germánium / Ge

Név: Germania - Németország latin nevéből

Rendszám: a periódusos rendszer 32. eleme

Felfedezés:
Mengyelejev megjósolta.
Winkler 1885-ben találta meg.

Relatív atomtömeg: 72,59

Izotópok:

Elektronkonfiguráció: [Ar](3d)10(4s)2 (4p)2

Fizikai tulajdonságok:
Szürkés fémfényű, rideg anyag.
Csak egyetlen módosulata van, amely gyémántrácsú.
Az elektromosságot kevéssé vezeti.
Olvadáspontja 937°C.
Sűrűsége 5,32 g/cm³.

Kémiai tulajdonságok:
Kevéssé aktív félfém.
Vegyértéke 2 vagy 4. Gyakrabban fordul elő 4 vegyértékkel molekulavegyületekben; két vegyértékű vegyületei ion vegyületekhez hasonló ionrácsot alkotnak.
Hidrogénnel vörös izzáson egyesül.
Halogének már jóval alacsonyabb hőmérsékleten megtámadják, pl. a klór 100°C-on.
Oxigénben vagy levegőn hevítve dioxiddá ég el.
A sósav sajátos módon har rá:
3 Ge + 10 HCl = GeCl₄ + 2 GeHCl₃ + 4 H₂
Oxidáló savak (salétromsav, tömény kénsav) hevítve germánium-dioxiddá alakítják.
Lúgokkal oxidáló anyagok jelenlétében megfelelő germanátok keletkeznek.

Előfordulás:
A ritkafémek közé tartozó igen ritka elem, de van egy-két ásványa, pl az argirodit (Ag₈GeS₆) és a germanit (Cu₂FeGeS₄).
Sokkal több germánium van azonban a cinkércekben, ezek kohómaradéka néhány tized százalék germániumot tartalmaz.

Előállítás:
Argiroditból salétrommal és kálium-karbonáttal való összeolvasztás után kálium-germanátot kapnak, amelyből savval germánium-hidroxid választható le. Ez vízmentesítve és hidrogénáramban izzítva tiszta germániumot ad. A germanitot salétromsav - kénsav eleggyel szokták feltárni, ebből a kapott germánium-dioxihidrátot sósavval tetrakloriddá alakítva, desztillációval tisztítják. Ezután a tetrakloridot hidrolizálják és a kapott dioxihidrátot a fenti módon germániummá redukálják.

Felhasználás:
A nagyon tiszta germániumot félvezetőként alkalmazzák ezredrésznyi arzénnel szennyezve. (A képen egy germánium-félvezetőből készült röntgencsillagászati érzékelő.)
Használják ötvözőanyagként, valamint a foszforhoz hasonlóan fluoreszcens lámpákban.
A germánium és a germánium-oxid infravörös tartományban átlátszó, ezért infravörös spektroszkópokban és más optikai eszközökben, mint például nagyon érzékeny infravörös érzékelőkben alkalmazzák.
Nagy refrakciós és diszperziós képessége miatt oxidjai nagylátószögű kamera és mikroszkóp objektívekben használhatók.
Szerves vegyületei egyre fontosabbak, a kemoterápiában.

Biológia:
Bizonyos germániumvegyületek az emlősökre nem mérgezőek, de rendkívül aktívak a baktériumokkal szemben.

Felhasznált irodalom