Germanium-Fakten (Ordnungszahl 32 oder Ge)

Gemanium ist ein glänzendes grauweißes Metalloid mit einem metallischen Aussehen. Das Element ist am besten für seine Verwendung in Halbleitern bekannt. Hier finden Sie eine Sammlung nützlicher und interessanter Fakten zu Germaniumelementen.

Germanium-Grundlagen

Ordnungszahl: 32

Symbol: Ge

Atomares Gewicht: 72,61

Entdeckung: Clemens Winkler 1886 (Deutschland)

Elektronenkonfiguration: [Ar] 4s² 3d¹⁰ 4p²

Wortherkunft: Latin Germania: Deutschland

Eigenschaften: Germanium hat einen Schmelzpunkt von 937,4 ° C, einen Siedepunkt von 2830 ° C, ein spezifisches Gewicht von 5,323 (25 ° C) mit Valenzen von 2 und 4. In reiner Form ist das Element ein grauweißes Metalloid. Es ist kristallin und spröde und behält seinen Glanz an der Luft. Germanium und sein Oxid sind für Infrarotlicht transparent.

Verwendet: Germanium ist ein wichtiges Halbleitermaterial. Es wird üblicherweise mit Arsen oder Gallium in einer Menge von einem Teil pro 1010 für die Elektronik dotiert. Germanium wird auch als Legierungsmittel, Katalysator und Leuchtstoff für Leuchtstofflampen verwendet. Das Element und sein Oxid werden in hochempfindlichen Infrarotdetektoren und anderen optischen Geräten verwendet. Der hohe Brechungs- und Dispersionsindex von Germaniumoxid hat zur Verwendung in Gläsern für die Verwendung in Mikroskop- und Kameraobjektiven geführt. Organische Germaniumverbindungen haben eine relativ geringe Toxizität für Säugetiere, sind jedoch für bestimmte Bakterien tödlich, so dass diese Verbindungen möglicherweise von medizinischer Bedeutung sind.

Quellen: Germanium kann von Metallen durch fraktionierte Destillation von flüchtigem Germaniumtetrachlorid abgetrennt werden, das dann hydrolysiert wird, um GeO zu ergeben₂. Das Dioxid wird mit Wasserstoff zum Element reduziert. Zonenveredelungstechniken ermöglichen die Herstellung von ultrareinem Germanium. Germanium kommt in Argyrodit (einem Sulfid von Germanium und Silber), in Germanit (das etwa 8% des Elements ausmacht), in Kohle, in Zinkerzen und anderen Mineralien vor. Das Element kann kommerziell hergestellt werden aus den Rauchstäuben von Schmelzen, die Zinkerze verarbeiten, oder aus den Nebenprodukten der Verbrennung bestimmter Kohlen.

Elementklassifizierung: Halbmetall (Metalloid)

Physikalische Germaniumdaten

Dichte (g / cm³): 5,323

Schmelzpunkt (K): 1210.6

Siedepunkt (K): 3103

Aussehen: grauweißes Metall

Isotope: Es sind 30 Isotope von Germanium im Bereich von Ge-60 bis Ge-89 bekannt. Es gibt fünf stabile Isotope: Ge-70 (20,37%), Ge-72 (27,31%), Ge-73 (7,76%), Ge-74 (36,73%) und Ge-76 (7,83%)..

Atomradius (pm): 137

Atomvolumen (cm³ / mol): 13.6

Kovalenter Radius (pm): 122

Ionenradius: 53 (+ 4e) 73 (+ 2e)

Spezifische Wärme (bei 20 ° C J / g Mol): 0,322

Fusionswärme (kJ / mol): 36.8

Verdampfungswärme (kJ / mol): 328

Debye-Temperatur (K): 360,00

Pauling-Negativitätszahl: 2.01

Erste ionisierende Energie (kJ / mol): 760,0

Oxidationszustände: +4 ist die häufigste. +1, +2 und -4 existieren, sind aber selten.

Gitterstruktur: Diagonal

Gitterkonstante (Å): 5,660

CAS Registrierungsnummer: 7440-56-4

Germanium Trivia

• Winklers ursprünglicher Name für Germanium war Neptunium. Wie Germanium war der Planet Neptun kürzlich anhand von Vorhersagen aus mathematischen Daten entdeckt worden.
• Die Entdeckung von Germanium füllte eine Stelle, die Mendeleevs Periodensystem vorhersagte. An die Stelle des Platzhalterelements eka-silicon trat Germanium.
• Mendeleev sagte die physikalischen Eigenschaften von eka-silicon basierend auf seiner Position im Periodensystem voraus. Er sagte, seine Atommasse wäre 72,64 (realer Wert: 72,61), die Dichte wäre 5,5 g / cm³ (echter Wert: 5,32 g / cm³), hoher Schmelzpunkt (realer Wert: 1210,6 K) und hätte ein graues Aussehen (reales Aussehen: grauweiß). Die Nähe der physikalischen Eigenschaften von Germanium zu den vorhergesagten Werten von eka-Silizium war wichtig, um Mendeleevs Theorien zur Periodizität zu bestätigen.
• Germanium wurde vor der Entdeckung seiner Halbleitereigenschaften nach dem Zweiten Weltkrieg nur wenig verwendet. Die Germaniumproduktion stieg von einigen hundert Kilogramm pro Jahr auf hundert Tonnen pro Jahr.
• Frühe Halbleiterkomponenten wurden hauptsächlich aus Germanium hergestellt, bis in den späten 1950er Jahren hochreines Silizium kommerziell verfügbar wurde.
• Das Oxid von Germanium (GeO₂) wird manchmal germania genannt. Es ist weit verbreitet in optischen Geräten und Lichtwellenleitern. Es wird auch als Katalysator bei der Herstellung von Polyethylenterephthalat oder PET-Kunststoff verwendet.

Germanium Fast Facts

• Elementname: Germanium
• Elementsymbol: Ge
• Ordnungszahl: 32
• Atomares Gewicht: 72,6308
• Aussehen: Grauweißer harter Feststoff mit metallischem Glanz
• Gruppe: Gruppe 14 (Kohlenstoffgruppe)
• Zeitraum: Zeitraum 4
• Entdeckung: Clemens Winkler (1886)

Quellen

• Gerber, G. B .; Léonard, A. (1997). Mutagenität, Karzinogenität und Teratogenität von Germaniumverbindungen. Regulatorische Toxikologie und Pharmakologie. 387 (3): 141 & ndash; 146. doi: 10.1016 / S1383-5742 (97) 00034-3
• Frenzel, Max; Ketris, Marina P .; Gutzmer, Jens (29.12.2013). "Zur geologischen Verfügbarkeit von Germanium". Mineralium Deposita. 49 (4): 471 & ndash; 486. doi: 10.1007 / s00126-013-0506-z
• Weast, Robert (1984). CRC, Handbuch für Chemie und Physik. Boca Raton, Florida: Veröffentlichen von Chemical Rubber Company. S. E110. ISBN 0-8493-0464-4.
• Winkler, Clemens (1887). "Germanium, Ge, ein neues Nichtmetallelement". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (auf Deutsch). 19 (1): 210 & ndash; 211. doi: 10.1002 / cber.18860190156