Características del elemento químico germanio. ¿Sabes cómo es el germanio? Datos interesantes sobre la química.

Germanio (del latín germanio), simbolizado "Ge", elemento IV grupo sistema periódico de elementos químicos de Dmitry Ivanovich Mendeleev; el número atómico del elemento es 32, la masa atómica es 72,59. El germanio es una sustancia sólida con brillo metálico y color blanco grisáceo. Aunque el color del germanio es un concepto bastante relativo, todo depende del tratamiento superficial del material. A veces puede ser gris como el acero, a veces plateado y a veces completamente negro. Externamente, el germanio está bastante cerca del silicio. Estos elementos no sólo son similares entre sí, sino que también tienen en gran medida las mismas propiedades semiconductoras. Su principal diferencia es que el germanio pesa más del doble que el silicio.

El germanio, que se encuentra en la naturaleza, es una mezcla de cinco isótopos estables con números másicos 76, 74, 73, 32, 70. En 1871, el famoso químico, el "padre" de la tabla periódica, Dmitri Ivanovich Mendeleev, predijo las propiedades y existencia del germanio. Llamó al elemento desconocido en ese momento “exasilicio”, porque. las propiedades de la nueva sustancia eran en muchos aspectos similares a las del silicio. En 1886, después de estudiar el mineral argirdita, el químico alemán K. Winkler, de cuarenta y ocho años, descubrió un elemento químico completamente nuevo en la mezcla natural.

Al principio, el químico quiso llamar al elemento neptunio, porque el planeta Neptuno también fue predicho mucho antes de su descubrimiento, pero luego se enteró de que este nombre ya se había utilizado en el falso descubrimiento de uno de los elementos, por lo que Winkler decidió abandonar este nombre. Se le pidió al científico que nombrara el elemento angularium, que significa "controvertido, angular", pero Winkler tampoco estuvo de acuerdo con este nombre, aunque el elemento número 32 realmente causó mucha controversia. El científico era de nacionalidad alemana, por lo que finalmente decidió llamar al elemento germanio, en honor a su país natal, Alemania.

Como resultó más tarde, el germanio resultó ser nada más que el "exasilicio" descubierto anteriormente. Hasta la segunda mitad del siglo XX, la utilidad práctica del germanio era bastante estrecha y limitada. La producción industrial de metal comenzó sólo como resultado del inicio de la producción industrial de electrónica semiconductora.

El germanio es un material semiconductor muy utilizado en electrónica y tecnología, así como en la producción de microcircuitos y transistores. Los sistemas de radar utilizan películas delgadas de germanio, que se depositan sobre vidrio y se utilizan como resistencias. En detectores y sensores se utilizan aleaciones con germanio y metales.

El elemento no tiene tanta resistencia como el tungsteno o el titanio, no sirve como una fuente inagotable de energía como el plutonio o el uranio, la conductividad eléctrica del material también está lejos de ser la más alta y, en la tecnología industrial, el metal principal es el hierro. A pesar de esto, el germanio es uno de los componentes más importantes del progreso técnico de nuestra sociedad, porque incluso antes de que el silicio comenzara a utilizarse como material semiconductor.

Al respecto cabría preguntarse: ¿Qué son la semiconductora y los semiconductores? Incluso los expertos no pueden responder a esta pregunta con precisión, porque... podemos hablar de la propiedad específicamente considerada de los semiconductores. También existe una definición exacta, pero sólo procedente del ámbito del folclore: un semiconductor es un conductor para dos coches.

Una barra de germanio cuesta casi lo mismo que una barra de oro. El metal es muy frágil, casi como el vidrio, por lo que si se le cae un lingote de este tipo, existe una alta probabilidad de que el metal simplemente se rompa.

Metal germanio, propiedades.

Propiedades biológicas

El germanio fue el más utilizado para necesidades médicas en Japón. Los resultados de las pruebas realizadas con compuestos de organogermanio en animales y humanos han demostrado que pueden tener un efecto beneficioso en el organismo. En 1967, el Dr. japonés K. Asai descubrió que el germanio orgánico tiene amplios efectos biológicos.

Entre todas sus propiedades biológicas cabe destacar:

• - asegurar la transferencia de oxígeno a los tejidos del cuerpo;
• - aumentar el estado inmunológico del cuerpo;
• - manifestación de actividad antitumoral.

Posteriormente, los científicos japoneses crearon el primer producto médico del mundo que contiene germanio: "germanio - 132".

En Rusia, el primer fármaco nacional que contenía germanio orgánico apareció recién en el año 2000.

Los procesos de evolución bioquímica de la superficie de la corteza terrestre no tuvieron el mejor efecto sobre el contenido de germanio en ella. La mayor parte del elemento ha sido arrastrado desde la tierra a los océanos, por lo que su contenido en el suelo sigue siendo bastante bajo.

Entre las plantas que tienen la capacidad de absorber germanio del suelo, el líder es el ginseng (germanio hasta un 0,2%). El germanio también se encuentra en el ajo, el alcanfor y el aloe, que se utilizan tradicionalmente en el tratamiento de diversas enfermedades humanas. En la vegetación, el germanio se encuentra en forma de semióxido de carboxietilo. Ahora es posible sintetizar sesquioxanos con un fragmento de pirimidina - compuestos orgánicos Alemania. Este compuesto tiene una estructura similar al natural, como la raíz de ginseng.

El germanio puede clasificarse como un oligoelemento raro. El esta presente en grandes cantidades Varios productos, pero en pequeñas dosis. La ingesta diaria de germanio orgánico se fija en 8-10 mg. Una evaluación de 125 productos alimenticios mostró que alrededor de 1,5 mg de germanio ingresan al cuerpo diariamente con los alimentos. El contenido de microelementos en 1 g de alimento crudo es de aproximadamente 0,1 a 1,0 mcg. El germanio se encuentra en la leche, el jugo de tomate, el salmón y los frijoles. Pero para satisfacer las necesidades diarias de germanio, conviene beber 10 litros al día. jugo de tomate o comer unos 5 kilogramos de salmón. Desde el punto de vista del coste de estos productos, las propiedades fisiológicas humanas y el sentido común, tampoco es posible consumir tales cantidades de productos que contengan germanio. En Rusia, alrededor del 80-90% de la población tiene deficiencia de germanio, por lo que se han desarrollado preparados especiales.

Los estudios prácticos han demostrado que el germanio en el cuerpo es más abundante en los intestinos, el estómago, el bazo, la médula ósea y la sangre. El alto contenido del microelemento en los intestinos y el estómago indica un efecto prolongado de la absorción del fármaco en la sangre. Se supone que el germanio orgánico se comporta en la sangre aproximadamente de la misma manera que la hemoglobina, es decir, Tiene carga negativa y participa en la transferencia de oxígeno a los tejidos. Así él nivel de tejido Previene el desarrollo de hipoxia.

Como resultado de experimentos repetidos, se ha demostrado la capacidad del germanio para activar las células T asesinas y promover la inducción de interferones gamma, que inhiben el proceso de reproducción de las células que se dividen rápidamente. La principal dirección de acción de los interferones es la protección antitumoral y antiviral, las funciones radioprotectoras e inmunomoduladoras del sistema linfático.

El germanio en forma de sesquióxido tiene la capacidad de actuar sobre los iones de hidrógeno H+, suavizando su efecto destructivo sobre las células del cuerpo. Una garantía del excelente funcionamiento de todos los sistemas del cuerpo humano es el suministro ininterrumpido de oxígeno a la sangre y a todos los tejidos. El germanio orgánico no sólo suministra oxígeno a todos los puntos del cuerpo, sino que también favorece su interacción con los iones de hidrógeno.

• - El germanio es un metal, pero su fragilidad se puede comparar con la del vidrio.
• - Algunos libros de referencia afirman que el germanio tiene un color plateado. Pero esto no se puede decir, porque el color del germanio depende directamente del método de tratamiento de la superficie del metal. A veces puede aparecer casi negro, otras veces tiene un color acero y en ocasiones puede ser plateado.
• - El germanio fue descubierto en la superficie del sol, así como en meteoritos caídos del espacio.
• - El primer compuesto organoelemental del germanio lo obtuvo el descubridor del elemento Clemens Winkler a partir del tetracloruro de germanio en 1887, fue el tetraetilgermanio. De todos los recibidos el escenario moderno Ninguno de los compuestos organoelementales del germanio es venenoso. Al mismo tiempo, la mayoría de los microelementos organoestaño y plomo, que son análogos del germanio en sus propiedades físicas, son tóxicos.
• - Dmitry Ivanovich Mendeleev predijo tres elementos químicos incluso antes de su descubrimiento, incluido el germanio, y llamó al elemento ekasilicio debido a su similitud con el silicio. La predicción del famoso científico ruso fue tan precisa que simplemente asombró a los científicos, incl. y Winkler, quien descubrió el germanio. El peso atómico según Mendeleev era 72, en realidad era 72,6; el peso específico según Mendeleev era 5,5; en realidad, 5,469; el volumen atómico según Mendeleev era 13, en realidad 13,57; el óxido más alto según Mendeleev es EsO2, en realidad - GeO2, su peso específico según Mendeleev era 4,7, en realidad - 4,703; compuesto de cloruro según Mendeleev EsCl4 - líquido, punto de ebullición aproximadamente 90°C, en realidad - compuesto de cloruro GeCl4 - líquido, punto de ebullición 83°C, compuesto con hidrógeno según Mendeleev EsH4 es gaseoso, compuesto con hidrógeno en realidad - GeH4 gaseoso; Compuesto organometálico según Mendeleev Es(C2H5)4, punto de ebullición 160 °C, compuesto organometálico real Ge(C2H5)4 punto de ebullición 163,5 °C. Como puede verse en la información analizada anteriormente, la predicción de Mendeleev fue sorprendentemente precisa.
• - El 26 de febrero de 1886, Clemens Winkler comenzaba una carta a Mendeleev con las palabras "Estimado señor". De manera bastante educada, le contó al científico ruso sobre el descubrimiento de un nuevo elemento llamado germanio, que en sus propiedades no era más que el "ecasilicio" previamente predicho por Mendeleev. La respuesta de Dmitry Ivanovich Mendeleev no fue menos educada. El científico estuvo de acuerdo con el descubrimiento de su colega y llamó al germanio "la corona de su sistema periódico" y a Winkler el "padre" del elemento digno de llevar esta "corona".
• - El germanio, como semiconductor clásico, se ha convertido en la clave para resolver el problema de crear materiales superconductores que funcionen a la temperatura del hidrógeno líquido, pero no del helio líquido. Como se sabe, el hidrógeno se transforma de un estado gaseoso a un estado líquido cuando alcanza una temperatura de –252,6°C o 20,5°K. En los años 70 se desarrolló una película de germanio y niobio, cuyo espesor era de sólo unos pocos miles de átomos. Esta película es capaz de mantener la superconductividad incluso cuando las temperaturas alcanzan los 23,2°K o menos.
• - Cuando se cultiva un monocristal de germanio, se coloca un cristal de germanio sobre la superficie del germanio fundido, una "semilla", que se cultiva gradualmente con la ayuda de dispositivo automático, mientras que la temperatura de fusión es ligeramente superior al punto de fusión del germanio (937 °C). La "semilla" gira de modo que el monocristal, como dicen, "crece con carne" de manera uniforme por todos lados. Cabe señalar que durante dicho crecimiento sucede lo mismo que durante la zona de fusión, es decir. Casi solo el germanio pasa a la fase sólida y todas las impurezas permanecen en la masa fundida.

Historia

La existencia de un elemento como el germanio fue predicha en 1871 por Dmitry Ivanovich Mendeleev, debido a su similitud con el silicio, el elemento recibió el nombre de eca-silicio. En 1886, un profesor de la Academia de Minería de Freiberg descubrió la argirodita, un nuevo mineral de plata. Luego, este mineral fue examinado con bastante atención por el profesor de química técnica Clemens Winkler, realizando un análisis completo del mineral. Winkler, de 48 años, era considerado con razón el mejor analista de la Academia de Minería de Freiberg, por lo que tuvo la oportunidad de estudiar la argirodita.

Por bastante poco tiempo el profesor pudo brindar un informe sobre el porcentaje de diversos elementos en el mineral original: la plata en su composición era del 74,72%; azufre - 17,13%; óxido ferroso – 0,66%; mercurio – 0,31%; óxido de zinc: 0,22%, pero casi el siete por ciento era parte de algún elemento desconocido que, al parecer, aún no había sido descubierto en ese momento lejano. En este sentido, Winkler decidió aislar un componente no identificado del argyrodpt, estudiar sus propiedades y, en el proceso de investigación, se dio cuenta de que en realidad había encontrado un elemento completamente nuevo: el escaplicium, predicho por D.I. Mendeleev.

Sin embargo, sería un error pensar que el trabajo de Winkler transcurrió sin contratiempos. Dmitry Ivanovich Mendeleev, además del octavo capítulo de su libro "Fundamentos de la química", escribe: "Al principio (febrero de 1886), la falta de material, así como la falta de espectro en la llama y la solubilidad del germanio compuestos, obstaculizaron seriamente la investigación de Winkler...” Vale la pena prestar atención a las palabras “falta de espectro”. ¿Pero cómo es eso? En 1886 ya existía un método de análisis espectral ampliamente utilizado. Con este método se descubrieron elementos como el talio, el rubidio, el indio, el cesio en la Tierra y el helio en el Sol. Los científicos ya sabían con certeza que cada elemento químico, sin excepción, tiene un espectro individual, ¡pero de repente ya no hay espectro!

La explicación de este fenómeno apareció un poco más tarde. El germanio tiene líneas espectrales características. Su longitud de onda es 2651,18; 3039.06 Ǻ y algunos más. Sin embargo, todos se encuentran dentro de la parte invisible ultravioleta del espectro, se puede considerar afortunado que Winkler sea un seguidor. métodos tradicionales análisis, porque fueron estos métodos los que lo llevaron al éxito.

El método para obtener germanio del mineral que utilizó Winkler es bastante parecido a uno de los modernos. métodos industriales destacando el elemento 32. En primer lugar, el germanio, contenido en la argodnita, se convirtió en dióxido. Luego, el polvo blanco resultante se calentó a una temperatura de 600-700 °C en una atmósfera de hidrógeno. En este caso, la reacción resultó obvia: GeO 2 + 2H 2 → Ge + 2H 2 O.

Fue mediante este método que se obtuvo por primera vez el elemento relativamente puro número 32, el germanio. Al principio, Winkler tenía la intención de llamar vanadio neptunio, en honor al planeta del mismo nombre, porque Neptuno, como el germanio, fue predicho por primera vez y solo luego encontrado. Pero luego resultó que este nombre ya se había utilizado una vez; un elemento químico que se descubrió falsamente se llamó neptunio. Winkler decidió no comprometer su nombre ni su descubrimiento y rechazó el neptunio. Un científico francés Rayon propuso, sin embargo, luego admitió que su propuesta era una broma, sugirió llamar al elemento angularium, es decir. “Controvertido, angular”, pero a Winkler tampoco le gustó este nombre. Como resultado, el científico eligió de forma independiente un nombre para su elemento y lo llamó germanio, en honor a su país natal, Alemania, y con el tiempo este nombre se fue consolidando.

Hasta el 2do tiempo. Siglo XX El uso práctico del germanio siguió siendo bastante limitado. La producción industrial de metales surgió sólo en relación con el desarrollo de los semiconductores y la electrónica de semiconductores.

Estar en la naturaleza

El germanio se puede clasificar como oligoelemento. En la naturaleza, el elemento no se encuentra en forma libre. Contenido general El metal en la corteza terrestre de nuestro planeta tiene una masa de 7 × 10 −4 %%. Esto es más que el contenido de elementos químicos como la plata, el antimonio o el bismuto. Pero los propios minerales del germanio son bastante escasos y rara vez se encuentran en la naturaleza. Casi todos estos minerales son sulfosales, por ejemplo, germanita Cu 2 (Cu, Fe, Ge, Zn) 2 (S, As) 4, confieldita Ag 8 (Sn,Ce)S 6, argirodita Ag8GeS6 y otros.

La mayor parte del germanio disperso en la corteza terrestre está contenido en una gran cantidad de rocas, así como en muchos minerales: minerales de sulfito de metales no ferrosos, minerales de hierro, algunos minerales de óxido (cromita, magnetita, rutilo y otros), granitos, diabasas y basaltos. En algunas esfaleritas, el contenido del elemento puede alcanzar varios kilogramos por tonelada, por ejemplo, en frankeita y sulvanita 1 kg/t, en enargita el contenido de germanio es de 5 kg/t, en piragirita hasta 10 kg/t, y en otros silicatos y sulfuros, decenas y centenas de g/t. Una pequeña proporción de germanio está presente en casi todos los silicatos, así como en algunos depósitos de petróleo y carbón.

El principal mineral del elemento es el sulfito de germanio (fórmula GeS2). El mineral se encuentra como impureza en los sulfitos de zinc y otros metales. Los minerales de germanio más importantes son: germanita Cu 3 (Ge,Fe,Ga)(S,As) 4, plumbogermanita (Pb,Ge,Ga) 2 SO 4 (OH) 2 2H 2 O, estotita FeGe(OH) 6, renierita Cu 3 (Fe,Ge,Zn)(S,As) 4 y argirodita Ag 8 GeS 6 .

Alemania está presente en los territorios de todos los estados sin excepción. Pero ninguno de los países industrializados del mundo tiene depósitos industriales de este metal. El germanio es muy, muy difuso. En la Tierra, los minerales de este metal se consideran muy raros si contienen más de al menos un 1% de germanio. Estos minerales incluyen germanita, argirodita, ultrabasita, etc., incluidos los minerales descubiertos en las últimas décadas: esctotita, renerita, plumbogermanita y confildita. Los depósitos de todos estos minerales no pueden cubrir las necesidades de la industria moderna de este elemento químico raro e importante.

La mayor parte del germanio se encuentra disperso en minerales de otros elementos químicos y también se encuentra en aguas naturales, carbones, organismos vivos y suelo. Por ejemplo, el contenido de germanio en el carbón ordinario alcanza a veces más del 0,1%. Pero esta cifra es bastante rara; normalmente la proporción de germanio es menor. Pero la antracita casi no contiene germanio.

Recibo

Al procesar sulfuro de germanio se obtiene óxido de GeO 2, que se reduce con ayuda de hidrógeno para obtener germanio libre.

En la producción industrial, el germanio se extrae principalmente como subproducto del procesamiento de minerales metálicos no ferrosos (blenda de zinc, concentrados polimetálicos de zinc, cobre y plomo que contienen entre 0,001 y 0,1% de germanio), cenizas de la combustión de carbón y algunos productos químicos de coque. productos.

Inicialmente, el concentrado de germanio se aísla de las fuentes comentadas anteriormente (del 2% al 10% de germanio) diferentes caminos, cuya elección depende de la composición de las materias primas. Durante el procesamiento de carbones de boxeo, el germanio precipita parcialmente (del 5% al ​​10%) en agua de alquitrán y resina, de allí se extrae en combinación con tanino, después de lo cual se seca y se cuece a una temperatura de 400-500°C. . El resultado es un concentrado que contiene aproximadamente entre un 30 y un 40 % de germanio, del que se aísla el germanio en forma de GeCl 4 . El proceso de extracción de germanio de dicho concentrado, por regla general, incluye las mismas etapas:

1) El concentrado se clora con ácido clorhídrico, una mezcla de ácido y cloro en medio acuoso u otros agentes clorantes, lo que puede dar lugar a GeCl 4 técnico. Para purificar GeCl 4 se utiliza la rectificación y extracción de impurezas con ácido clorhídrico concentrado.

2) Se lleva a cabo la hidrólisis de GeCl 4, los productos de la hidrólisis se calcinan para obtener óxido de GeO 2.

3) El GeO se reduce con hidrógeno o amoníaco hasta obtener metal puro.

Para obtener el germanio más puro, que se utiliza en equipos técnicos de semiconductores, se lleva a cabo la fusión zonal del metal. El germanio monocristalino necesario para la producción de semiconductores se obtiene normalmente mediante fusión por zonas o mediante el método de Czochralski.

El científico soviético V.A. desarrolló métodos para aislar el germanio de las aguas de alquitrán de las plantas de coque. Nazarenko. Esta materia prima no contiene más del 0,0003% de germanio; sin embargo, con la ayuda de extracto de roble, es fácil precipitar el germanio en forma de un complejo de tanido.

El componente principal del tanino es un éster de glucosa, que contiene un radical de ácido metadigálico, que se une al germanio, incluso si la concentración del elemento en la solución es muy baja. Del sedimento se puede obtener fácilmente un concentrado que contiene hasta un 45% de dióxido de germanio.

Las transformaciones posteriores dependerán poco del tipo de materia prima. El germanio se reduce con hidrógeno (como hizo Winkler en el siglo XIX), pero primero hay que aislar el óxido de germanio de numerosas impurezas. La exitosa combinación de cualidades de un compuesto de germanio resultó muy útil para resolver este problema.

Tetracloruro de germanio GeCl4. Es un líquido volátil que hierve a sólo 83,1°C. Por tanto, es muy conveniente purificarlo mediante destilación y rectificación (en columnas de cuarzo con relleno).

GeCl4 es casi insoluble en ácido clorhídrico. Esto significa que para limpiarlo se puede utilizar la disolución de impurezas con HCl.

El tetracloruro de germanio purificado se trata con agua y se purifica utilizando resinas de intercambio iónico. Un signo de la pureza requerida es un aumento en el indicador. resistividad agua hasta 15-20 millones de ohmios cm.

La hidrólisis de GeCl4 se produce bajo la influencia del agua:

GeCl4 + 2H2O → GeO2 + 4HCl.

Puede notar que tenemos ante nosotros la ecuación de la reacción de producción de tetracloruro de germanio “escrita al revés”.

Luego viene la reducción de GeO2 utilizando hidrógeno purificado:

GeO2 + 2 H2O → Ge + 2 H2O.

El resultado es germanio en polvo, que se funde y luego se purifica mediante fusión zonal. Este método de purificación fue desarrollado en 1952 específicamente para la purificación de germanio.

Las impurezas necesarias para impartir un tipo de conductividad al germanio se introducen en las etapas finales de producción, es decir, durante la fusión zonal, así como durante el crecimiento de un monocristal.

Solicitud

El germanio es un material semiconductor utilizado en electrónica y tecnología en la producción de microcircuitos y transistores. Las películas más finas de germanio se depositan sobre el vidrio y se utilizan como resistencia en instalaciones de radar. En la producción de detectores y sensores se utilizan aleaciones de germanio con diversos metales. El dióxido de germanio se utiliza mucho en la producción de vasos que transmiten radiación infrarroja.

El telururo de germanio ha servido durante mucho tiempo como material termoeléctrico estable y también como componente de aleaciones termoeléctricas (termo-fem con 50 μV/K). El germanio de pureza ultraalta desempeña un papel excepcionalmente estratégico en la fabricación de prismas y lentes. óptica infrarroja. El mayor consumidor de germanio es la óptica infrarroja, que se utiliza en tecnología informática, sistemas de observación y guía de misiles, dispositivos de visión nocturna, cartografía y estudio de la superficie terrestre desde satélites. El germanio también se usa ampliamente en sistemas de fibra óptica (la adición de tetrafluoruro de germanio a las fibras de vidrio), así como en diodos semiconductores.

El germanio, como semiconductor clásico, se ha convertido en la clave para resolver el problema de crear materiales superconductores que funcionen a la temperatura del hidrógeno líquido, pero no del helio líquido. Como sabes, el hidrógeno se transforma de un estado gaseoso a un estado líquido cuando alcanza una temperatura de -252,6°C o 20,5°K. En los años 70 se desarrolló una película de germanio y niobio, cuyo espesor era de sólo unos pocos miles de átomos. Esta película es capaz de mantener la superconductividad incluso cuando las temperaturas alcanzan los 23,2°K o menos.

Fusionando indio en la placa de HES, creando así un área con la llamada conductividad de agujero, se obtiene un dispositivo rectificador, es decir. diodo. El diodo tiene la capacidad de pasar. electricidad en una dirección: la región electrónica de la región con conductividad de huecos. Después de fusionar indio en ambos lados de la placa hidroeléctrica, esta placa se convierte en la base de un transistor. Por primera vez en el mundo, se creó un transistor de germanio en 1948, y apenas veinte años después se produjeron dispositivos similares por cientos de millones.

Los diodos y triodos a base de germanio se han utilizado ampliamente en televisores y radios, en una amplia variedad de equipos de medición y computadoras.

Alemania también se utiliza en otras áreas particularmente importantes. tecnología moderna: al medir bajas temperaturas, al detectar radiación infrarroja, etc.

Para utilizar la escoba en todas estas aplicaciones, se requiere germanio de muy alta pureza química y física. La pureza química es tal pureza en la que la cantidad de impurezas nocivas no debe ser superior a una diezmillonésima de porcentaje (10-7%). La pureza física significa un mínimo de dislocaciones, un mínimo de perturbaciones en la estructura cristalina de una sustancia. Para lograrlo, se cultiva especialmente el germanio monocristalino. EN en este caso todo el lingote de metal es sólo un cristal.

Para ello, se coloca un cristal de germanio, una “semilla”, sobre la superficie del germanio fundido, que se eleva gradualmente mediante un dispositivo automático, mientras que la temperatura de fusión es ligeramente superior al punto de fusión del germanio (937 °C). La "semilla" gira de modo que el monocristal, como dicen, "crece con carne" de manera uniforme por todos lados. Cabe señalar que durante dicho crecimiento sucede lo mismo que durante la zona de fusión, es decir. Casi solo el germanio pasa a la fase sólida y todas las impurezas permanecen en la masa fundida.

Propiedades físicas

Probablemente, pocos de los lectores de este artículo tuvieron la oportunidad de ver visualmente el vanadio. El elemento en sí es bastante escaso y caro; no se fabrican bienes de consumo con él, pero su relleno es germanio, que se puede encontrar en electrodomésticos tan pequeño que es imposible ver el metal.

Algunos libros de referencia afirman que el germanio tiene un color plateado. Pero esto no se puede decir, porque el color del germanio depende directamente del método de tratamiento de la superficie del metal. A veces puede aparecer casi negro, otras veces tiene un color acero y en ocasiones puede ser plateado.

El germanio es un metal tan raro que el coste de sus lingotes se puede comparar con el coste del oro. El germanio se caracteriza por una mayor fragilidad, que sólo puede compararse con el vidrio. Externamente, el germanio está bastante cerca del silicio. Estos dos elementos compiten por el título de semiconductores y análogos más importantes. A pesar de que algunos propiedades técnicas los elementos son similares en muchos aspectos, incluido el aspecto externo de los materiales; es muy fácil distinguir el germanio del silicio; el germanio pesa más del doble; La densidad del silicio es 2,33 g/cm3 y la densidad del germanio es 5,33 g/cm3.

Pero no podemos hablar inequívocamente sobre la densidad del germanio, porque la cifra 5,33 g/cm3 se refiere al germanio-1. Es una de las modificaciones más importantes y más comunes de las cinco modificaciones alotrópicas del elemento 32. Cuatro de ellos son cristalinos y uno es amorfo. El germanio-1 es la modificación más ligera de las cuatro cristalinas. Sus cristales están construidos exactamente igual que los cristales de diamante, a = 0,533 nm. Sin embargo, si para el carbono esta estructura es lo más densa posible, para el germanio también existen modificaciones más densas. Un calentamiento moderado y una alta presión (alrededor de 30 mil atmósferas a 100 °C) convierten el germanio-1 en germanio-2, cuya estructura de red cristalina es exactamente la misma que la del estaño blanco. Se utiliza un método similar para obtener germanio-3 y germanio-4, que son aún más densos. Todas estas modificaciones "no del todo ordinarias" son superiores al germanio-1 no sólo en densidad, sino también en conductividad eléctrica.

La densidad del germanio líquido es de 5,557 g/cm3 (a 1000°C), el punto de fusión del metal es de 937,5°C; el punto de ebullición es de aproximadamente 2700°C; el valor del coeficiente de conductividad térmica es de aproximadamente 60 W / (m (K), o 0,14 cal / (cm (seg (grados)) a una temperatura de 25 ° C. A temperaturas normales, incluso el germanio puro es frágil, pero cuando cuando alcanza los 550 °C comienza a ceder en deformación plástica. En la escala mineralógica, la dureza del germanio es de 6 a 6,5, el valor del coeficiente de compresibilidad (en el rango de presión de 0 a 120 GN/m2, o de 0); a 12000 kgf/mm2) es 1,4·10-7 m2/mn (o 1,4·10-6 cm2/kgf) es 0,6 n/m (o 600 dinas/cm).

El germanio es un semiconductor típico con un tamaño de banda prohibida de 1,104·10 -19, o 0,69 eV (a una temperatura de 25 °C); El germanio de alta pureza tiene un efecto específico. resistencia eléctrica igual a 0,60 ohm (m (60 ohm (cm) (25 °C); la movilidad de los electrones es 3900 y la movilidad de los huecos es 1900 cm 2 / v. seg (a 25 °C y con un contenido de 8% de impurezas). Para rayos infrarrojos, cuya longitud de onda es más de 2 micrones, el metal es transparente.

El germanio es bastante frágil; no se puede trabajar mediante presión fría o caliente a temperaturas inferiores a 550 °C, pero si la temperatura aumenta, el metal es dúctil. La dureza del metal en la escala mineralógica es 6,0-6,5 (el germanio se corta en placas utilizando un disco de metal o diamante y un abrasivo).

Propiedades químicas

El germanio, cuando se encuentra en compuestos químicos, suele exhibir valencias segunda y cuarta, pero los compuestos de germanio tetravalente son más estables. El germanio a temperatura ambiente es resistente al agua, al aire, así como a soluciones alcalinas y concentrados diluidos de ácido sulfúrico o clorhídrico, pero el elemento se disuelve con bastante facilidad en agua regia o una solución alcalina de peróxido de hidrógeno. El elemento se oxida lentamente por la acción del ácido nítrico. Cuando la temperatura del aire alcanza los 500-700 °C, el germanio comienza a oxidarse formando óxidos GeO 2 y GeO. (IV) el óxido de germanio es un polvo blanco con un punto de fusión de 1116 °C y una solubilidad en agua de 4,3 g/l (a 20 °C). Según sus propios propiedades químicas la sustancia es anfótera, soluble en álcali y con dificultad en ácido mineral. Se obtiene por penetración del precipitado de hidratación GeO 3 nH 2 O, que se libera durante la hidrólisis. Los derivados del ácido de germanio, por ejemplo, los germanatos metálicos (Na 2 GeO 3, Li 2 GeO 3, etc.) son sólidos con altos puntos de fusión. , se puede obtener fusionando GeO 2 y otros óxidos.

Como resultado de la interacción del germanio y los halógenos se pueden formar los correspondientes tetrahaluros. La reacción puede realizarse más fácilmente con cloro y flúor (incluso a temperatura ambiente), luego con yodo (temperatura 700-800 °C, presencia de CO) y bromo (a baja temperatura). Uno de los compuestos más importantes del germanio es el tetracloruro (fórmula GeCl 4). Es un líquido incoloro con un punto de fusión de 49,5 °C, un punto de ebullición de 83,1 °C y una densidad de 1,84 g/cm3 (a 20 °C). La sustancia es fuertemente hidrolizada por agua, liberando un precipitado de óxido hidratado (IV). El tetracloruro se obtiene clorando germanio metálico o haciendo reaccionar óxido de GeO 2 y ácido clorhídrico concentrado. También se conocen dihaluros de germanio de fórmula general GeX 2, hexaclorodigermano Ge 2 Cl 6, monocloruro de GeCl así como oxicloruros de germanio (por ejemplo, CeOCl 2).

Cuando se alcanzan los 900-1000 °C, el azufre interactúa vigorosamente con el germanio, formando disulfuro de GeS 2. Es un sólido blanco con un punto de fusión de 825 °C. También es posible la formación de monosulfuro GeS y compuestos similares de germanio con teluro y selenio, que son semiconductores. A una temperatura de 1000-1100 °C, el hidrógeno reacciona ligeramente con el germanio, formando germen (GeH) X, que es un compuesto inestable y muy volátil. Las germanuros de hidrógeno de la serie Ge n H 2n + 2 a Ge 9 H 20 se pueden formar haciendo reaccionar germanuros con HCl diluido. También se conoce el germileno con la composición GeH 2. El germanio no reacciona directamente con el nitrógeno, pero existe un nitruro Ge 3 N 4, que se obtiene cuando el germanio se expone a amoníaco (700-800 ° C). El germanio no reacciona con el carbono. Con muchos metales, el germanio forma varios compuestos: germanidas.

Se conocen muchos compuestos complejos de germanio, que están adquiriendo cada vez más importancia en la química analítica del elemento germanio, así como en los procesos de obtención del elemento químico. El germanio es capaz de formar compuestos complejos con moléculas orgánicas que contienen hidroxilos (alcoholes polihídricos, ácidos polibásicos, etc.). También existen heteropoliácidos de germanio. Como otros elementos del grupo IV, el germanio suele formar compuestos organometálicos. Un ejemplo es el tetraetilgermano (C 2 H 5) 4 Ge 3.

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El germanio es un semimetal frágil de color blanco plateado descubierto en 1886. Este mineral no se encuentra en su forma pura. Se encuentra en silicatos, minerales de hierro y sulfuros. Algunos de sus compuestos son tóxicos. El germanio se utiliza ampliamente en la industria eléctrica, donde sus propiedades semiconductoras son útiles. Es indispensable en la producción de infrarrojos y fibra óptica.

¿Qué propiedades tiene el germanio?

Este mineral tiene un punto de fusión de 938,25 grados centígrados. Los científicos aún no pueden explicar los indicadores de su capacidad calorífica, lo que lo hace indispensable en muchos campos. El germanio tiene la capacidad de aumentar su densidad cuando se funde. Tiene excelentes propiedades electrofísicas, lo que lo convierte en un excelente semiconductor de separación indirecta.

Si hablamos de las propiedades químicas de este semimetal, cabe destacar que es resistente a ácidos y álcalis, al agua y al aire. El germanio se disuelve en una solución de peróxido de hidrógeno y agua regia.

minería en alemania

ahora estan minando Cantidad limitada este semimetal. Sus depósitos son significativamente más pequeños en comparación con los depósitos de bismuto, antimonio y plata.

Debido a que la proporción de este mineral en la corteza terrestre es bastante pequeña, forma sus propios minerales mediante la introducción de otros metales en las redes cristalinas. El mayor contenido de germanio se observa en esfaleritas, piragirita, sulfanita y en minerales de hierro y no ferrosos. Se encuentra, aunque con mucha menos frecuencia, en depósitos de petróleo y carbón.

Usos del germanio

A pesar de que el germanio se descubrió hace bastante tiempo, su uso industrial comenzó hace aproximadamente 80 años. El semimetal se utilizó por primera vez en la producción militar para la fabricación de determinados dispositivos electrónicos. En este caso, encontró aplicación como diodos. Ahora la situación ha cambiado un poco.

Las áreas de aplicación más populares del germanio incluyen:

• producción de óptica. El semimetal se ha vuelto indispensable en la fabricación de elementos ópticos, que incluyen ventanas, prismas y lentes de sensores ópticos. Las propiedades de transparencia del germanio en la región infrarroja resultaron útiles en este caso. El semimetal se utiliza en la producción de ópticas para cámaras termográficas, sistemas contra incendios y dispositivos de visión nocturna;
• producción de radioelectrónica. En esta zona, el semimetal se utilizaba en la fabricación de diodos y transistores. Sin embargo, en los años 70, los dispositivos de germanio fueron reemplazados por otros de silicio, ya que el silicio permitió mejorar significativamente las características técnicas y operativas de los productos fabricados. Los indicadores de resistencia a las influencias de la temperatura han aumentado. Además, los dispositivos de germanio hacían mucho ruido durante su funcionamiento.

Situación actual con el germanio.

Actualmente, el semimetal se utiliza en la producción de dispositivos de microondas. El telleruro de germanio ha demostrado su eficacia como material termoeléctrico. Los precios del germanio son bastante altos ahora. Un kilogramo de germanio metálico cuesta 1.200 dólares.

Comprar Alemania

El germanio gris plateado es raro. El frágil semimetal tiene propiedades semiconductoras y se utiliza ampliamente para crear aparatos eléctricos modernos. También se utiliza para crear alta precisión. Instrumentos ópticos y equipos de radio. El germanio es de gran valor tanto en forma de metal puro como en forma de dióxido.

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Germanio(lat. Germanio), Ge, elemento químico del grupo IV del sistema periódico de Mendeleev; número de serie 32, masa atómica 72,59; sólido gris blanco con un brillo metálico. El germanio natural es una mezcla de cinco isótopos estables con números másicos 70, 72, 73, 74 y 76. La existencia y las propiedades del germanio fueron predichas en 1871 por D.I. Mendeleev y llamó a este elemento aún desconocido eca-silicio debido a la similitud de su composición. propiedades con silicio. En 1886, el químico alemán K. Winkler descubrió un nuevo elemento en el mineral argirodita, al que llamó germanio en honor a su país; El germanio resultó ser bastante idéntico al eca-silicio. Hasta la segunda mitad del siglo XX, la aplicación práctica de Alemania siguió siendo muy limitada. Producción industrial Alemania surgió en relación con el desarrollo de la electrónica semiconductora.

El contenido total de germanio en la corteza terrestre es del 7,10 -4% en masa, es decir, más que, por ejemplo, el antimonio, la plata y el bismuto. Sin embargo, los minerales propios de Alemania son extremadamente raros. Casi todas son sulfosales: germanita Cu 2 (Cu, Fe, Ge, Zn) 2 (S, As) 4, argirodita Ag 8 GeS 6, confieldita Ag 8 (Sn, Ge) S 6 y otras. La mayor parte de Alemania se encuentra dispersa en la corteza terrestre en gran número rocas y minerales: en minerales sulfurados de metales no ferrosos, en minerales de hierro, en algunos minerales oxidados (cromita, magnetita, rutilo y otros), en granitos, diabasas y basaltos. Además, el germanio está presente en casi todos los silicatos, en algunos depósitos de carbón y petróleo.

Propiedades físicas Alemania. El germanio cristaliza en una estructura cúbica tipo diamante, el parámetro de celda unitaria a = 5,6575 Å. La densidad del germanio sólido es 5,327 g/cm 3 (25°C); líquido 5,557 (1000°C); tpl 937,5°C; punto de ebullición aproximadamente 2700°C; coeficiente de conductividad térmica ~60 W/(m K), o 0,14 cal/(cm seg deg) a 25 °C. Incluso el germanio muy puro es frágil a temperaturas normales, pero por encima de 550°C es susceptible a la deformación plástica. Dureza Alemania en la escala mineralógica 6-6,5; coeficiente de compresibilidad (en el rango de presión 0-120 H/m2, o 0-12000 kgf/mm2) 1,4·10-7 m2/mn (1,4·10-6 cm2/kgf); tensión superficial 0,6 n/m (600 dinas/cm). El germanio es un semiconductor típico con una banda prohibida de 1,104 · 10 -19 J o 0,69 eV (25°C); resistividad eléctrica Alemania alta pureza 0,60 ohm m (60 ohm cm) a 25°C; movilidad de electrones 3900 y movilidad de huecos 1900 cm 2 /v seg (25°C) (con un contenido de impurezas inferior al 10-8%). Transparente a los rayos infrarrojos con una longitud de onda superior a 2 micras.

Propiedades químicas Alemania. EN compuestos químicos El germanio suele exhibir valencias de 2 y 4, siendo los compuestos de germanio de 4 valencias más estables. A temperatura ambiente, el germanio es resistente al aire, al agua, a las soluciones alcalinas y a los ácidos clorhídrico y sulfúrico diluidos, pero se disuelve fácilmente en agua regia y una solución alcalina de peróxido de hidrógeno. Ácido nítrico se oxida lentamente. Cuando se calienta en aire a 500-700°C, el germanio se oxida a los óxidos GeO y GeO 2. Óxido de Alemania (IV) - polvo blanco con punto de fusión 1116°C; solubilidad en agua 4,3 g/l (20°C). Según sus propiedades químicas, es anfótero, soluble en álcalis y difícil de disolver en ácidos minerales. Se obtiene por calcinación del precipitado de hidrato (GeO 3 ·nH 2 O) liberado durante la hidrólisis del tetracloruro de GeCl 4. Al fusionar GeO 2 con otros óxidos, se pueden obtener derivados del ácido germánico: germanatos metálicos (Li 2 GeO 3, Na 2 GeO 3 y otros), sustancias sólidas con altos puntos de fusión.

Cuando el germanio reacciona con los halógenos, se forman los correspondientes tetrahaluros. La reacción se desarrolla más fácilmente con flúor y cloro (ya a temperatura ambiente), luego con bromo (bajo calentamiento) y con yodo (a 700-800°C en presencia de CO). Uno de los compuestos más importantes de Alemania, el tetracloruro GeCl 4, es un líquido incoloro; t pl -49,5°C; punto de ebullición 83,1°C; densidad 1,84 g/cm 3 (20°C). Se hidroliza fuertemente con agua, liberando un precipitado de óxido hidratado (IV). Se obtiene clorando germanio metálico o haciendo reaccionar GeO 2 con HCl concentrado. También se conocen dihaluros de germanio de fórmula general GeX 2, monocloruro de GeCl, hexaclorodigermano Ge 2 Cl 6 y oxicloruros de germanio (por ejemplo, CeOCl 2).

El azufre reacciona vigorosamente con el germanio a 900-1000°C para formar disulfuro GeS 2, un sólido blanco con punto de fusión de 825°C. También se describen el monosulfuro de GeS y compuestos similares de Alemania con selenio y telurio, que son semiconductores. El hidrógeno reacciona ligeramente con el germanio a 1000-1100 °C para formar germine (GeH) X, un compuesto inestable y muy volátil. Interacción de germanidas con diluidas. ácido clorhídrico Se pueden obtener hidrógenos gemánidos de la serie Ge n H 2n+2 hasta Ge 9 H 20. También se conoce el germileno de la composición GeH2. El germanio no reacciona directamente con el nitrógeno, sin embargo, existe un nitruro Ge 3 N 4, obtenido por la acción del amoníaco sobre el germanio a 700-800°C. El germanio no interactúa con el carbono. El germanio forma compuestos con muchos metales: las germanidas.

Se conocen numerosos compuestos complejos de germanio, que adquieren cada vez más importancia tanto en la química analítica del germanio como en los procesos de su preparación. El germanio forma compuestos complejos con moléculas orgánicas que contienen hidroxilo (alcoholes polihídricos, ácidos polibásicos y otros). Se obtuvieron heteropoliácidos de Alemania. Al igual que otros elementos del grupo IV, el germanio se caracteriza por la formación de compuestos organometálicos, un ejemplo de los cuales es el tetraetilgermano (C 2 H 5) 4 Ge 3.

Recibo Alemania. En la práctica industrial, el germanio se obtiene principalmente a partir de subproductos del procesamiento de minerales metálicos no ferrosos (blenda de zinc, concentrados polimetálicos de zinc, cobre y plomo) que contienen entre un 0,001 y un 0,1% de germanio. También se utilizan como materias primas las cenizas de la combustión del carbón, el polvo de los generadores de gas y los residuos de las plantas de coque. Inicialmente, el concentrado de germanio (2-10% Alemania) se obtiene de las fuentes enumeradas de diversas maneras, dependiendo de la composición de las materias primas. La extracción de Alemania a partir del concentrado suele incluir las siguientes etapas: 1) cloración del concentrado con ácido clorhídrico, mezcla del mismo con cloro en medio acuoso u otros agentes clorantes para obtener GeCl 4 técnico. Para purificar GeCl 4 se utiliza la rectificación y extracción de impurezas con HCl concentrado. 2) Hidrólisis de GeCl 4 y calcinación de productos de hidrólisis para obtener GeO 2. 3) Reducción de GeO 2 con hidrógeno o amoniaco a metal. Para aislar el germanio muy puro, utilizado en dispositivos semiconductores, se lleva a cabo la fusión zonal del metal. El germanio monocristalino, necesario para la industria de los semiconductores, se obtiene normalmente mediante fusión por zonas o mediante el método de Czochralski.

Aplicación Alemania. El germanio es uno de los materiales más valiosos en la tecnología moderna de semiconductores. Se utiliza para fabricar diodos, triodos, detectores de cristal y rectificadores de potencia. El germanio monocristalino también se utiliza en instrumentos dosimétricos e instrumentos que miden la fuerza de campos magnéticos constantes y alternos. Un campo de aplicación importante en Alemania es la tecnología de infrarrojos, en particular la producción de detectores de radiación infrarroja que funcionan en el rango de 8 a 14 micrones. Muchas aleaciones que contienen germanio, vidrios a base de GeO 2 y otros compuestos de germanio son prometedoras para su uso práctico.

Germanio

GERMANIO-I; metro. Elemento químico (Ge), un sólido de color blanco grisáceo con brillo metálico (es el principal material semiconductor). Placa de germanio.

◁ Germanio, oh, oh. G-ésima materia prima. G. lingote.

germanio

(del latín germanio), elemento químico del grupo IV de la tabla periódica. El nombre proviene del latín Germania - Alemania, en honor a la tierra natal de K. A. Winkler. Cristales de color gris plateado; densidad 5,33 g/cm 3, t pl 938,3ºC. Difundido en la naturaleza (los minerales propios son raros); extraído de minerales de metales no ferrosos. Material semiconductor para dispositivos electrónicos(diodos, transistores, etc.), componentes de aleaciones, material para lentes en dispositivos IR, detectores de radiaciones ionizantes.

GERMANIO

GERMANIO (lat. Germanio), Ge (léase “hertempmanio”), elemento químico con número atómico 32, masa atómica 72,61. El germanio natural consta de cinco isótopos con números másicos 70 (contenido en la mezcla natural 20,51% en peso), 72 (27,43%), 73 (7,76%), 74 (36,54%) y 76 (7,76%). Configuración de la capa 4 de electrones externos s 2 pag 2 . Estados de oxidación +4, +2 (valencia IV, II). Ubicado en el grupo IVA, en el periodo 4 de la tabla periódica de elementos.
Historia del descubrimiento
Fue descubierto por K. A. Winkler. (cm. WINKLER Clemens Alejandro)(y lleva el nombre de su tierra natal, Alemania) en 1886 durante el análisis del mineral argirodita Ag 8 GeS 6 después de que D. I. Mendeleev predijera la existencia de este elemento y algunas de sus propiedades. (cm. MENDELEEV Dmitri Ivanovich).
Estar en la naturaleza
El contenido en la corteza terrestre es de 1,5·10 -4% en peso. Se refiere a elementos dispersos. No se encuentra en la naturaleza en forma libre. Contenido como impureza en silicatos, hierro sedimentario, minerales polimetálicos, níquel y tungsteno, carbones, turba, aceites, aguas termales y algas. Los minerales más importantes: germanita Cu 3 (Ge,Fe,Ga)(S,As) 4, estotita FeGe(OH) 6, plumbogermanita (Pb,Ge,Ga) 2 SO 4 (OH) 2 2H 2 O, argirodita Ag 8 GeS 6, renierita Cu 3 (Fe,Ge,Zn)(S,As) 4.
Obteniendo germanio
Para obtener germanio se utilizan subproductos del procesamiento de minerales metálicos no ferrosos, cenizas de la combustión del carbón y algunos productos químicos de coque. Las materias primas que contienen Ge se enriquecen mediante flotación. Luego el concentrado se convierte en óxido de GeO 2, que se reduce con hidrógeno. (cm. HIDRÓGENO):
GeO 2 + 4H 2 = Ge + 2H 2 O
El germanio de pureza semiconductora con un contenido de impurezas del 10 -3 -10 -4% se obtiene mediante fusión por zonas (cm. ZONA DE FUSIÓN), cristalización (cm. CRISTALIZACIÓN) o termólisis de GeH 4 monogermano volátil:
GeH 4 = Ge + 2H 2,
que se forma durante la descomposición de compuestos metálicos activos con Ge - germanidas por ácidos:
Mg2Ge + 4HCl = GeH4 – + 2MgCl2
Propiedades físicas y químicas
El germanio es una sustancia plateada con brillo metálico. Red cristalina de modificación estable (Ge I), cúbica, centrada en las caras, tipo diamante, A= 0,533 nm (a altas presiones se obtuvieron otras tres modificaciones). Punto de fusión 938,25 °C, punto de ebullición 2850 °C, densidad 5,33 kg/dm3. Tiene propiedades semiconductoras, la banda prohibida es de 0,66 eV (a 300 K). El germanio es transparente a la radiación infrarroja con una longitud de onda superior a 2 micras.
Las propiedades químicas del Ge son similares a las del silicio. (cm. SILICIO). En condiciones normales resistente al oxígeno (cm. OXÍGENO), vapor de agua, ácidos diluidos. En presencia de agentes complejantes fuertes o agentes oxidantes, el Ge reacciona con ácidos cuando se calienta:
Ge + H 2 SO 4 conc = Ge(SO 4) 2 + 2SO 2 + 4H 2 O,
Ge + 6HF = H 2 + 2H 2,
Ge + 4HNO3 conc. = H 2 GeO 3 + 4NO 2 + 2H 2 O
Ge reacciona con agua regia (cm. AGUA REGIA):
Ge + 4HNO 3 + 12HCl = GeCl 4 + 4NO + 8H 2 O.
Ge interactúa con soluciones alcalinas en presencia de agentes oxidantes:
Ge + 2NaOH + 2H 2 O 2 = Na 2.
Cuando se calienta en el aire a 700 °C, el Ge se enciende. Ge interactúa fácilmente con los halógenos. (cm. HALÓGENO) y gris (cm. AZUFRE):
Ge + 2I 2 = GeI 4
Con hidrógeno (cm. HIDRÓGENO), nitrógeno (cm. NITRÓGENO), carbón (cm. CARBÓN) el germanio no reacciona directamente; los compuestos con estos elementos se obtienen indirectamente. Por ejemplo, el nitruro Ge 3 N 4 se forma disolviendo diyoduro de germanio GeI 2 en amoníaco líquido:
GeI 2 + NH 3 líquido -> n -> Ge 3 N 4
El óxido de germanio (IV), GeO 2, es una sustancia cristalina blanca que existe en dos modificaciones. Una de las modificaciones es parcialmente soluble en agua con la formación de ácidos germánicos complejos. Exhibe propiedades anfóteras.
GeO 2 reacciona con álcalis como óxido ácido:
GeO 2 + 2NaOH = Na 2 GeO 3 + H 2 O
GeO 2 interactúa con los ácidos:
GeO 2 + 4HCl = GeCl 4 + 2H 2 O
Los tetrahaluros son compuestos no polares que se hidrolizan fácilmente con agua.
3GeF 4 + 2H 2 O = GeO 2 + 2H 2 GeF 6
Los tetrahaluros se obtienen por reacción directa:
Ge + 2Cl 2 = GeCl 4
o descomposición térmica:
BaGeF 6 = GeF 4 + BaF 2
Los hidruros de germanio son similares en propiedades químicas a los hidruros de silicio, pero el GeH 4 monogermano es más estable que el SiH 4 monosilano. Los germanos forman series homólogas Gen H 2n+2, Gen H 2n y otras, pero estas series son más cortas que las de los silanos.
Monogerman GeH 4 es un gas estable en el aire y no reacciona con el agua. Durante el almacenamiento prolongado, se descompone en H 2 y Ge. El monogermano se obtiene reduciendo dióxido de germanio GeO 2 con borohidruro de sodio NaBH 4:
GeO 2 + NaBH 4 = GeH 4 + NaBO 2.
Se forma un monóxido de GeO muy inestable mediante el calentamiento moderado de una mezcla de germanio y dióxido de GeO 2:
Ge + GeO 2 = 2GeO.
Los compuestos de Ge (II) son fácilmente desproporcionados para liberar Ge:
2GeCl2 -> Ge + GeCl4
El disulfuro de germanio GeS 2 es una sustancia blanca amorfa o cristalina, obtenida por precipitación de H 2 S a partir de soluciones ácidas de GeCl 4:
GeCl 4 + 2H 2 S = GeS 2 Ї + 4HCl
GeS 2 se disuelve en álcalis y sulfuros de amonio o metales alcalinos:
GeS 2 + 6NaOH = Na 2 + 2Na 2 S,
GeS 2 + (NH 4) 2 S = (NH 4) 2 GeS 3
Ge puede formar parte de compuestos orgánicos. Se conocen (CH 3) 4 Ge, (C 6 H 5) 4 Ge, (CH 3) 3 GeBr, (C 2 H 5) 3 GeOH y otros.
Solicitud
El germanio es un material semiconductor utilizado en tecnología y radioelectrónica en la producción de transistores y microcircuitos. Las finas películas de Ge depositadas sobre vidrio se utilizan como resistencias en instalaciones de radar. Las aleaciones de Ge con metales se utilizan en sensores y detectores. El dióxido de germanio se utiliza en la producción de vasos que transmiten radiación infrarroja.

diccionario enciclopédico . 2009 .

Sinónimos:

Vea qué es “germanio” en otros diccionarios:

Elemento químico descubierto en 1886 en el raro mineral argirodita, encontrado en Sajonia. Diccionario de palabras extranjeras incluidas en el idioma ruso. Chudinov A.N., 1910. germanio (llamado así en honor a la tierra natal del científico que descubrió el elemento) químico. elemento... ... Diccionario de palabras extranjeras de la lengua rusa.

- (germanio), Ge, elemento químico del grupo IV del sistema periódico, número atómico 32, masa atómica 72,59; no metal; material semiconductor. El germanio fue descubierto por el químico alemán K. Winkler en 1886... enciclopedia moderna

germanio- Ge Elemento del grupo IV Periódico. sistemas; en. norte. 32, en. 72,59; TELEVISOR artículo con metálico brillar. El Ge natural es una mezcla de cinco isótopos estables con números de masa 70, 72, 73, 74 y 76. La existencia y las propiedades del Ge fueron predichas en 1871 por D.I.... ... Guía del traductor técnico

Germanio- (germanio), Ge, elemento químico del grupo IV de la tabla periódica, número atómico 32, masa atómica 72,59; no metal; material semiconductor. El germanio fue descubierto por el químico alemán K. Winkler en 1886. ... Diccionario enciclopédico ilustrado

- (latín germanio) Ge, elemento químico del grupo IV del sistema periódico, número atómico 32, masa atómica 72,59. Nombrado del latín Germania Alemania, en honor a la tierra natal de K. A. Winkler. Cristales de color gris plateado; densidad 5,33 g/cm3, punto de fusión 938,3 ... Gran diccionario enciclopédico

- (símbolo Ge), elemento metálico de color blanco grisáceo del grupo IV de la tabla periódica de MENDELEEV, en el que se predijeron las propiedades de elementos aún no descubiertos, en particular el germanio (1871). El elemento fue descubierto en 1886. Un subproducto de la fundición del zinc... ... Diccionario enciclopédico científico y técnico.

Ge (del latín Germania Alemania * a. germanio; n. germanio; f. germanio; i. germanio), químico. elemento del grupo IV periódico. Sistema Mendeleev, en.sci. 32, en. 72,59. El gas natural se compone de 4 isótopos estables 70Ge (20,55%), 72Ge... ... Enciclopedia geológica

- (Ge), sintético monocristal, PP, grupo de simetría puntual m3m, densidad 5,327 g/cm3, Tmelt=936 °C, sólido. en la escala de Mohs 6, en. 72,60. Transparente en la región IR de 1,5 a 20 micrones; ópticamente anisotrópico, para coeficiente l=1,80 µm. refracción n=4,143.… … Enciclopedia física

Sustantivo, número de sinónimos: 3 semiconductor (7) eca-silicio (1) elemento (159) ... Diccionario de sinónimos

GERMANIO- química. elemento, símbolo Ge (lat. Germanio), en. norte. 32, en. 72,59; Sustancia cristalina frágil de color gris plateado, densidad 5327 kg/m3, bil = 937,5°C. Dispersos en la naturaleza; se extrae principalmente procesando blenda de zinc y... ... Gran Enciclopedia Politécnica

EN cuerpo humano Contiene una gran cantidad de micro y macroelementos, sin los cuales el pleno funcionamiento de todos los órganos y sistemas sería simplemente imposible. La gente oye hablar de algunos de ellos todo el tiempo, mientras que otros desconocen por completo su existencia, pero todos desempeñan un papel en la buena salud. El último grupo también incluye el germanio, que se encuentra en el cuerpo humano en forma orgánica. ¿Qué tipo de elemento es este, de qué procesos es responsable y qué nivel se considera normal? Siga leyendo.

Descripción y características

En el sentido general, el germanio es uno de los elementos químicos presentados en la conocida tabla periódica (pertenece al cuarto grupo). En la naturaleza aparece como una sustancia sólida de color blanco grisáceo con un brillo metálico, pero en el cuerpo humano se encuentra en forma orgánica.

Hay que decir que no se le puede llamar muy raro, ya que se encuentra en minerales y silicatos de hierro, sulfuro, aunque el germanio prácticamente no forma sus propios minerales. El contenido del elemento químico en la corteza terrestre supera varias veces la concentración de plata, antimonio y bismuto, y en algunos minerales su cantidad alcanza los 10 kg por tonelada. Las aguas de los océanos del mundo contienen alrededor de 6,10-5 mg/l de germanio.

Muchas plantas que crecen en diferentes continentes son capaces de absorber pequeñas cantidades de este elemento químico y sus compuestos del suelo, tras lo cual pueden ingresar al cuerpo humano. En forma orgánica, todos estos componentes participan directamente en diversos procesos metabólicos y de restauración, que se analizarán a continuación.

¿Sabías?Este elemento químico se notó por primera vez en 1886 y se conoció gracias a los esfuerzos del químico alemán K. Winkler. Es cierto que hasta ese momento Mendeleev también había hablado de su existencia (en 1869), quien al principio lo llamó condicionalmente "eca-silicio".

Funciones y papel en el cuerpo.

Hasta hace poco, los científicos creían que el germanio es completamente inútil para los humanos y, en principio, no desempeña absolutamente ninguna función en el cuerpo de los organismos vivos. Sin embargo, hoy se sabe con certeza que los compuestos orgánicos individuales de este elemento químico se pueden utilizar con éxito incluso como compuestos medicinales, aunque es demasiado pronto para hablar de su eficacia.

Los experimentos realizados con roedores de laboratorio han demostrado que incluso una pequeña cantidad de germanio puede aumentar la esperanza de vida de los animales entre un 25 y un 30%, y esto en sí mismo es una buena razón para pensar en sus beneficios para los humanos.
Los estudios ya realizados sobre el papel del germanio orgánico en el cuerpo humano nos permiten identificar las siguientes funciones biológicas de este elemento químico:

• prevenir la falta de oxígeno del cuerpo mediante la transferencia de oxígeno a los tejidos (el riesgo de la llamada "hipoxia sanguínea", que se manifiesta cuando disminuye la cantidad de hemoglobina en los glóbulos rojos);
• estimulación del desarrollo funciones protectoras el cuerpo al suprimir la proliferación de células microbianas y activar células inmunes específicas;
• efectos activos antifúngicos, antivirales y antibacterianos debido a la producción de interferón, que protege al cuerpo de microorganismos dañinos;
• poderoso efecto antioxidante, expresado en el bloqueo de los radicales libres;
• retrasar el desarrollo de tumores tumorales y prevenir la formación de metástasis (en este caso, el germanio neutraliza el efecto de las partículas cargadas negativamente);
• actúa como regulador de los sistemas valvulares de la digestión, el sistema venoso y la peristalsis;
• Al detener el movimiento de los electrones en las células nerviosas, los compuestos de germanio ayudan a reducir diversas manifestaciones de dolor.

Todos los experimentos realizados para determinar la tasa de distribución del germanio en el cuerpo humano después de su consumo oral han demostrado que 1,5 horas después de la ingestión, la mayor parte de este elemento está contenida en el estómago, el intestino delgado, el bazo, la médula ósea y, por supuesto, , en sangre. Es decir, un alto nivel de germanio en los órganos. sistema digestivo demuestra su acción prolongada cuando se absorbe en el torrente sanguíneo.

¡Importante! No debe probar el efecto de este elemento químico usted mismo, ya que un cálculo incorrecto de la dosis puede provocar una intoxicación grave.

Qué contiene el germanio: fuentes alimenticias

Cualquier oligoelemento en nuestro cuerpo realiza función específica Por eso, para una buena salud y mantener el tono, es muy importante asegurar el nivel óptimo de ciertos componentes. Esto también se aplica a Alemania. Puedes reponer sus reservas a diario comiendo ajo (aquí es donde más se encuentra), salvado de trigo, legumbres, setas porcini, tomates, pescados y mariscos (en particular, gambas y mejillones), e incluso ajos silvestres y aloe.
El efecto del germanio en el cuerpo se puede mejorar con la ayuda del selenio. Muchos de estos productos se pueden encontrar fácilmente en el hogar de cualquier ama de casa, por lo que no deberían surgir dificultades.

Requisito diario y normas.

No es ningún secreto que un exceso, incluso de componentes útiles, no puede ser menos dañino que su escasez, por lo que antes de pasar a reponer la cantidad perdida de germanio, es importante conocer sus niveles permitidos. norma diaria. Normalmente, este valor oscila entre 0,4 y 1,5 mg y depende de la edad de la persona y de la deficiencia de microelementos existente.

El cuerpo humano hace frente bien a la absorción de germanio (la absorción de este elemento químico es del 95%) y lo distribuye de manera relativamente uniforme por los tejidos y órganos (no importa si estamos hablando de espacio extracelular o intracelular). El germanio se excreta junto con la orina (se libera hasta un 90%).

Deficiencia y excedente

Como mencionamos anteriormente, cualquier extremo no es bueno. Es decir, tanto la escasez como el exceso de germanio en el organismo pueden afectar negativamente a su características funcionales. Por lo tanto, con una deficiencia de un microelemento (como resultado de su consumo limitado con los alimentos o una violación de los procesos metabólicos en el cuerpo), es posible el desarrollo de osteoporosis y desmineralización del tejido óseo, y la posibilidad de enfermedades oncológicas aumenta varias veces.

Cantidades excesivas de germanio tienen un efecto tóxico en el cuerpo y los compuestos del elemento bienal se consideran especialmente peligrosos. En la mayoría de los casos, su exceso puede explicarse por la inhalación de vapores puros en condiciones industriales (la concentración máxima permitida en el aire puede ser de 2 mg/m3). En contacto directo con el cloruro de germanio, es posible que se produzca irritación local de la piel y su entrada al cuerpo suele provocar daños en el hígado y los riñones.

¿Sabías?Con fines médicos, los japoneses fueron los primeros en interesarse por el elemento descrito, y un verdadero avance en esta dirección fue la investigación del Dr. Asai, quien descubrió una amplia gama de efectos biológicos del germanio.

Como puede ver, nuestro cuerpo realmente necesita el microelemento descrito, aunque su función aún no se ha estudiado completamente. Por lo tanto, para mantener un equilibrio óptimo, simplemente coma más de los alimentos enumerados y trate de no estar en condiciones laborales dañinas.