Elektronický analogový analog je Německo. Charakteristika chemického prvku Německa

Germanium - Chemický prvek s atomovým číslem 32 v periodickém systému je označen symbolem GE (IT. Germanium.).

Historie otevření Německa

Existence ekasilačního prvku je analogem křemíku předpovězeného D.I. MENDELEEV V roce 1871 a v roce 1886, jeden z profesorů Freiberg těžební akademie otevřela nový stříbrný minerál - Argypt. Tento minerál byl pak převeden do profesora technické chemie na Clemens Winkler pro kompletní analýzu.

Nenechal se náhodou: 48-rok-starý Winker byl považován za nejlepší analytik Akademie.

Docela rychle, zjistil, že stříbro v minerálu 74,72%, síry - 17,13, rtuť - 0,31, železo Zakis - 0,66, oxid zinečnatý - 0,22%. A téměř 7% hmotnosti nového minerálu představovalo určitý nepochopitelný prvek, s největší pravděpodobností stále neznámý. WinClair přidělil neidentifikovanou složku Argirodptte, studoval své vlastnosti a uvědomil si, že on opravdu našel nový prvek - předpověděl Mendeleev Ecolping. Taková je krátce historie prvku s atomovým číslem 32.

Bylo by však špatné myslet si, že práce Winkler šlo hladce, bez fenky, bez Zadyrinka. To je to, co mendeleev píše v přírodě k osmé kapitole "Základy chemie": "Zpočátku (únor 1886) Nedostatek materiálu, nedostatek spektra v hořáku plamene a rozpustnost mnoha Němců ztěžovalo studium Winker ... "věnujte pozornost" absenční spektrum v plameni. " Jak to? V roce 1886 byl již způsob spektrální analýzy; S touto metodou na Zemi, Rubidi, cesium, talium, indium a Sun - helium byly již otevřeny. Vědci spolehlivě věděli, že každý chemický prvek byl charakterizován zcela individuálním spektrem a najednou nepřítomnost spektra!

Vysvětlení se objevilo později. Charakteristické spektrální linie v Německu jsou - s vlnovou délkou 2651.18, 3039.06 ǻ a několik dalších. Ale všichni z nich leží v neviditelném ultrafialovém dílu spektra, a lze je považovat za úspěšně závazek tradičních metod analýzy mrknutí - vedli k úspěchu.

Způsob separace Německa aplikovaného Winquillem je podobná jedné ze současných průmyslových metod pro získání prvku č. 31. Zpočátku, germanium, obsažené v Agarodnth, byl přeložen do oxidu, a pak byl tento bílý prášek zahříván na 600 ... 700 ° C v atmosféře vodíku. Reakce je zřejmá: GEO 2 + 2H 2 → GE + 2H 2 O.

Tak byl poprvé získán relativně čistý germanium. Winker nejprve zamýšlel pojmenovat nový prvek Neptun na počest planety Neptun. (Stejně jako prvek číslo 32, tato planeta byla předvídána dříve než otevřená). Ale pak se ukázalo, že takový název byl dříve přidělen k jednomu falešně otevřenému prvku, a nechtěl ohrozit svůj objev, WinCler odmítl první úmysl. Nepřijal návrhy na jméno nového prvku Anguliariusem, tj. "Rozzlobený, způsobující spory" (a zpochybňuje tento objev skutečně způsobil hodně). Pravda, francouzská chemiková oblast předložila takovou myšlenku, řekla později, že jeho návrh nebyl nic víc než vtip. Winkler nazval nový prvek v Německu na počest své země a toto jméno bylo založeno.

Nalezení Německa v přírodě

Je třeba poznamenat, že proces geochemického vývoje zemské kůry došlo k mytí významného množství Německa s většinou povrchu sushi k oceánům, tedy v současné době, množství tohoto stopového prvku obsaženého v půdě je velmi mírně.

Obecný obsah Německo v země Kore. 7 × 10 -4% hmotnostních, to znamená, že je více než například antimon, stříbro, bismut. Německo kvůli menšímu obsahu v zemské kůře a geochemické afinitě s některými rozšířenými prvky odhaluje omezenou schopnost tvořit své vlastní minerály, rozptyl v mřížích jiných minerálů. Proto jsou vlastní minerály Německa extrémně vzácné. Téměř všechny jsou sulfosoli: Germanite Cu 2 (Cu, Fe, GE, Zn) 2 (S, as) 4 (6 - 10% GE), argensing AG 8 ges 6 (3,6 - 7% GE), kontaminace AG 8 (SN, GE) S 6 (až 2% GE) a další. Hlavní hmotnost Německa je rozptýlena v zemské kůře ve velkém počtu hornin a minerálů. Tak například, v některých sfaleritech, obsah Německa dosáhne kilogramů na tunu, v eurgitech do 5 kg / t, v pirargitu do 10 kg / tun, v sulvanize a Francii 1 kg / t, v jiných sulfidech a Silikáty - stovky a desítky g / t. Německo se soustředí do vkladů mnoha kovů - v sulfidových rudech neželezných kovů, v železných rudech v některých oxidovaných minerálech (chrom, magnetit, rutil, atd.), V žulech, diabázích a bazalkách. Německo je navíc přítomno téměř ve všech silikátech, v některých uhlí a ropných ložiscích.

Získání Německo

Germanium je převážně z vedlejších produktů pro zpracování neželezných kovů (podvozek zinku, polymetalických koncentrátů zinku, měděných zinkových mědí) obsahujících 0,001-0,1% Německo. Vzhledem k tomu, že suroviny jsou také používány jako popel od spalování uhlí, prachu plynových generátorů a plýtvání koksem-chemickými rostlinami. Zpočátku, germanium koncentrát (2-10% Německo) se získá z uvedených zdrojů různými způsoby v závislosti na složení surovin. Extrakce Německa z koncentrátu obvykle obsahuje následující kroky:

1) Koncentrát chlorinát kyseliny salonkyoh, směs IT s chlorem ve vodném médiu nebo jiným chlorujícím činidlům se získáním technického GECL 4. Pro čištění, GESL 4 využívá opravu a extrakci nečistot koncentrovaného HC1.

2) GECL 4 Hydrolýza a kalcinace produktů hydrolýzy před přijímáním GEO 2.

3) Redukce GEO 2 s vodíkem nebo amoniakem k kovům. Pro přidělení velmi čistého Německa použitého v polovodičových zařízeních se provádí tavení zóny kovu. Monokrystalický gerium potřebný pro polovodičový průmysl je obvykle získán tání zóny nebo metodou CzCralsky.

GEO 2 + 4H 2 \u003d GE + 2H 2 O

Germanium polovodičová čistota s obsahem nečistoty 10 -3 -10-4% se získá tání zóny, krystalizací nebo termolýzou těkavých mono-heroerman geh 4:

Geh 4 \u003d ge + 2h 2,

který je tvořen rozkladem kyselinami sloučenin aktivních kovů s GE - Německem:

Mg 2 ge + 4HCl \u003d geh 4 - + 2 mgCl 2

Germanium se nachází ve formě nečistot do polymetalického, niklu, wolframových rud, stejně jako u silikátů. V důsledku komplexních a časově náročných operací k obohacení rudy a jeho koncentrace se germanium izoluje ve formě gea 2 oxidu, který je snížen vodíkem při 600 ° C na jednoduchou látku:

GEO 2 + 2H 2 \u003d GE + 2H 2 O.

Čištění a pěstování Německa Jednorázové krystaly se provádí zóny tání.

Čistý oxidem Německa poprvé v SSSR byl získán počátkem roku 1941. Byl vyroben z germaniového skla s velmi vysokou refrakční sazbou světla. Studie prvku č. 32 a metody jeho možné přípravy pokračovaly po válce, v roce 1947 nyní Německo zajímalo také o sovětské vědce jako polovodič.

Fyzikální vlastnosti Německo

Vzhled, germanium není těžké zmást se silikonem.

Germanium krystalizuje v kubické struktuře typu diamantu, parametr elementární buňky A \u003d 5, 6575Å.

Tento prvek není tak odolný jako titan nebo wolfram. Hustota pevného germania 5,327 g / cm3 (25 ° C); kapalina 5,557 (1000 ° C); T pl 937.5 ° C; t instrumentace asi 2700 ° C; Koeficient tepelné vodivosti ~ 60 w / (m · k) nebo 0,14 kAL / (cm · sec · krupobití) při 25 ° C.

Německo je téměř stejné křehké jako sklo, a může se chovat odpovídajícím způsobem. Dokonce i při konvenční teplotě, ale nad 550 ° C je přístupná plastová deformace. Tvrdost Německa pro mineralogické měřítko 6-6.5; Koeficient stlačitelnosti (v rozsahu tlaku 0-120 GN / m2 nebo 0-12000 kgf / mm 2) 1,4 · 10 -7 m2 / mn (1,4 · 10 až 6 cm 2 / kgf); povrchové napětí 0,6 N / m (600 DIN / cm). Germanium - typický polovodič s šířkou zakázané zóny 1,104 · 10 -19 J nebo 0,69 EV (25 ° C); Specifický elektrický odpor vysoké čistoty 0,60 Ohm · m (60 Ohm · cm) při 25 ° C; Mobilita elektronů je 3900 a mobilita otvorů 1900 cm 2 / V (25 ° C) (s obsahem nečistot menších než 10 -8%).

Všechny "neobvyklé" modifikace krystalického Německa překračují GE-I a elektrickou vodivost. Uvádět přesně tuto vlastnost není náhodou: hodnota specifické elektrické vodivosti (nebo inverzní hodnoty je odporem) pro polovodičový prvek je obzvláště důležitý.

Chemické vlastnosti Německo

V chemických sloučeninách, Německo obvykle vykazuje 4 nebo 2. Sloučeniny s valencí 4 stabilnější. Za normálních podmínek, odolný vůči vzduchu a vodě, zásadám a kyselinám, rozpustné v královské vodky a v alkalickém roztoku peroxidu vodíku. Aplikace Najít slitiny Německa a oken založených na dioxidu Německu.

V chemické sloučeniny Německo obvykle vykazuje valenci 2 a 4, s více stabilnějšími sloučeninami 4-valence Německo. Při pokojové teplotě je Německo odolný vůči vzduchu, vodě, alkalických roztocích a zředěných kyselinách chlorovodíků a sírových, ale snadno se rozpustí v královské vodky a v alkalickém roztoku peroxidu vodíku. Kyselina dusičná se pomalu oxiduje. Když se vzduch zahřívá na 500-700 ° C, germanium je oxidováno na GEO a GEO 2 oxidy. Německo oxid (IV) - bílý prášek s T 1116 ° C; Rozpustnost ve vodě je 4,3 g / l (20 ° C). Chemikáliemi se vlastnosti amhotoerna rozpustí v alkálech a obtížně v minerálních kyselinách. Získá se kalcinacím hydratačního sedimentu (GEO 3 · NH20), izolované během hydrolýzy tetrachloridu GECL4. GEO 2 s jinými oxidy mohou být získány deriváty germologických kyselin - kovových úgrafů (li 2 geo 3, Na 2 geo 3 a další) - pevné látky s vysokými teplotami tání.

V interakci Německa s halogenem jsou vytvořeny vhodné tetragaloidy. Nejdůležitější reakce probíhá s fluorem a chlorem (již při teplotě místnosti), potom s bromem (slabým ohřevem) a jodem (při 700-800 ° C v přítomnosti CO). Jedním z nejdůležitějších sloučenin Německa tetrachloridu GECl4 je bezbarvá kapalina; T pl - 49,5 ° C; T KIP 83,1 ° C; Hustota 1,84 g / cm3 (20 ° C). Voda je silně hydrolyzována uvolňováním sraženiny hydratovaného oxidu (IV). Získá se chlorováním kovového germania nebo interakce GEO 2 se koncentrovaným HC1. Digaloidy Německa jsou také známy. obecný vzorec GEX 2, GECL Monochlorid, hexahlordigarman ge2 cl 6 a Německo oxychloridy (například SEOSL 2).

Síra důrazně interaguje s Německem při 900-1000 ° C s tvorbou GES 2 - bílý pevný disulfid, T 825 ° C. Monosulfidové GES a podobné sloučeniny Německa s selenem a teluriem, které jsou polovodiči, jsou také popsány. Vodík mírně reaguje s Německem při 1000-1100 ° C s tvorbou GESTINY (GEH) X - malý odolný a snadno se třepotá. Interakce germanifs se zředěnou kyselinou chlorovodíkovou mohou být získány germaniformy GE NH 2N + 2 řady až do GE 9H 20. Také známý je Hermilene Geh 2. S dusíkem, germanium přímo nereaguje, ale existuje nitrid ge3N4, což vede k amoniaku k germaniu při 700-800 ° C. Germanium neprojevuje s uhlíkem. Německo tvoří sloučeniny s mnoha kovy - Německo.

Jsou známy četné komplexní sloučeniny Německa, které jsou stále důležitější jak v analytické chemii Německa, tak v procesech jeho přijetí. Germanium tvoří komplexní sloučeniny s organickými molekulami obsahujícími hydroxyry (polyhydric alkoholy, víceosé kyseliny a další). GometopolikIlotots jsou získány Německo. Stejně jako u jiných prvků skupiny IV se vyznačuje tvorbou metalorganických sloučenin, jejímž příkladem je tetraeethylgerman (C2H5) 4 ge 3 se podává.

Sloučeniny bivalentního Německa.

Geh 2 hydrid (ii) geh 2. Bílý nestabilní prášek (ve vzduchu nebo v kyslíku se rozkládá s výbuchem). Reaguje s alkálem a bromem.

Monohydrid polymeru Německo (II) (poligermin) (GEH 2) N. Hnědavě černý prášek. Je to špatně rozpustný ve vodě, okamžitě se rozkládá ve vzduchu a exploduje, když se zahřeje na 160 ° C ve vakuu nebo v atmosféře inertního plynu. Je tvořen v procesu elektrolýzy Německa Sodného Nage.

Německo (ii) go oxide. Černé krystaly se základními vlastnostmi. Rozložení při 500 ° C na GEO 2 a GE. Pomalu oxidován ve vodě. Málo rozpustné v kyselině chlorové. Zobrazuje restorační vlastnosti. Činnost se získá CO 2 na kovovém germaniu, zahřátá na 700 až 900 ° C, alkalis - chloridem germania (II), kalcinace GE (ON) 2 nebo snížení GEO 2.

Německo hydroxid (II) GE (OH) 2. Červené oranžové krystaly. Při zahřátí se změní na GEO. Ukazuje amfoterní znak. Získávají se léčením solí germaniových solí (ii) alkálie a hydrolýzy solí Německa (II).

Německo (ii) fluorid (ii) GEF 2. Bezbarvé hygroskopické krystaly, t ple \u003d 111 ° C. Získejte akci výparů GEF 4 na kovové germanium, když se vyhřívají.

Chlorid Německo (II) GECL 2. Bezbarvé krystaly. T PL \u003d 76,4 ° C, T KIP \u003d 450 ° C. Při 460 ° C se rozkládá na GECL 4 a kovové germanium. Je hydrolyzován vodou, trochu rozpustný v alkoholu. Získejte působení páry GECL 4 na kovové germanium při zahřátí.

Bromid Německo (II) Gebr 2. Transparentní krystaly. T pl \u003d 122 ° C. Hydrolyzovaný vodou. Málo rozpustných v benzenu. Rozpouští se v alkoholu, acetonu. Získá se interakcím germania hydroxidu (II) s kyselinou brommovou. Při zahřátí je disproporforgováno na kovové germanium a bromid Německo (IV).

Jodide Německo (II) GEI 2. Žluté šestihranné desky, diamagnetické. T PL \u003d 460 O C. Málo rozpustný v chloroformu a tetrachlormethanu. Při zahřátí nad 210 ° C rozkládá se na kovové germanium a tetraodide Německo. Získá se obnovením germaniové (ii) kyseliny hypofosforečné nebo tepelného rozkladu tetraodidu Německa.

Sulfide Německo (ii) Ges. Výsledná suchá cesta je šedavě černá lominská neprůhledná krystaly. T \u003d 615 ° C, hustota je 4,01 g / cm3. Málo rozpustný ve vodě a v amoniaku. Rozpouští se ve hydroxidu draselném. Získaná vlhká dráha je červenohnědá amorfní sraženina, hustota je 3,31 g / cm3. Rozpouští se v minerálních kyselinách a polysulfidu amonném. Získá se zahřátím germanem s šedým nebo proudícím sulfidem vodíku roztokem soli Německa (II).

Sloučeniny tetravalentního Německa.

Hydride Německo (IV) GEH 4. Bezbarvý plyn (hustota je 3,43 g / cm3). Je to jedovatá, voní velmi nepříjemné, vaří při teplotě -88 o c, roztaví se asi -166 ° C, disociátory tepelně vyšší než 280 ° C. Procházející gen 4 přes zahřátou trubku se získá na svých stěnách brilantní zrcadlo z kovového Německa na svých stěnách. Akce se získá působením LIALH 4 na chloridu Německa (IV) v etheru nebo léčbě roztoku chloridu Německa (IV) s kyselinou zinkem a sírovou.

Německo Oxid (IV) GEO 2. Ve formě dvou krystalických modifikací (šestihranný s hustotou je 4,703 g / cm3 a tetraedrální hustota se rovná 6,24 g / cm3). Oba vzduch je odolný. Málo rozpustné ve vodě. T pl \u003d 1116 o c, t kip \u003d 1200 o p. Ukazuje amfoterní znak. Je obnoven hliníkem, hořčíkem, uhlíkem do kovového Německa, když se zahřeje. Získá se syntézou prvků, kalcinací německých solí s těkavými kyselinami, oxidací sulfidů, hydrolýzy germaniových tetragaloidů, ošetřením hydrochloridového kovu s kyselinami, kovové germanium - koncentrované kyseliny sírové nebo dusičné.

Německo fluorid (iv) GEF 4. Bezbarvý kouření plynů ve vzduchu. T pl \u003d -15 o c, t kip \u003d -37 ° C. Hydrolyzovaný vodou. Přijměte rozklad tetraftoregrermannate baria.

Chlorid Německo (IV) GECL 4. Bezbarvá kapalina. T PL \u003d -50 ° C, T KIP \u003d 86 ° C, hustota je 1,874 g / cm3. Je hydrolyzován vodou, rozpouští se v alkoholu, etheru, servopohonu, tetrachlormethanu. Vyhřívá se zahříváním germanem s chlorem a přenáší chlorroodorem přes suspenzi Německa oxidu (IV).

Bromid Německo (IV) Gebr 4. Octahedrální bezbarvé krystaly. T PL \u003d 26 ° C, T KIP \u003d 187 ° C, hustota je 3,13 g / cm3. Hydrolyzovaný vodou. Rozpouští se v benzenu, sérougolandu. Získávají se procházejícími výpary bromu nad zahřátým kovovým klíčem nebo působením bromomové kyseliny na německém oxidu (IV).

Německo jodid (IV) GEI 4. Žluté oranžové oktohedrální krystaly, t \u003d 146 ° C, t KIP \u003d 377 ° C, hustota je 4,32 g / cm3. Při rozložení 445 ° C. Rozpouští se v benzenu, Servo uhlíku a hydrolyzuje vodou. Vzduch se postupně rozkládá do Německa (II) a jodidu. Spojuje amoniak. Získá se přenosem páry jodu nad ohřívacím germaniem nebo působením kyseliny uhlíku obecné na německo (IV) oxidu.

Sulfide Německo (IV) Ges 2. Bílý krystalický prášek, t \u003d 800 ° C, hustota je 3,03 g / cm3. Málo rozpustný ve vodě a pomalu v něm je hydrolyzovaný. Rozpouští se v amoniaku, sulfidu amonném a v alkalických sulfidech kovů. Získá se zahřátím germania (IV) oxidu v proudu oxidu siřičitého se šedým nebo vysíláním sirovodíku přes roztok soli Německa (IV).

Sulfát Německo (IV) GE (SO 4) 2. Bezbarvé krystaly, hustota je 3,92 g / cm3. Rozložení při 200 ° C. je obnoven uhlí nebo šedou k sulfidu. Reaguje s vodou as alkálismi roztoky. Získaný topením chloridu germanuu (IV) s oxidem síry (VI).

Isotopes Německo

V přírodě se nachází pět izotopů: 70 ge (20,55% hmotnostních), 72 ge (27,37%), 73 ge (7.67), 74 ge (36,74%), 76 ge (7,67%). První čtyři jsou stabilní, pátá (76 ge) zažívá dvojité beta rozpadu s poločasem 1,58 × 10 21 let. Kromě toho existují dvě "dlouhotrvající" umělé: 68 GE (poločas 270,8 dní) a 71 ge (poločas 11,26 dní).

Aplikace Německo

Německo se používá při výrobě optiky. Díky transparentnosti v infračervené oblasti spektra je kovový germanium ultra-vysoké čistoty strategickým významem při výrobě optických prvků infračervené optika. V rádiovém inženýrství mají Německo tranzistory a detektorové diody jiné než křemík, s ohledem na menší napětí nepožezení nepožezeného přechodu PN v Německu - 0,4V proti 0,6V v silikonových zařízeních.

Podrobnosti viz článek Aplikace pro výrobu článku.

Biologická role Německo

Germanium bylo nalezeno u zvířat a rostlinných organismů. Malé množství Německa nemají fyziologické účinky na rostliny, ale toxické ve velkých množstvích. Německo je netoxické pro plíseň plísní.

Pro zvířata je germanium malé. Německo Sloučeniny nenalezly farmakologický účinek. Přípustná koncentrace Německa a jeho oxidu ve vzduchu je 2 mg / m³, totéž je stejná jako pro prach z azbestu.

Sloučeniny bivalentního Německa jsou podstatně toxičtější.

V experimentech určujících rozložení organického Německa v těle po 1,5 hodiny po jeho orálním podání byly získány následující výsledky: velké množství organického Německa je obsaženo v žaludku, tenkém střevě, kostní dřeně, slezině a krve. Jeho vysoký obsah v žaludku a střev navíc ukazuje, že proces jeho sání na krev má prodloužené účinky.

Vysoký obsah ekologického Německa v krvi umožnena jmenovat lékaře ASAI následující teorii mechanismu jeho působení v lidském těle. Předpokládá se, že organický germanium se chová v krvi, podobně jako hemoglobinu, také nesoucí záporný náboj a je podobný hemoglobinu v procesu přenosu kyslíku v tělesných tkáních. Vývoj nedostatku kyslíku (hypoxie) zabraňuje úrovni tkáně. Organic Německo zabraňuje vývoji tzv. Krevní hypoxie, což vzniká, když se sníží množství hemoglobinu schopného spojovat kyslík (snížení kapacity kyslíku krve), a vyvíjet se v krevní ztrátě, otravu oxidu uhelnatého, během radiační vlivy. Nejcitlivější na centrální nervový systém kyslíku, svalové srdce, tkáně ledvin, játra.

V důsledku experimentů bylo také zjištěno, že organické Německo přispívá k indukci gama interferonu, která potlačuje procesy reprodukce rychle dělených buněk, aktivují specifické buňky (T-vrahové). Hlavní směry působení interferonu na úrovni těla je antivirová a protinádorová ochrana, imunomodulační a radioprotektivní funkce lymfatického systému

V procesu studia patologických tkání a tkání s primárními známkami onemocnění bylo zjištěno, že se vždy vyznačují nevýhodou kyslíku a přítomností pozitivně nabitých vodíkových radikálů H +. H + ionty mají extrémně negativní dopad na buňky lidského těla, až do jejich smrti. Oxygenové ionty, které mají schopnost kombinovat vodíkové ionty, umožňují selektivně a lokálně kompenzovat poškození buněk a tkání, které způsobují ionty vodíku. Činnost Německa na vodíkové ionty je způsobena jeho organickou formou - formou seskvidního materiálu. Při přípravě výrobku, materiály Suponenko A. N. N.

V roce 1870, D.I. Mendeleev na zemi periodické právo Další neinvestovaný prvek IV skupiny byl předpovězen, volání do ecasilitiy a popsal své základní vlastnosti. V roce 1886, německý chemik CLEMENS WinCler, s chemickou analýzou minerálu argroditidy, našel tento chemický prvek. Zpočátku, Winker chtěl pojmenovat nový prvek "Neptuh", ale toto jméno bylo již dáno jednomu z údajných prvků, takže prvek byl povolán na počest vlasti vědec - Německa.

Nalezení v přírodě, účtence:

Německo se nachází v sulfidových rudách, Železný Rud., Nachází se téměř ve všech silikátech. Hlavní minerály obsahující Německo: Archy AG 8 Ges 6, odnítí AG 8 (SN, CE) S 6, Stuming Stuntite Sound (OH) 6, Germanite Cu 3 (GE, Fe, GA) (S, Fe, GA) 4, Renoate Cu 3 ( Fe, GE, Zn) (S, as) 4.
V důsledku komplexních a časově náročných operací k obohacení rudy a jeho koncentrace se germanium izoluje ve formě gea 2 oxidu, který se sníží vodíkem při 600 ° C na jednoduchou látku.
GEO 2 + 2H 2 \u003d GE + 2H 2 O
Čištění Německa se provádí metodou tání zóny, což z něj činí jeden z nejvíce chemicky čistých materiálů.

Fyzikální vlastnosti:

Pevná šedá látka, s kovovým třpytem (kohoutek 938 ° C, TKIP 2830 ° С)

Chemické vlastnosti:

Za normálních podmínek je Německo odolný vůči vzduchu a vodě, zásadám a kyselinám, rozpouští se v královské vodce a v alkalickém roztoku peroxidu vodíku. Stupeň oxidace Německa ve svých spojích: 2, 4.

Hlavní sloučeniny:

Oxide Německo (II), Geo, šedo-černá., Slabé. In-in-in, když vyhřívaný disprerzers: 2Geo \u003d ge + geo 2
Hydroxide Německo (II) Ge (oh) 2, kras.-oranžová. Krystale.
Jodid Německo (II), Gei 2, žlutá. kr., šest Ve vodě, hydrol. sbohem.
Hydride Německo (II), Geh 2, TV. bílý póry, snadno oxidované. a ramí

Oxide Německo (IV), GEO 2, BEL. Krye., AmPhotoerne, se získá hydrolýzou chloridu, sulfidu, hydridu Německa nebo reakce Německa kyselina dusičná.
Hydroxide Německo (IV), (kyselina germánová), H 2 geo 3, slabý. Revoluce dvouosá KL, soli germáně. hermanat sodný, Na 2 GEO 3, BEL. Krystem. ve vodě; Gigroscopic. K dispozici jsou také hexagidroxokermanmany na 2 (ortho-germany) a poligermans
Sulfát Německo (IV), GE (SO 4) 2, BESZLEV. KR., Hydrolyzovaný vodou do GEO 2, získané zahříváním na 160 ° C Německo Chlorid (IV) s anhydridem síry: GECL 4 + 4S03 \u003d GE (SO 4) 2 + 2S02 + 2CI2
Halogenidy Německo (IV), fluorid GEF 4 - BESZ. Plyn, negro Hydrol., Reaguje s HF, tvořící H2 - kyselina germánovinová: GEF 4 + 2HF \u003d H 2,
chlorid Gecl 4, Beszv. kapalina, hydra., bromid Gebr 4, Ser. kr. nebo besmene. kapalina., Šest v org. sociální
jodid Gei 4, Yellow.-Orange. kr., Medl. Hydra. v org. Seda.
Sulfide Německo (IV), Ges 2, Bel. kr., špatný. Ve vodě, hydrol., Reaguje s alkálií:
3GES 2 + 6AOH \u003d Na 2 geo 3 + 2NA 2 ges 3 + 3H20, tvořících geranky a thiogermen.
Hydride Německo (IV), Herman ", Geh 4, Beszv. Plyn, organické deriváty tetramethylgerman ge (CH3) 4, tetraeethylgerman GE (C2H5) 4 - BESZLEV. kapaliny.

Aplikace:

Nejdůležitější polovodičový materiál, hlavní směry použití: optika, elektronika, jaderná fyzika.

Sloučeniny Německa nejsou toxické. Germanium je mikroelement, který v lidském těle zvyšuje účinnost imunitního systému těla, bojující s onco-scabers, snižuje bolest. Je také poznamenal, že Německo přispívá k přenosu kyslíku k tkáním těla a je silný antioxidant - blokátor volných radikálů v těle.
Denní potřeba lidského těla je 0,4-1,5 mg.
Šampion v udržování Německa mezi potravinářskými výrobky je česnek (750 μg Německo na 1 g suché hmotnosti česnekových zubů).

Materiál připravený studenti IPHIC TYUUMU
Demchenko Yu.v., Bornolokova A.a.
Zdroje:
Německo // Wikipedia. / URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid\u003d63504262 (datum manipulace: 06/13/2014).
Německo // AllMetals.ru / URL: http://www.allmetals.ru/metals/germanium/ (Reference Datum: 06/13/2014).

Definice

Germanium - Třicet druhé prvek periodické tabulky. Označení - GE z latiny "germanium". Nachází se ve čtvrtém období, IVA Group. Odkazuje na semimetilands. Nabíjení jádra je 32.

V kompaktním stavu má Německo stříbrnou barvu (obr. 1) a vzhled vypadá jako kov. Při pokojové teplotě je odolný vůči vzduchu, kyslíku, vodě, chlorovodíkových a zředěných kyselinách síry.

Obr. 1. Německo. Vzhled.

Atomová a molekulová hmotnost Německo

Definice

Relativní molekulová hmotnost látky (MR) - to je číslo označující, kolikrát je hmotnost této molekuly větší než 1/12 hmotnosti atomu uhlíku a relativní atomová hmotnost prvku (AR) - Kolikrát průměrná hmotnost atomů chemický prvek Více než 1/12 hmotnosti atomu uhlíku.

Vzhledem k tomu, že ve svobodném stavu, germanium existuje ve formě jednorázových molekul ge, hodnoty jeho atomových a molekulových hmot se shodují. Jsou 72 630.

Isotopes Německo

Je známo, že v přírodě může být germanium ve formě pěti stabilních izotopů 70 ge (20,55%), 72 ge (20,55%), 73 ge (7,67%), 74 ge (36,74%) a 76 ge (7,67%) . Jejich hmotnostní čísla jsou 70, 72, 73, 74 a 76, resp. 76. Atom jádra Izotopu Německo 70 GE obsahuje třicet dva protony a třicet osm neutronů, zbývající izotopy se liší od ní pouze počtem neutronů.

Existují umělé nestabilní radioaktivní izotopy Německo s hmotnostními čísly od 58 do 86, z nichž nejvíce dlouhotrvající isotop 68 GE s poločasem se rovná 270,95 dní.

Ionty Německo

Na vnější energetické úrovni Atom Německa jsou čtyři elektrony, které jsou valence:

1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3D 10 4s 2 4P 2.

V důsledku chemické interakce, Německo dává své valenčních elektronů, tj. Je to jejich dárce a promění se na pozitivně nabitý ion:

GE 0 -2E → GE 2+;

GE 0 -4E → GE 4+.

Molekula a atom Německo

Ve svobodném stavu existuje Německo ve formě jednorázového ge molekul. Představujeme některé vlastnosti charakterizující atom a molekulu Německo:

Příklady řešení problémů

Příklad 1.

Příklad 2.

Úkol	Vypočítejte hmotnostních frakcích prvků, které jsou součástí Německa oxidu (IV), pokud má jeho molekulární vzorec určitý druh GEO 2.
Rozhodnutí	Hmotnostní frakce prvku v kompozici každé molekuly je stanovena vzorcem: Ω (x) \u003d n × ar (x) / mR (hx) × 100%.

Chemický prvek byl otevřen v roce 1886 ve vzácném minerálním argaroditu nalezeném v Sasku. Slovní zásoba cizí slovav ruském jazyce. Chudinov A.N., 1910. germanium (pojmenovaný na počest rodiště vědce, který otevřel element) Chem. Prvek, ... ... ... Slovník zahraničních slov ruského jazyka

- (germanium), ge, chemický prvek iv skupinu periodického systému, atomové číslo 32, atomová hmotnost 72,59; nekovový; Polovodičový materiál. Germanium otevírá německý chemik K. Winkler v roce 1886 ... Moderní encyklopedie

germanium - GE Element IV skupinové periodické. systémy; na. n. 32, na. m. 72,59; TELEVIZE. Kovový kov. lesk. Přírodní GE je směs pěti stabilních izotopů s hmotnostními čísly 70, 72, 73, 74 a 76. Existence a vlastnosti GE předpovídá v roce 1871 D. I. ... ... ... Technický překladatel adresář.

Germanium - (germanium), ge, chemický prvek iv skupinu periodického systému, atomové číslo 32, atomová hmotnost 72,59; nekovový; Polovodičový materiál. Germanium je otevřeno německému chemikovi K. Vítěz v roce 1886. ... Ilustrovaný encyklopedický slovník.

- (Lat. Germanium) GE, chemický prvek IV Skupina periodického systému, atomové číslo 32, atomová hmotnost 72.59. Pojmenovaný z Latinské Germania Německo, na počest vlasti K. A. WinCler. Stříbrné šedé krystaly; Hustota 5,33 g / cm & sup3, TPL 938.3 ... Velký encyklopedický slovník.

- (GE Symbol), bílý šedý kovový prvek IV skupina periodické tabulky MENDELEEV, ve kterém byly předpovězeny vlastnosti dosud otevřených prvků, zejména Německo (1871). Prvek je otevřen v roce 1886. vedlejší produkt tavení zinku ... ... Vědecký a technický encyklopedický slovník

GE (od lat. Germania Německo * a. Germanium; n. Germanium; f. Germanium; a. Germanio), chem. Element IV skupina periodická. Mendeleev systémy, at.n. 32, na. m. 72,59. Přirozený G. se skládá ze 4 stabilních izotopů 70ge (20,55%), 72ge ... ... Geologická encyklopedie

- (GE), syntetická. Monokrystal, PP, bodová skupina symetrie M3M, hustota 5,327 g / cm3, TPL \u003d 936 ° C, TV. na stupnici MOOS 6, na. m. 72,60. Transparentnost v oblasti IR od 1,5 do 20 mikronů; Opticky anisotropen, pro L \u003d 1,80 μm Coff. Refrakce n \u003d 4,143. ... ... ... Fyzická encyklopedie

SUT., Počet synonym: 3 polovodič (7) Ecasilitions (1) Prvek (159) ... Synonym Slovník. Slovník

GERMANIUM - Chem. Prvek, symbol ge (lat. Germanium), na. n. 32, na. m. 72,59; Křehká stříbrná šedá krystalická látka, hustota 5327 kg / m3, bil \u003d 937,5 ° C. V přírodě, rozptýlené; Vyrábí se především při zpracování zinečnatého palubu a ... ... Velká polytechnická encyklopedie

Knihy

• ION doping polovodičů (křemík a germanium), J. Meyer, L. Erickson, J. Davis. Kniha je věnována výslednému minulé roky Úvodní metoda do polovodičů prvků nečistot ve formě zrychlených iontů. Metoda umožňuje nastavit atomy hustoty a jejich hloubku ...
• Život mimo Země, V. Firsov. Úspěchy ve vývoji prostoru jsou nuceni věnovat větší pozornost problému života mimo Země: z oblasti sci-fi tento problém přejde do oblasti výzkumu vědy. Rezervovat…

Chemický prvek Německa je ve čtvrté skupině (podskupina hlavního) v tabulce prvků MENDELEEV. Vztahuje se na rodinu kovů, jeho relativní atomová hmotnost je 73. hmotnostní, obsah Německa v zemské kůře se odhaduje na indikátor 0,00007% hmotnostních.

Historie Otevírání

Chemický prvek v Německu byl založen díky prognózám Dmitry Ivanovič Mendeleev. Bylo to proto, že byla předpovězena existence ekasingizace, doporučení byla vydána na jeho hledání.

To věřilo, že tento kovový prvek je v titanu, zirkoniových rud. Mendeleev se snažil najít tento chemický prvek sám, ale jeho pokusy nebyly korunovány úspěchem. Teprve po patnácti let později byl nalezen minerál v Himmelfürste, nazvaný Argypt. Toto spojení je nutné ke stříbře zjištěné v tomto minerálu.

Chemický prvek Německa v kompozici byl zjištěn pouze po skupině chemiků z těžební akademie Freiberga začala výzkum. Pod vedením K. WinCler zjistili, že podíl oxidů zinečnatého, železa, stejně jako na síru, rtuťová představuje pouze 93 procent minerálů. WinCler navrhl, že zbývajících sedm procent klesne na chemický prvek neznámý v té době. Po dalších chemických experimentech bylo objeveno Německo. Chemik hlášený na jeho otevření ve zprávě, předložil informace přijaté na vlastnosti nového prvku, německé chemické společnosti.

Chemický prvek germanium byl reprezentován mrknutím jako nekovový, analogicky s antimonem a arsenem. Chemik mu chtěl zavolat Neptul, ale toto jméno již bylo použito. Pak začal zavolat Německo. Chemický prvek, otevřený mrknutí, způsobil vážnou diskusi mezi předními chemikem té doby. Německý vědec Richter navrhl, že se jedná o velmi escassilicium, který Mendeleev promluvil. Po nějaké době byl tento předpoklad potvrzen, prokázal životaschopnost pravidelného práva vytvořeného velkým ruským chemikem.

Fyzikální vlastnosti

Jak mohu charakterizovat Německo? Chemický prvek má 32 sekvenční číslo v Mendeleevu. Toto kovové roztaví při 937,4 ° C. Bod varu této látky je 2700 ° C.

Germanium je prvkem, který se poprvé začal platit v Japonsku pro lékařské účely. Po četných studiích geanorganických sloučenin prováděných na zvířatech, stejně jako během studií lidí, bylo možné odhalit pozitivní dopad takových rud pro živé organismy. V roce 1967 se Dr. K. Asai podařilo zjistit, že organické Německo má obrovskou škálu biologického dopadu.

Biologická aktivita

Jaká je charakteristika chemického prvku Německa? Je schopen nosit kyslík ve všech tkáních živého organismu. Dostáváme se do krve, chová se analogicky s hemoglobinem. Německo zaručuje plnou funkci všech systémů lidských těles.

Je to tento kov, který je stimulátorem reprodukce imunitních buněk. Ve formě organických sloučenin umožňuje vytvářet gama interferony, které potlačují reprodukci mikrobů.

Německo zabraňuje vzniku maligních nádorů, nedává se rozvíjet metastázy. Organické sloučeniny tohoto chemického prvku přispívají k výrobě interferonu, ochranné molekuly proteinu, která je vyrobena tělem jako organismus ochranná reakce o vzniku cizích orgánů.

Oblasti použití

Základem jeho aplikací se staly antifungální, antibakteriální, antivirální majetek Německa. V Německu byl tento prvek většinou získán jako vedlejší produkt zpracování barevných rud. Různé způsobyKterý závisí na složení počátečních surovin, přidělených Německem koncentrátu. Obsahoval více než 10% kovu.

Jak přesně v polovodičové moderní technice používá Německo? Charakteristika prvku uvedeného dříve potvrzuje možnost jeho použití pro výrobu triod, diod, výkonových usměrňovačů, krystalických detektorů. Také germanium se používá při vytváření dozimetrických zařízení, zařízení, která jsou nezbytná pro měření pevnosti konstantního a střídavého magnetického pole.

Základním rozsahem tohoto kovu je výroba infračervených detektorů záření.

Slibné je použití nejen samotného Německa, ale také některá z jeho spojení.

Chemické vlastnosti

Germanium při pokojové teplotě je docela stojany k účinkům vlhkosti, vzduchu kyslíku.

V řadě - Německo - cínové) je zvýšení snížení schopností.

Německo je odolné vůči roztokům kyseliny chlorovodíkové a sírové, neunikuje s alkálovými roztoky. V tomto případě je tento kov rychle rozpustný v královské vodce (sedm dusičných a chlorovodíkových kyselin), stejně jako v alkalickém roztoku peroxidu vodíku.

Jak dát kompletní charakteristika Chemický prvek? Germanium a jeho slitiny musí být analyzovány nejen fyzikálními, chemické vlastnostiale také aplikace. Proces oxidace Německa s kyselinou dusičnou probíhá poměrně pomalu.

Nalezení v přírodě

Pokusme se dát charakteristický chemický prvek. Německo v přírodě je detekován pouze ve formě přípojek. Mezi nejběžnější germanium obsahující minerály zdůrazňují Germanite a Argydge. Německo je navíc přítomno v zinečnatých sulfidech a silikátech, a v malém množství je v různých typech uhlí.

Poškození zdraví

Jaký je dopad na Německo? Chemický prvek, elektronický vzorec má formu 1e; 8 E; 18 E; 7 E, může nepříznivě ovlivnit lidské tělo. Například při nakládání koncentrátu germania, broušení, jakož i zatížení tohoto oxidu uhličitého, mohou se objevit nemoci z povolání. Je možné zvážit proces spalování Německo prášku do barů jako jiných zdrojů poškození.

Adsorbovaný germanium lze rychle odstranit dost těla, ve větší míře s močí. V současné době nejsou podrobné informace o tom, jak toxický anorganické sloučeniny Německo.

Tetrachlorid Německo má dráždivý účinek na kůži. V klinických studiích, jakož i při dlouhodobémnění orální podávání kumulativních veličin, které dosáhly 16 gramů spirogermie (organický protinádorový přípravek), jakož i dalších německých sloučenin, byla detekována nefrotoxická a neurotoxická aktivita tohoto kovu.

Takové dávky nejsou charakteristické pro průmyslové podniky. Tyto experimenty, které byly prováděny na zvířatech, byly zaměřeny na studium působení Německa a jeho sloučenin na živého organismu. V důsledku toho bylo možné stanovit zhoršení zdraví při inhalaci základního objemu prachu kovového Německa, jakož i oxidem.

Vědci objevili vážné morfologické změny ve světelných zvířatech, které jsou podobné proliferativním procesům. Například, podstatný zahušťování alveolárních sekcí, stejně jako hyperplazie lymfatických cév kolem bronchi, zahušťování krevních cév.

Německo oxid nemá dráždivý účinek na kůži, ale bezprostřední kontakt této sloučeniny s pláštěm oka vede k tvorbě kyseliny germánové, což je vážný oční stimul. S prodlouženými intraperitoneálními injekcemi byly v periferní krvi objeveny závažné změny.

Důležitá fakta

Nejdůležitějšími sloučeninami Německa jsou chloridy a hydridy Německo. Poslední látka vyvolává vážnou otravu. V důsledku morfologického vyšetření živočišných orgánů, které zemřelo v akutní fázi, vykazovaly významné porušení v oběhovém systému, stejně jako buněčné modifikace v parenchymálních orgánech. Vědci dospěli k závěru, že hydrid je víceúčelový jed, který ohromuje nervový systém, inhibuje systém obvodového oběhu.

Tetrachlorid Německo

Je to silný podnět dýchacího systému, oka, kůže. Při koncentraci 13 mg / m 3 je schopna potlačit buněčná úroveň Plicní odpověď. S nárůstem koncentrace této látky existuje vážné podráždění horních dýchacích cest, podstatných změn v rytmu a respirační frekvenci.

Otrava této látky vede k katastriální deskvamativní bronchitidě, intersticiální pneumonii.

Získání

Vzhledem k tomu, že v přírodě je Německo reprezentováno jako nečistota vůči niklu, polymetaliku, wolframu rudy, několik pracovních procesů spojených s obohacením rudy se provádí pro izolaci čistého kovu. Oxid Německa se odlišuje od něj, pak se získá vodík při zvýšených teplotách před získáním jednoduchého kovu:

GEO2 + 2H2 \u003d GE + 2H2O.

Elektronické vlastnosti a izotopy

Německo považuje nepřímé tváření typického polovodiče. Velikost jeho dielektrické statistické konstanty je 16, a velikost afinity k elektronu je 4EV.

V tenkém filmu legované gallium je možné dát Německu stav supravodivosti.

V přírodě je pět izotopů tohoto kovu. Z nich jsou čtyři stabilní, a pátý vystavený dvojnásobnému rozpadu beta, poločas je 1,58 × 10 21 let.

Závěr

V současné době se organické sloučeniny tohoto kovu používají v různých oblastech průmyslu. Transparentnost v infračervené spektrální oblasti kovového Německa Ultra-vysoká čistota je důležitá pro výrobu optických prvků infračervené optika: hranol, čočky, optická okna moderních senzorů. Nejčastější oblast používání Německa je považována za vytváření optiky tepelných zobrazovacích kamer, která fungují v rozmezí vlnových délek od 8 do 14 mikronů.

Taková zařízení se používají v vojenské vybavení Pro infračervené poradenské systémy, noční vidění, pasivní teplo, hasičské systémy. Německo má také vysoký index lomu, který je nezbytný pro antireflexní povlak.

V rádiovém inženýrství mají německé tranzistory charakteristiky, které v mnoha ukazatelích překročí křemíkové prvky. Inverzní proudy v Německových prvcích jsou výrazně vyšší než jejich silikonové analogy, což umožňuje výrazně zvýšit účinnost takových příjemců rádia. Vzhledem k tomu, že Německo není v přírodě tak běžné, jako je křemík, křemíkové polovodičové prvky se používají hlavně v rádiových vykopávkách.