je stabilní s 41 neutrony 74Ge 35,94% je stabilní s 42 neutrony 75Ge umělý 82,78 minuty β− 1,177 75As 76Ge 7,44% 1,78 × 1021 roku β− , β− - 76Se 77Ge umělý 11,30 hodiny β− 2,702 77As Bezpečnost R-věty R11 S-věty S9, S16, S29, S33 Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP. Germanium, chemická značka Ge, (lat. Germanium) je vzácný polokovový prvek, nalézající největší uplatnění v polovodičovém průmyslu. Obsah [skrýt] 1 Charakteristika 2 Výskyt a výroba 3 Využití 4 Literatura 5 Externí odkazy Charakteristika[editovat] Poměrně velmi řídce se vyskytující polokov, nalézající se obvykle jako příměs v rudách zinku a stříbra. Germanium vytváří sloučeniny v mocenství: Ge-4, Ge+2 a Ge+4 . Objevil jej roku 1886 německý chemik Clemens A. Winkler a pojmenoval jej podle své vlasti. Zajímavé je, že jeho existence byla předpovězena tvůrcem periodické tabulky prvků, ruským chemikem Dmitrijem Ivanovičem Mendělejevem, který jej nazýval eka-silicium a poměrně přesně určil základní fyzikálně-chemické vlastnosti tohoto v té době ještě neznámého prvku. V pevném skupenství se germanium chová jako polovodič, a to jak v krystalické tak v amorfní fázi. Naproti tomu v kapalném skupenství je germanium kovem, podobně jako např. rtuť. Výskyt a výroba[editovat] Germanium je v zemské kůře značně vzácným prvkem. Průměrný obsah činí pouze 5–7 ppm (mg/kg). V mořské vodě je jeho koncentrace mimořádně nízká, pouze 0,07 mikrogramu germania v jednom litru. Předpokládá se, že ve vesmíru připadá na jeden atom germania přibližně 30 milionů atomů vodíku. V horninách se vyskytuje vždy pouze jako příměs v rudách zinku a stříbra, ale bývá obsaženo jako stopová příměs v mnoha ložiscích uhlí. Z minerálů se velmi vzácně setkáme se směsným sulfidem, stříbra a germania argyroditem o složení Ag8GeS6. Germanium se průmyslově získává ze zbytků po zpracování zinkových rud a z popele po spalování uhlí s jeho zvýšeným obsahem. Po vyredukování kovu s čistotou přibližně 99 % se germanium o vysoké čistotě připravuje metodou zonálního tavení (viz křemík). Další metodou získávání vysoce čistého germania je frakční destilace těkavého chloridu germaničitého GeCl4. Využití[editovat] Zájem o germanium nastal v 50. letech minulého století, kdy byly připraveny první tranzistory a další elektronické součástky na bázi vysoce čistého germania. Během dalších desetiletí bylo germanium nahrazeno křemíkem, jenž se vyskytuje v přírodě v daleko větší míře, pouze bylo nutno vyvinout postupy pro jeho průmyslovou výrobu v čistotě minimálně 99,9999 %.Avšak germanium je nadále používáno pro polovodičové diody I současné době se germanium používá v průmyslové výrobě polovodičů jako germanid křemíku (SiGe) pro výrobu integrovaných obvodů s vysokou rychlostí přenosu signálu. Je také součástí obvodů, které reagují na elektromagnetické vlnění v infračervené oblasti spektra. Využívá se tedy v radarové technice. Nyní tato použití poněkud klesá ve prospěch aplikací v optice. Důležité uplatnění má germanium při výrobě světlovodné optiky, protože jeho přítomnost v materiálu optických vláken podstatným způsobem zvyšuje index lomu materiálu. Tato vlastnost se uplatní i ve výrobě speciálních optických součástek jako jsou čočky pro kamery s širokým úhlem záběru nebo optika pro zpracování signálu v infračervené oblasti spektra (např. v přístrojích pro noční vidění). Vysoký světelný lom dodává optickému sklu také oxid germaničitý GeO2. Velký význam má jako katalyzátor při výrobě polymerů (plastů), ale lze jej také nahradit titanem. Germaniové generátory mění teplo na elektrickou energii. Slitiny germania mají zajímavé vlastnosti – slitina se zlatem (tzv. klenotnická pájka) se při chladnutí roztahuje, slitina s mědí a zlatem je vhodná v zubním lékařství. Gadoliniovo-germaniové granátoidy (GGG) se používají v laserové technice.
Posted on: Mon, 29 Jul 2013 19:51:40 +0000
Trending Topics
Recently Viewed Topics
© 2015