Physikalische und chemische Eigenschaften von Germanium. Germanium-Element

Germanium(lat. Germanium), Ge, ein chemisches Element der Gruppe IV des Periodensystems von Mendelejew; Seriennummer 32, Atommasse 72,59; grauweißer Feststoff mit metallischem Glanz. Natürliches Germanium ist eine Mischung aus fünf stabilen Isotopen mit den Massenzahlen 70, 72, 73, 74 und 76. Die Existenz und Eigenschaften Deutschlands wurden 1871 von D. I. Mendeleev vorhergesagt und dieses noch unbekannte Element aufgrund der Ähnlichkeit seiner Eigenschaften mit Ekasilicium bezeichnet Silizium. 1886 entdeckte der deutsche Chemiker K. Winkler ein neues Element im Mineral Argyrodit, das er zu Ehren seines Landes Deutschland nannte; Germanium stellte sich als ziemlich identisch mit Ecasilience heraus. Bis zur zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts praktischer Nutzen Deutschland blieb sehr begrenzt. Die industrielle Produktion in Deutschland entstand im Zusammenhang mit der Entwicklung der Halbleiterelektronik.

Der Gesamtgehalt an Germanium in der Erdkruste beträgt 7·10 -4 Masse-%, also mehr als beispielsweise Antimon, Silber, Wismut. Deutschlands eigene Mineralien sind jedoch äußerst selten. Fast alle sind Sulfosalze: Germanit Cu 2 (Cu, Fe, Ge, Zn) 2 (S, As) 4, Argyrodit Ag 8 GeS 6, Confieldit Ag 8 (Sn, Ge)S 6 und andere. Der Großteil Deutschlands ist in großer Zahl in der Erdkruste verstreut. Felsen und Mineralien: in Sulfiderzen von Nichteisenmetallen, in Eisenerzen, in einigen Oxidmineralien (Chromit, Magnetit, Rutil und andere), in Graniten, Diabasen und Basalten. Darüber hinaus ist Germanium in fast allen Silikaten, in einigen Kohle- und Ölvorkommen vorhanden.

Physikalische Eigenschaften Deutschland. Germanium kristallisiert in einer diamantartigen kubischen Struktur, Einheitszellenparameter a = 5,6575 Å. Die Dichte von festem Germanium beträgt 5,327 g/cm 3 (25°C); flüssig 5,557 (1000°C); tpl 937,5°C; Sdp. etwa 2700°C; Wärmeleitfähigkeitskoeffizient ~60 W/(m·K) oder 0,14 cal/(cm·sec·deg) bei 25°C. Sogar sehr reines Germanium ist bei normalen Temperaturen spröde, aber über 550 °C neigt es zu plastischer Verformung. Härte Deutschland nach mineralogischer Skala 6-6,5; Kompressibilitätskoeffizient (im Druckbereich 0–120 Gn/m 2 oder 0–12000 kgf/mm 2 ) 1,4 × 10 –7 m 2 /mn (1,4 × 10 –6 cm 2 /kgf); Oberflächenspannung 0,6 N/m (600 dyn/cm). Germanium ist ein typischer Halbleiter mit einer Bandlücke von 1,104 10 -19 J oder 0,69 eV (25°C); spezifischer elektrischer Widerstand hochrein Deutschland 0,60 Ohm-m (60 Ohm-cm) bei 25°C; die Beweglichkeit von Elektronen beträgt 3900 und die Beweglichkeit von Löchern beträgt 1900 cm 2 /vsec (25°C) (bei einem Gehalt an Verunreinigungen von weniger als 10 –8 %). Transparent für Infrarotstrahlen mit einer Wellenlänge von mehr als 2 Mikron.

Chemische Eigenschaften Deutschland. In chemischen Verbindungen weist Germanium üblicherweise die Wertigkeiten 2 und 4 auf, wobei Verbindungen des 4-wertigen Germaniums stabiler sind. Bei Raumtemperatur ist Germanium beständig gegen Luft, Wasser, Laugen und verdünnte Salz- und Schwefelsäure, jedoch leicht löslich in Königswasser und in einer alkalischen Lösung von Wasserstoffperoxid. Salpetersäure oxidiert langsam. Beim Erhitzen an Luft auf 500–700°C wird Germanium zu GeO- und GeO 2 -Oxiden oxidiert. Deutschland Oxid (IV) - weißes Pulver mit t pl 1116°C; Löslichkeit in Wasser 4,3 g/l (20°C). Entsprechend seinen chemischen Eigenschaften ist es amphoter, alkalilöslich und in Mineralsäuren schwer löslich. Es wird durch Calcinieren des hydratisierten Niederschlags (GeO 3 nH 2 O) erhalten, der während der Hydrolyse von GeCl 4 -Tetrachlorid freigesetzt wird. Durch Fusion von GeO 2 mit anderen Oxiden können Derivate von Germaninsäure erhalten werden - Metallgermanate (Li 2 GeO 3 , Na 2 GeO 3 und andere) - Feststoffe mit hohen Schmelzpunkten.

Wenn Germanium mit Halogenen reagiert, werden die entsprechenden Tetrahalogenide gebildet. Am leichtesten verläuft die Reaktion mit Fluor und Chlor (bereits bei Raumtemperatur), dann mit Brom (schwache Erwärmung) und Jod (bei 700-800°C in Gegenwart von CO). Eine der wichtigsten Verbindungen Deutschlands GeCl 4 -Tetrachlorid ist eine farblose Flüssigkeit; tpl –49,5°C; Sdp. 83,1°C; Dichte 1,84 g/cm³ (20ºC). Wasser hydrolysiert stark unter Freisetzung eines Niederschlags von hydratisiertem Oxid (IV). Es wird durch Chlorierung von metallischem Deutschland oder durch die Wechselwirkung von GeO 2 mit konzentrierter HCl gewonnen. Ebenfalls bekannt sind Deutschland-Dihalogenide der allgemeinen Formel GeX 2 , GeCl-Monochlorid, Ge 2 Cl 6 -Hexachlordigerman und Deutschland-Oxychloride (beispielsweise CeOCl 2 ).

Schwefel reagiert heftig mit Deutschland bei 900–1000°C, um GeS 2 -Disulfid zu bilden, einen weißen Feststoff, Schmelzpunkt 825°C. GeS-Monosulfid und ähnliche Verbindungen aus Deutschland mit Selen und Tellur, die Halbleiter sind, werden ebenfalls beschrieben. Wasserstoff reagiert leicht mit Germanium bei 1000–1100°C, um Germine (GeH) X zu bilden, eine instabile und leicht flüchtige Verbindung. Durch Umsetzung von Germaniden mit verdünnter Salzsäure können Germanohydrogene der Reihe Ge n H 2n+2 bis Ge 9 H 20 erhalten werden. Auch die Germylen-Zusammensetzung GeH 2 ist bekannt. Germanium reagiert nicht direkt mit Stickstoff, jedoch gibt es Ge 3 N 4 -Nitrid, das durch Einwirkung von Ammoniak auf Germanium bei 700–800°C erhalten wird. Germanium interagiert nicht mit Kohlenstoff. Germanium geht mit vielen Metallen Verbindungen ein - Germanide.

Es sind zahlreiche Komplexverbindungen aus Deutschland bekannt, die sowohl in der analytischen Chemie des Germaniums als auch in den Verfahren zu seiner Herstellung zunehmend an Bedeutung gewinnen. Germanium bildet komplexe Verbindungen mit organischen hydroxylhaltigen Molekülen (mehrwertige Alkohole, mehrbasige Säuren und andere). Heteropolysäuren Deutschland wurden erhalten. Neben anderen Elementen der Gruppe IV ist Deutschland durch die Bildung metallorganischer Verbindungen gekennzeichnet, ein Beispiel dafür ist Tetraethylgerman (C 2 H 5) 4 Ge 3.

Deutschland bekommen. In der industriellen Praxis wird Germanium hauptsächlich aus Nebenprodukten der Verarbeitung von NE-Metallerzen (Zinkblende, Zink-Kupfer-Blei-Polymetallkonzentrate) mit 0,001-0,1 % Deutschland gewonnen. Als Rohstoffe werden auch Aschen aus der Kohleverbrennung, Stäube aus Gasgeneratoren und Abfälle aus Kokereien eingesetzt. Ursprünglich aus aufgeführten Quellen verschiedene Wege erhalten je nach Zusammensetzung des Rohstoffes ein Germaniumkonzentrat (2-10% Deutschland). Die Gewinnung von Deutschland aus dem Konzentrat umfasst üblicherweise die folgenden Stufen: 1) Chlorierung des Konzentrats mit Salzsäure, deren Mischung mit Chlor in wässrigem Medium oder anderen Chlorierungsmitteln, um technisches GeCl 4 zu erhalten. Zur Reinigung von GeCl 4 werden Rektifikation und Extraktion von Verunreinigungen mit konzentrierter HCl verwendet. 2) Hydrolyse von GeCl 4 und Calcinierung von Hydrolyseprodukten, um GeO 2 zu erhalten. 3) Reduktion von GeO 2 mit Wasserstoff oder Ammoniak zu Metall. Um sehr reines Germanium zu isolieren, das in Halbleiterbauelementen verwendet wird, wird Metall zonenweise geschmolzen. Einkristallines Germanium, das für die Halbleiterindustrie benötigt wird, wird üblicherweise durch Zonenschmelzen oder durch das Czochralski-Verfahren gewonnen.

Bewerbung Deutschland. Germanium ist eines der wertvollsten Materialien in der modernen Halbleitertechnologie. Es wird zur Herstellung von Dioden, Trioden, Kristalldetektoren und Leistungsgleichrichtern verwendet. Einkristall-Germanium wird auch in dosimetrischen Instrumenten und Instrumenten verwendet, die die Intensität konstanter und alternierender Magnetfelder messen. Ein wichtiges Anwendungsgebiet in Deutschland ist die Infrarottechnik, insbesondere die Herstellung von Detektoren Infrarotstrahlung im Bereich von 8-14 Mikron arbeiten. Viele germaniumhaltige Legierungen, Gläser auf Basis von GeO2 und andere Germaniumverbindungen sind vielversprechend für den praktischen Einsatz.

1870 D.I. Mendelejew sagte auf der Grundlage des Periodengesetzes ein noch unentdecktes Element der Gruppe IV voraus, nannte es Ekasilicium, und beschrieb seine Haupteigenschaften. 1886 entdeckte der deutsche Chemiker Clemens Winkler bei einer chemischen Analyse des Minerals Argyrodit dieses chemische Element. Ursprünglich wollte Winkler das neue Element "Neptunium" nennen, aber dieser Name war bereits einem der vorgeschlagenen Elemente gegeben worden, also wurde das Element nach der Heimat des Wissenschaftlers - Deutschland - benannt.

In der Natur sein, bekommen:

Germanium kommt in Sulfiderzen, Eisenerzen und in fast allen Silikaten vor. Die wichtigsten germaniumhaltigen Mineralien: Argyrodit Ag 8 GeS 6, Confieldit Ag 8 (Sn,Ce)S 6, Stottit FeGe(OH) 6, Germanit Cu 3 (Ge,Fe,Ga)(S,As) 4, Rhenierit Cu 3 (Fe,Ge,Zn)(S,As) 4 .
Als Ergebnis komplexer und zeitaufwändiger Operationen zur Anreicherung von Erz und seiner Konzentration wird Germanium in Form von GeO 2 -Oxid isoliert, das mit Wasserstoff bei 600 °C zu einer einfachen Substanz reduziert wird.
GeO 2 + 2H 2 \u003d Ge + 2H 2 O
Germanium wird durch Zonenschmelzen gereinigt, was es zu einem der chemisch reinsten Materialien macht.

Physikalische Eigenschaften:

Grauweißer Feststoff mit metallischem Glanz (Smp. 938 °C, Kp. 2830 °C)

Chemische Eigenschaften:

Beim normale Bedingungen Germanium ist beständig gegen Luft und Wasser, Laugen und Säuren, löst sich in Königswasser und in einer alkalischen Lösung von Wasserstoffperoxid. Die Oxidationsstufen von Germanium in seinen Verbindungen: 2, 4.

Die wichtigsten Verbindungen:

Germanium(II)-oxid, GeO, grauschwarz, schwach sol. in-in disproportioniert beim Erhitzen: 2GeO \u003d Ge + GeO 2
Germanium(II)-Hydroxid Ge(OH) 2 , rot-orange. Kristall,
Germanium(II)iodid, GeI 2 , gelb kr., Sol. in Wasser, hydrol. Wiedersehen.
Germanium(II)-hydrid, GeH 2 , Fernseher. Weiß por., leicht oxidierbar. und Verfall.

Germanium(IV)-oxid, GeO 2 , weiß Kristalle, amphoter, erhalten durch Hydrolyse von Chlorid, Sulfid, Germaniumhydrid oder durch die Reaktion von Germanium mit Salpetersäure.
Germanium(IV)hydroxid, (Germaninsäure), H 2 GeO 3 , schwach. unst. zweiachsig to-ta, Germanatsalze, zum Beispiel. Natriumgermanat, Na 2 GeO 3 , weiß Kristall, Sol. im Wasser; hygroskopisch. Es gibt auch Na 2 -Hexahydroxogermanate (Orthogermanate) und Polygermanate
Germanium(IV)sulfat, Ge(SO 4 ) 2 , farblos. cr., durch Wasser zu GeO 2 hydrolysiert, erhalten durch Erhitzen von Germanium (IV) -chlorid mit Schwefelsäureanhydrid auf 160 ° C: GeCl 4 + 4SO 3 \u003d Ge (SO 4) 2 + 2SO 2 + 2Cl 2
Germanium(IV)-Halogenide, Fluorid GeF 4 - am besten. Erdgas, roh hydrol., reagiert mit HF unter Bildung von H 2 - Flussgermansäure: GeF 4 + 2HF \u003d H 2,
Chlorid GeCl 4 , farblos. flüssig, hydr., Bromid GeBr 4 , Ser. kr. oder farblos. flüssig, lösl. in org. Anschluss,
Jodid GeI 4, gelb-orange. kr., langsam. hydr., sol. in org. Anschluss
Germanium(IV)-sulfid, GeS 2 , weiß kr., schlecht lös. in Wasser, hydrol., reagiert mit Laugen:
3GeS 2 + 6NaOH = Na 2 GeO 3 + 2Na 2 GeS 3 + 3H 2 O, Bildung von Germanaten und Thiogermanaten.
Germanium(IV)-hydrid, "deutsch", GeH 4 , farblos Gas, organische Derivate von Tetramethylgerman Ge(CH 3) 4 , Tetraethylgerman Ge(C 2 H 5) 4 - farblos. Flüssigkeiten.

Anwendung:

Wichtigstes Halbleitermaterial, Hauptanwendungsgebiete: Optik, Funkelektronik, Kernphysik.

Germaniumverbindungen sind leicht giftig. Germanium ist ein Mikroelement, das im menschlichen Körper die Effizienz des körpereigenen Immunsystems erhöht, Krebs bekämpft und Schmerzen lindert. Es wird auch darauf hingewiesen, dass Germanium die Übertragung von Sauerstoff in das Körpergewebe fördert und ein starkes Antioxidans ist - ein Blocker freier Radikale im Körper.
Der Tagesbedarf des menschlichen Körpers beträgt 0,4–1,5 mg.
Knoblauch ist der Champion im Germaniumgehalt unter den Lebensmitteln (750 Mikrogramm Germanium pro 1 g Trockenmasse Knoblauchzehen).

Das Material wurde von Studenten des Instituts für Physik und Chemie der Staatlichen Universität Tjumen vorbereitet
Demchenko Yu.V., Bornovolokova A.A.
Quellen:
Germanium//Wikipedia./ URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=63504262 (Zugriffsdatum: 13.06.2014).
Germanium//Allmetals.ru/URL: http://www.allmetals.ru/metals/germanium/ (Zugriffsdatum: 13.06.2014).

Germanium

DEUTSCHLAND-ICH; m. Chemisches Element (Ge), ein grauweißer Feststoff mit metallischem Glanz (ist das Haupthalbleitermaterial). Germaniumplatte.

◁ Germanium, th, th. G-ter Rohstoff. G. Barren.

(lat. Germanium), ein chemisches Element der IV. Gruppe des Periodensystems. Der Name aus dem lateinischen Germania - Deutschland, zu Ehren der Heimat von K. A. Winkler. Silbergraue Kristalle; Dichte 5,33 g / cm 3, t pl 938,3ºC. Verstreut in der Natur (eigene Mineralien sind selten); aus Erzen von Nichteisenmetallen abgebaut. Halbleitermaterial für elektronische Geräte (Dioden, Transistoren usw.), Legierungsbestandteil, Material für Linsen in IR-Geräten, Detektoren für ionisierende Strahlung.

GERMANIUM (lat. Germanium), Ge (gelesen „Hertempmanium“), ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 32, Atommasse 72,61. Natürliches Germanium besteht aus fünf Isotopen mit den Massenzahlen 70 (der Gehalt in der natürlichen Mischung beträgt 20,51 Massen-%), 72 (27,43 %), 73 (7,76 %), 74 (36,54 %) und 76 (7,76 %). Konfiguration der äußeren Elektronenschicht 4 s 2 p 2 . Oxidationsstufen +4, +2 (Wertigkeiten IV, II). Es befindet sich in der IVA-Gruppe, in der 4. Periode im Periodensystem der Elemente.
Entdeckungsgeschichte
Wurde von K. A. Winkler entdeckt (cm. WINKLER Klemens Alexander)(und benannt nach seiner Heimat Deutschland) im Jahr 1886 bei der Analyse des Minerals Argyrodit Ag 8 GeS 6, nachdem die Existenz dieses Elements und einige seiner Eigenschaften von D. I. Mendeleev vorhergesagt wurden (cm. MENDELEEV Dmitri Iwanowitsch).
In der Natur sein
Der Gehalt in der Erdkruste beträgt 1,5 10 -4 Gew.-%. Bezieht sich auf verstreute Elemente. Es kommt in der Natur nicht in freier Form vor. Als Verunreinigung in Silikaten, Sedimenteisen, polymetallischen Erzen, Nickel- und Wolframerzen, Kohlen, Torf, Ölen, Thermalwässern und Algen enthalten. Die wichtigsten Mineralien: Germanit Cu 3 (Ge, Fe, Ga) (S, As) 4, Stottit FeGe (OH) 6, Plumbogermanit (Pb, Ge, Ga) 2 SO 4 (OH) 2 2H 2 O, Argyrodit Ag 8 GeS 6 , Rhenierit Cu 3 (Fe, Ge, Zn) (S, As) 4 .
Germanium bekommen
Zur Gewinnung von Germanium werden Nebenprodukte der Verarbeitung von NE-Metallerzen, Asche aus der Kohleverbrennung und einige Nebenprodukte der Kokschemie verwendet. Ge-haltiges Ausgangsmaterial wird durch Flotation angereichert. Anschließend wird das Konzentrat in GeO 2 -Oxid umgewandelt, das mit Wasserstoff reduziert wird (cm. WASSERSTOFF):
GeO 2 + 4H 2 \u003d Ge + 2H 2 O
Halbleiterreines Germanium mit einem Verunreinigungsgehalt von 10 -3 -10 -4 % wird durch Zonenschmelzen erhalten (cm. ZONENSCHMELZEN), Kristallisation (cm. KRISTALLISIERUNG) oder Thermolyse von flüchtigem Monogerman GeH 4:
GeH 4 \u003d Ge + 2H 2,
die bei der Zersetzung von Verbindungen aktiver Metalle mit Ge-Germaniden durch Säuren entsteht:
Mg 2 Ge + 4 HCl \u003d GeH 4 - + 2 MgCl 2
Physikalische und chemische Eigenschaften
Germanium ist eine silbrige Substanz mit metallischem Glanz. Kristallgitterstabile Modifikation (Ge I), kubischer, flächenzentrierter Diamanttyp, a= 0,533 nm (drei weitere Modifikationen wurden bei hohen Drücken erhalten). Schmelzpunkt 938,25 °C, Siedepunkt 2850 °C, Dichte 5,33 kg/dm 3. Es hat Halbleitereigenschaften, die Bandlücke beträgt 0,66 eV (bei 300 K). Germanium ist für Infrarotstrahlung mit einer Wellenlänge von mehr als 2 Mikrometern durchlässig.
Die chemischen Eigenschaften von Ge ähneln denen von Silizium. (cm. SILIZIUM). Beim normale Bedingungen beständig gegen Sauerstoff (cm. SAUERSTOFF), Wasserdampf, verdünnte Säuren. In Gegenwart starker Komplexbildner oder Oxidationsmittel reagiert Ge beim Erhitzen mit Säuren:
Ge + H 2 SO 4 conc \u003d Ge (SO 4) 2 + 2SO 2 + 4H 2 O,
Ge + 6HF \u003d H 2 + 2H 2,
Ge + 4HNO 3 konz. \u003d H 2 GeO 3 + 4NO 2 + 2H 2 O
Ge reagiert mit Königswasser (cm. KÖNIGSWASSER):
Ge + 4HNO 3 + 12HCl = GeCl 4 + 4NO + 8H 2 O.
Ge interagiert mit Alkalilösungen in Gegenwart von Oxidationsmitteln:
Ge + 2NaOH + 2H 2 O 2 \u003d Na 2.
Beim Erhitzen an Luft auf 700 °C entzündet sich Ge. Ge interagiert leicht mit Halogenen (cm. HALOGENE) und grau (cm. SCHWEFEL):
Ge + 2I 2 = GeI 4
Mit Wasserstoff (cm. WASSERSTOFF), Stickstoff- (cm. STICKSTOFF), Kohlenstoff (cm. KOHLENSTOFF) Germanium geht nicht direkt in die Reaktion ein, Verbindungen mit diesen Elementen werden indirekt erhalten. Zum Beispiel wird Ge 3 N 4 -Nitrid durch Auflösen von Germaniumdiiodid GeI 2 in flüssigem Ammoniak gebildet:
GeI 2 + NH 3 flüssig -> n -> Ge 3 N 4
Germaniumoxid (IV), GeO 2, ist eine weiße kristalline Substanz, die in zwei Modifikationen vorliegt. Eine der Modifikationen ist teilweise wasserlöslich unter Bildung komplexer Germaninsäuren. Zeigt amphotere Eigenschaften.
GeO 2 reagiert mit Alkalien als Säureoxid:
GeO 2 + 2NaOH \u003d Na 2 GeO 3 + H 2 O
GeO 2 interagiert mit Säuren:
GeO 2 + 4HCl \u003d GeCl 4 + 2H 2 O
Ge-Tetrahalogenide sind unpolare Verbindungen, die leicht durch Wasser hydrolysiert werden.
3GeF 4 + 2H 2 O \u003d GeO 2 + 2H 2 GeF 6
Tetrahalogenide werden durch direkte Wechselwirkung erhalten:
Ge + 2Cl 2 = GeCl 4
oder thermische Zersetzung:
BaGeF6 = GeF4 + BaF2
Germaniumhydride sind Siliziumhydriden chemisch ähnlich, aber GeH 4 Monogerman ist stabiler als SiH 4 Monosilan. Germanen bilden homologe Serien Gen n H 2n+2 , Gen n H 2n und andere, aber diese Serien sind kürzer als die der Silane.
Monogermane GeH 4 ist ein an der Luft stabiles Gas, das nicht mit Wasser reagiert. Bei längerer Lagerung zerfällt es in H 2 und Ge. Monogerman wird durch Reduktion von Germaniumdioxid GeO 2 mit Natriumborhydrid NaBH 4 erhalten:
GeO 2 + NaBH 4 \u003d GeH 4 + NaBO 2.
Durch mäßiges Erhitzen einer Mischung aus Germanium und GeO 2 -Dioxid entsteht das sehr instabile GeO 2 -Monoxid:
Ge + GeO 2 = 2GeO.
Ge(II)-Verbindungen disproportionieren leicht unter Freisetzung von Ge:
2GeCl 2 -> Ge + GeCl 4
Germaniumdisulfid GeS 2 ist eine weiße amorphe oder kristalline Substanz, die durch Fällung von H 2 S aus sauren Lösungen von GeCl 4 erhalten wird:
GeCl 4 + 2H 2 S \u003d GeS 2 Ї + 4HCl
GeS 2 löst sich in Alkalien und Ammonium- oder Alkalimetallsulfiden:
GeS 2 + 6NaOH \u003d Na 2 + 2Na 2 S,
GeS 2 + (NH 4) 2 S \u003d (NH 4) 2 GeS 3
Ge kann ein Teil organischer Verbindungen sein. Bekannt sind (CH 3 ) 4 Ge, (C 6 H 5 ) 4 Ge, (CH 3 ) 3 GeBr, (C 2 H 5 ) 3 GeOH und andere.
Anwendung
Germanium ist ein Halbleitermaterial, das in der Technik und Funkelektronik bei der Herstellung von Transistoren und Mikroschaltungen verwendet wird. Auf Glas abgeschiedene Ge-Dünnfilme werden als Widerstände in Radaranlagen verwendet. Legierungen von Ge mit Metallen werden in Sensoren und Detektoren verwendet. Germaniumdioxid wird zur Herstellung von Gläsern verwendet, die Infrarotstrahlung durchlassen.

Enzyklopädisches Wörterbuch . 2009 .

Sehen Sie, was "Germanium" in anderen Wörterbüchern ist:

Ein chemisches Element, das 1886 in dem seltenen Mineral Argyrodit in Sachsen entdeckt wurde. Wörterbuch der in der russischen Sprache enthaltenen Fremdwörter. Chudinov A.N., 1910. Germanium (benannt nach der Heimat des Wissenschaftlers, der das Element entdeckte), chem. Element, ... ... Wörterbuch der Fremdwörter der russischen Sprache

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Germanium- Ge-Element der Gruppe IV Systeme; beim. n. 32, bei. T. 72,59; Fernseher. Sache mit Metallic. funkeln. Natürliches Ge ist eine Mischung aus fünf stabilen Isotopen mit den Massenzahlen 70, 72, 73, 74 und 76. Die Existenz und Eigenschaften von Ge wurden 1871 von D. I. vorhergesagt ... ... Handbuch für technische Übersetzer

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- (lat. Germanium) Ge, ein chemisches Element der Gruppe IV des Periodensystems, Ordnungszahl 32, Atommasse 72,59. Benannt nach dem lateinischen Germania Deutschland, zu Ehren der Heimat von K. A. Winkler. Silbergraue Kristalle; Dichte 5,33 g/cm³ Schmp. 938,3 ... Großes enzyklopädisches Wörterbuch

- (Symbol Ge), ein weiß-graues metallisches Element der Gruppe IV des Periodensystems von MENDELEEV, in dem die Eigenschaften noch unentdeckter Elemente, insbesondere Germanium (1871), vorhergesagt wurden. Das Element wurde 1886 entdeckt. Ein Nebenprodukt der Zinkverhüttung ... ... Wissenschaftliches und technisches Lexikon

Ge (von lat. Germania Deutschland * a. Germanium; n. Germanium; f. Germanium; and. Germanio), chem. Element IV Gruppe periodisch. Systeme von Mendeleev, at.s. 32, bei. M. 72,59. Natürliches G. besteht aus 4 stabilen Isotopen 70Ge (20,55%), 72Ge ... ... Geologische Enzyklopädie

- (Ge), synthetisch Einkristall, PP, Punktsymmetriegruppe m3m, Dichte 5,327 g/cm3, Tschmelz=936 °C, fest. auf der Mohs-Skala 6, bei. M. 72,60. Transparent im IR-Bereich l von 1,5 bis 20 Mikron; optisch anisotrop, für l=1,80 µm eff. Refraktion n=4.143.… … Physikalische Enzyklopädie

Vorhanden, Anzahl Synonyme: 3 Halbleiter (7) Ecasilicium (1) Element (159) ... Synonymwörterbuch

DEUTSCHLAND- chem. Element, Symbol Ge (lat. Germanium), at. n. 32, bei. T. 72,59; spröde silbergraue kristalline Substanz, Dichte 5327 kg/m3, vil = 937,5°C. Verstreut in der Natur; es wird hauptsächlich bei der Verarbeitung von Zinkblende abgebaut und ... ... Große polytechnische Enzyklopädie

Benannt nach Deutschland. Ein Wissenschaftler aus diesem Land entdeckte und hatte das Recht, es zu nennen, wie er wollte. Also rein Germanium.

Allerdings hatte nicht Mendelejew Glück, sondern Clemens Winkler. Er wurde beauftragt, Argyrodit zu studieren. In der Grube Himmelfurst wurde ein neues Mineral gefunden, das hauptsächlich aus besteht.

Winkler bestimmte 93 % der Zusammensetzung des Steins und stieß mit den restlichen 7 % in eine Sackgasse. Die Schlussfolgerung war, dass sie ein unbekanntes Element enthielten.

Eine sorgfältigere Analyse hat Früchte getragen. Germanium entdeckt. Das ist Metall. Wie nützlich ist es für die Menschheit? Darüber, und nicht nur, werden wir weiter erzählen.

Germanium Eigenschaften

Germanium - 32 Element des Periodensystems. Es stellt sich heraus, dass das Metall in der 4. Gruppe enthalten ist. Die Zahl entspricht der Wertigkeit der Elemente.

Das heißt, Germanium neigt dazu, 4 chemische Bindungen zu bilden. Damit sieht das von Winkler entdeckte Element aus wie .

Daher der Wunsch von Mendeleev, das noch unentdeckte Element Ecosilicium, das als Si bezeichnet wird, zu benennen. Dmitry Ivanovich berechnete die Eigenschaften des 32. Metalls im Voraus.

Germanium ist in seinen chemischen Eigenschaften dem Silizium ähnlich. Reagiert mit Säuren nur beim Erhitzen. Mit Alkalien "kommuniziert" in Gegenwart von Oxidationsmitteln.

Beständig gegen Wasserdampf. Reagiert nicht mit Wasserstoff, Kohlenstoff,. Germanium leuchtet bei einer Temperatur von 700 Grad Celsius. Die Reaktion wird von der Bildung von Germaniumdioxid begleitet.

Das 32. Element interagiert leicht mit Halogenen. Dies sind salzbildende Stoffe der Gruppe 17 der Tabelle.

Um nicht verwirrt zu werden, weisen wir darauf hin, dass wir uns darauf konzentrieren neue Norm. Im Altertum ist dies die 7. Gruppe des Periodensystems.

Unabhängig von der Tabelle befinden sich die darin enthaltenen Metalle links von der abgestuften diagonalen Linie. Eine Ausnahme bildet das 32. Element.

Eine weitere Ausnahme ist . Sie kann auch reagieren. Auf dem Substrat wird Antimon abgeschieden.

Aktive Interaktion ist mit gewährleistet. Wie die meisten Metalle kann Germanium in seinen Dämpfen brennen.

Extern Germanium-Element, grauweiß, mit ausgeprägtem metallischem Glanz.

Durch Überarbeitung Interne Struktur hat das Metall eine kubische Struktur. Es spiegelt die Anordnung von Atomen in Elementarzellen wider.

Sie sind wie Würfel geformt. An den Ecken befinden sich acht Atome. Die Struktur ist nahe am Gitter.

Element 32 hat 5 stabile Isotope. Ihre Anwesenheit ist eine Eigenschaft aller Elemente der Germanium-Untergruppe.

Sie sind gleichmäßig, was das Vorhandensein stabiler Isotope bestimmt. Zum Beispiel gibt es 10 von ihnen.

Die Dichte von Germanium beträgt 5,3-5,5 Gramm pro Kubikzentimeter. Der erste Indikator ist typisch für den Staat, der zweite - für das flüssige Metall.

In weicher Form ist es nicht nur dichter, sondern auch plastisch. Spröde bei Raumtemperatur wird die Substanz bei 550 Grad. Diese sind Eigenschaften von Germanium.

Die Härte des Metalls bei Raumtemperatur beträgt etwa 6 Punkte.

In diesem Zustand ist das 32. Element ein typischer Halbleiter. Allerdings wird die Immobilie mit steigender Temperatur "heller". Nur Leiter verlieren zum Vergleich ihre Eigenschaften, wenn sie erhitzt werden.

Germanium leitet Strom nicht nur in seiner Standardform, sondern auch in Lösungen.

Auch das 32. Element ist von den Halbleitereigenschaften dem Silizium nahe und ebenso verbreitet.

Allerdings unterscheiden sich die Einsatzgebiete von Substanzen. Silizium ist ein Halbleiter, der in verwendet wird Solarplatten, einschließlich des Dünnschichttyps.

Das Element wird auch für Lichtschranken benötigt. Überlegen Sie nun, wo Germanium nützlich ist.

Anwendung von Germanium

Germanium wird verwendet in der Gammaspektroskopie. Seine Instrumente ermöglichen beispielsweise die Untersuchung der Zusammensetzung von Additiven in Mischkatalysatoroxiden.

In der Vergangenheit wurde Germanium zu Dioden und Transistoren hinzugefügt. Auch in Solarzellen kommen die Eigenschaften eines Halbleiters zum Tragen.

Aber wenn Silizium zu Standardmodellen hinzugefügt wird, dann wird Germanium zu hocheffizienten Modellen der neuen Generation hinzugefügt.

Die Hauptsache ist, Germanium nicht bei einer Temperatur nahe dem absoluten Nullpunkt zu verwenden. Unter solchen Bedingungen verliert das Metall seine Fähigkeit, Spannung zu übertragen.

Damit Germanium ein Leiter ist, sollten Verunreinigungen darin nicht mehr als 10% betragen. Perfektes Ultra-Clean Chemisches Element.

Germanium hergestellt nach diesem Verfahren des Zonenschmelzens. Sie beruht auf der unterschiedlichen Löslichkeit von Fremdelementen in Flüssigkeiten und Phasen.

Formel Germanium ermöglicht es Ihnen, es in der Praxis anzuwenden. Hier sprechen wir nicht mehr von den Halbleitereigenschaften des Elements, sondern von seiner Härtungsfähigkeit.

Aus dem gleichen Grund hat Germanium Anwendung in der Zahnprothetik gefunden. Obwohl Kronen veraltet sind, besteht immer noch eine kleine Nachfrage danach.

Fügt man Germanium Silizium und Aluminium hinzu, erhält man Lote.

Ihr Schmelzpunkt ist immer niedriger als der der verbundenen Metalle. So können Sie komplexe Designdesigns erstellen.

Selbst das Internet ohne Germanium wäre unmöglich. Das 32. Element ist in der optischen Faser vorhanden. In seinem Kern befindet sich Quarz mit einer Beimischung von Hero.

Und sein Dioxid erhöht das Reflexionsvermögen der Faser. In Anbetracht der Nachfrage nach Elektronik wird Germanium von Industriellen benötigt große Mengen. Welche und wie sie bereitgestellt werden, werden wir im Folgenden untersuchen.

Abbau von Germanium

Germanium ist weit verbreitet. In der Erdkruste ist das 32. Element beispielsweise mehr als Antimon, oder.

Die erkundeten Reserven betragen etwa 1.000 Tonnen. Fast die Hälfte von ihnen ist in den Eingeweiden der Vereinigten Staaten versteckt. Weitere 410 Tonnen sind Eigentum.

Der Rest der Länder muss also im Grunde Rohstoffe kaufen. kooperiert mit dem Himmlischen Reich. Dies ist sowohl aus politischer als auch aus wirtschaftlicher Sicht gerechtfertigt.

Eigenschaften des Elements Germanium, verbunden mit seiner geochemischen Verwandtschaft mit weitverbreiteten Stoffen, lassen das Metall keine eigenen Mineralien bilden.

Üblicherweise wird das Metall in das Gitter bestehender eingebracht. Der Gast wird natürlich nicht viel Platz einnehmen.

Germanium muss also Stück für Stück abgebaut werden. In finden Sie ein paar Kilo pro Tonne Gestein.

Enargits enthalten nicht mehr als 5 Kilo Germanium pro 1000 Kilogramm. In Pyrargyrit 2 mal mehr.

Eine Tonne Element 32 Sulvanit enthält nicht mehr als 1 Kilogramm. Am häufigsten wird Germanium beispielsweise als Nebenprodukt aus Erzen anderer Metalle oder Nichteisenmetalle wie Chromit, Magnetit, Rutit gewonnen.

Die Jahresproduktion von Germanium liegt je nach Nachfrage zwischen 100 und 120 Tonnen.

Grundsätzlich wird die einkristalline Form der Substanz gekauft. Genau das wird für die Herstellung von Spektrometern, Glasfasern, Edelmetallen benötigt. Lassen Sie uns die Preise herausfinden.

Germanium preis

Monokristallines Germanium wird hauptsächlich tonnenweise gekauft. Für große Industrien ist dies von Vorteil.

1.000 Kilogramm des 32. Elements kosten etwa 100.000 Rubel. Sie finden Angebote für 75.000 - 85.000.

Wenn Sie polykristallin nehmen, dh mit kleineren Aggregaten und erhöhter Festigkeit, können Sie 2,5-mal mehr pro Kilo Rohstoffe geben.

Die Standardlänge beträgt nicht weniger als 28 Zentimeter. Die Blöcke sind mit einer Folie geschützt, da sie an der Luft verblassen. Polykristallines Germanium - "Boden" zum Züchten von Einkristallen.

Germanium (vom lateinischen Germanium), bezeichnet als "Ge", ein Element der IV. Gruppe des Periodensystems der chemischen Elemente von Dmitry Ivanovich Mendeleev; Elementnummer 32, Atommasse ist 72,59. Germanium ist ein fester Stoff mit metallischem Glanz grauweiße Farbe. Obwohl die Farbe von Germanium ein eher relativer Begriff ist, hängt alles von der Oberflächenbehandlung des Materials ab. Mal ist es stahlgrau, mal silbrig und mal ganz schwarz. Äußerlich ist Germanium dem Silizium ziemlich nahe. Diese Elemente sind nicht nur einander ähnlich, sondern haben auch weitgehend die gleichen Halbleitereigenschaften. Ihr wesentlicher Unterschied besteht darin, dass Germanium mehr als doppelt so schwer ist wie Silizium.

Das in der Natur vorkommende Germanium ist eine Mischung aus fünf stabilen Isotopen mit den Massenzahlen 76, 74, 73, 32, 70. Bereits 1871 sagte der berühmte Chemiker, „Vater“ des Periodensystems, Dmitri Iwanowitsch Mendelejew, die Eigenschaften und die Existenz voraus aus Germanium. Er nannte das damals unbekannte Element „Ekasilicium“, weil. Die Eigenschaften des neuen Stoffes ähnelten in vielerlei Hinsicht denen von Silizium. 1886 entdeckte der 48-jährige deutsche Chemiker K. Winkler nach dem Studium des Minerals Argyrdit ein völlig neues chemisches Element in der natürlichen Mischung.

Zunächst wollte der Chemiker das Element Neptunium nennen, weil der Planet Neptun auch viel früher vorhergesagt als entdeckt wurde, aber dann erfuhr er, dass ein solcher Name bereits bei der falschen Entdeckung eines der Elemente verwendet worden sei, so Winkler beschlossen, diesen Namen aufzugeben. Dem Wissenschaftler wurde angeboten, das Element eckig zu benennen, was „umstritten, eckig“ bedeutet, aber Winkler war auch mit diesem Namen nicht einverstanden, obwohl Element Nr. 32 wirklich viele Kontroversen hervorrief. Der Wissenschaftler war deutscher Nationalität, also beschloss er schließlich, das Element Germanium zu Ehren seines Heimatlandes Deutschland zu nennen.

Wie sich später herausstellte, war Germanium nichts anderes als das zuvor entdeckte „Ekasilicium“. Bis zur zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts war der praktische Nutzen von Germanium eher eng und begrenzt. Die industrielle Produktion von Metall begann erst durch den Beginn der industriellen Produktion von Halbleiterelektronik.

Germanium ist ein Halbleitermaterial, das in der Elektronik und Technik sowie bei der Herstellung von Mikroschaltkreisen und Transistoren weit verbreitet ist. Radaranlagen verwenden dünne Germaniumschichten, die auf Glas aufgebracht und als Widerstand verwendet werden. Legierungen mit Germanium und Metallen werden in Detektoren und Sensoren verwendet.

Das Element ist nicht so stark wie Wolfram oder Titan, es dient nicht als unerschöpfliche Energiequelle wie Plutonium oder Uran, auch die elektrische Leitfähigkeit des Materials ist bei weitem nicht die höchste und Eisen ist das Hauptmetall in der Industrietechnik. Trotzdem ist Germanium einer der wichtigsten Bausteine ​​des technischen Fortschritts unserer Gesellschaft, denn. es wurde noch früher als Silizium als Halbleitermaterial verwendet.

In diesem Zusammenhang wäre es angebracht zu fragen: Was ist Halbleiter und Halbleiter? Selbst Experten können diese Frage nicht genau beantworten, denn. wir können über die speziell betrachtete Eigenschaft von Halbleitern sprechen. Es gibt auch präzise Definition, aber nur aus dem Bereich der Folklore: Ein Halbleiter ist ein Dirigent für zwei Autos.

Ein Germaniumbarren kostet fast so viel wie ein Goldbarren. Das Metall ist sehr zerbrechlich, fast wie Glas. Wenn Sie also einen solchen Barren fallen lassen, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass das Metall einfach bricht.

Germaniummetall, Eigenschaften

Biologische Eigenschaften

Für medizinische Zwecke wurde Germanium am häufigsten in Japan verwendet. Die Ergebnisse von Tests von Organogermaniumverbindungen an Tieren und Menschen haben gezeigt, dass sie eine positive Wirkung auf den Körper haben können. 1967 entdeckte der japanische Arzt K. Asai, dass organisches Germanium eine breite biologische Wirkung hat.

Unter all seinen biologische Eigenschaften Es sollte notiert werden:

• - Gewährleistung der Sauerstoffübertragung auf das Körpergewebe;
• - Erhöhung des Immunstatus des Körpers;
• - Manifestation einer Antitumoraktivität.

Anschließend entwickelten japanische Wissenschaftler das weltweit erste Medizinprodukt mit Germanium - "Germanium - 132".

In Russland erschien das erste einheimische Medikament mit organischem Germanium erst im Jahr 2000.

Die Prozesse der biochemischen Evolution der Oberfläche der Erdkruste hatten nicht die beste Wirkung auf den darin enthaltenen Germaniumgehalt. Der größte Teil des Elements wurde vom Land in die Ozeane gespült, sodass sein Gehalt im Boden recht gering bleibt.

Unter den Pflanzen, die Germanium aus dem Boden aufnehmen können, ist Ginseng führend (Germanium bis zu 0,2 %). Germanium kommt auch in Knoblauch, Kampfer und Aloe vor, die traditionell zur Behandlung verschiedener menschlicher Krankheiten verwendet werden. In der Vegetation kommt Germanium in Form von Carboxyethylhalboxid vor. Jetzt ist es möglich, Sesquioxane mit einem Pyrimidinfragment - organischen Verbindungen von Germanium - zu synthetisieren. Diese Verbindung ist in ihrer Struktur naturnah, wie in der Wurzel von Ginseng.

Germanium ist seltenen Spurenelementen zuzuordnen. Es ist in einer großen Anzahl verschiedener Produkte enthalten, jedoch in mageren Dosen. Die tägliche Aufnahme von organischem Germanium ist auf 8-10 mg festgelegt. Eine Bewertung von 125 Lebensmitteln ergab, dass täglich etwa 1,5 mg Germanium mit der Nahrung in den Körper gelangen. Der Gehalt des Spurenelements in 1 g Rohkost beträgt ca. 0,1 - 1,0 µg. Germanium kommt in Milch, Tomatensaft, Lachs und Bohnen vor. Aber um den täglichen Bedarf an Germanium zu decken, sollte man täglich 10 Liter Tomatensaft trinken oder etwa 5 Kilogramm Lachs essen. Aus Sicht der Kosten dieser Produkte, der physiologischen Eigenschaften einer Person und des gesunden Menschenverstandes ist die Verwendung einer solchen Menge germaniumhaltiger Produkte ebenfalls nicht möglich. Auf dem Territorium Russlands haben etwa 80-90% der Bevölkerung einen Mangel an Germanium, weshalb spezielle Präparate entwickelt wurden.

Praktische Untersuchungen haben gezeigt, dass sich Germanium im Körper vor allem in Darm, Magen, Milz, Knochenmark und Blut befindet. Der hohe Gehalt des Mikroelements im Darm und Magen weist auf eine verlängerte Wirkung des Absorptionsprozesses des Arzneimittels in das Blut hin. Es wird vermutet, dass sich organisches Germanium im Blut ähnlich verhält wie Hämoglobin, d.h. ist negativ geladen und am Sauerstofftransport zum Gewebe beteiligt. Somit verhindert es die Entwicklung von Hypoxie auf Gewebeebene.

Als Ergebnis wiederholter Experimente wurde die Eigenschaft von Germanium bewiesen, T-Killer zu aktivieren und die Induktion von Gamma-Interferonen zu fördern, die den Fortpflanzungsprozess von sich schnell teilenden Zellen unterdrücken. Die Hauptwirkungsrichtung von Interferonen ist Antitumor- und antiviraler Schutz, strahlenschützende und immunmodulatorische Funktionen des Lymphsystems.

Germanium in Form von Sesquioxid hat die Fähigkeit, auf Wasserstoffionen H + einzuwirken und ihre schädliche Wirkung auf Körperzellen auszugleichen. Garantierte hervorragende Leistung aller Systeme menschlicher Körper ist eine ununterbrochene Sauerstoffversorgung des Blutes und aller Gewebe. Organisches Germanium liefert nicht nur Sauerstoff an alle Punkte des Körpers, sondern fördert auch dessen Wechselwirkung mit Wasserstoffionen.

• - Germanium ist ein Metall, aber seine Sprödigkeit ist mit Glas vergleichbar.
• - Einige Nachschlagewerke geben an, dass Germanium eine silbrige Farbe hat. Dies kann jedoch nicht gesagt werden, da die Farbe von Germanium direkt von der Methode der Bearbeitung der Metalloberfläche abhängt. Manchmal kann es fast schwarz erscheinen, manchmal hat es eine stählerne Farbe und manchmal kann es silbrig sein.
• - Germanium wurde auf der Sonnenoberfläche sowie in der Zusammensetzung von Meteoriten gefunden, die aus dem Weltraum gefallen sind.
• - Erstmals wurde 1887 durch den Entdecker des Elements Clemens Winkler aus Germaniumtetrachlorid eine elementorganische Verbindung des Germaniums gewonnen, es war Tetraethylgermanium. Von allen erhalten gegenwärtige Stufe keine der elementorganischen Verbindungen des Germaniums ist giftig. Gleichzeitig sind die meisten Mikroelemente Zinn und Organole, die in ihren physikalischen Eigenschaften Analoga von Germanium sind, toxisch.
• - Dmitri Iwanowitsch Mendelejew sagte bereits vor ihrer Entdeckung drei chemische Elemente voraus, darunter Germanium, und nannte das Element aufgrund seiner Ähnlichkeit mit Silizium Ekasilicium. Die Vorhersage des berühmten russischen Wissenschaftlers war so genau, dass sie Wissenschaftler, inkl. und Winkler, der Germanium entdeckte. Atomares Gewicht laut Mendeleev war es gleich 72, in Wirklichkeit war es 72,6; das spezifische Gewicht nach Mendeleev betrug in Wirklichkeit 5,5 - 5,469; Atomvolumen nach Mendeleev war 13 in Wirklichkeit - 13,57; das höchste Oxid nach Mendeleev ist EsO2, in Wirklichkeit - GeO2, sein spezifisches Gewicht war nach Mendeleev 4,7, in Wirklichkeit - 4,703; Chloridverbindung nach Mendeleev EsCl4 - flüssig, Siedepunkt etwa 90 ° C, tatsächlich - Chloridverbindung GeCl4 - flüssig, Siedepunkt 83 ° C, Verbindung mit Wasserstoff nach Mendeleev EsH4 ist gasförmig, Verbindung mit Wasserstoff ist eigentlich GeH4 gasförmig; metallorganische Verbindung nach Mendeleev Es(C2H5)4, Siedepunkt 160 °C, metallorganische Verbindung in Wirklichkeit - Ge(C2H5)4 Siedepunkt 163,5°C. Wie aus den oben betrachteten Informationen hervorgeht, war Mendelejews Vorhersage überraschend genau.
• - Am 26. Februar 1886 begann Clemens Winkler seinen Brief an Mendelejew mit den Worten „Sehr geehrte Damen und Herren“. Er erzählte dem russischen Wissenschaftler auf ziemlich höfliche Weise von der Entdeckung eines neuen Elements namens Germanium, das in seinen Eigenschaften nichts anderes als das zuvor vorhergesagte "Ekasilicium" von Mendeleev war. Die Antwort von Dmitri Iwanowitsch Mendelejew war nicht weniger höflich. Der Wissenschaftler stimmte der Entdeckung seines Kollegen zu und nannte Germanium „die Krone seines Periodensystems“ und Winkler den „Vater“ des Elements, das es wert ist, diese „Krone“ zu tragen.
• - Germanium als klassischer Halbleiter ist zum Schlüssel zur Lösung des Problems geworden, supraleitende Materialien zu schaffen, die bei der Temperatur von flüssigem Wasserstoff, aber nicht von flüssigem Helium arbeiten. Wie Sie wissen, geht Wasserstoff aus einem gasförmigen Zustand in einen flüssigen Zustand über, wenn die Temperatur –252,6 °C oder 20,5 °K erreicht. In den 1970er Jahren wurde ein Film aus Germanium und Niob entwickelt, der nur wenige tausend Atome dick war. Dieser Film ist in der Lage, selbst bei Temperaturen von 23,2 K und darunter Supraleitfähigkeit aufrechtzuerhalten.
• - Beim Züchten eines Germanium-Einkristalls wird ein Germaniumkristall auf die Oberfläche von geschmolzenem Germanium gelegt - ein „Samen“, der mit einer automatischen Vorrichtung allmählich angehoben wird, während die Schmelztemperatur den Schmelzpunkt von Germanium (937 ° C) leicht übersteigt. . Der „Samen“ rotiert, damit der Einkristall, wie man so schön sagt, von allen Seiten gleichmäßig „mit Fleisch bewachsen“ wird. Es sollte beachtet werden, dass während eines solchen Wachstums dasselbe passiert wie beim Prozess des Zonenschmelzens, d.h. praktisch nur Germanium geht in die feste Phase über, alle Verunreinigungen verbleiben in der Schmelze.

Geschichte

Die Existenz eines solchen Elements wie Germanium wurde bereits 1871 von Dmitri Ivanovich Mendeleev vorhergesagt, aufgrund seiner Ähnlichkeit mit Silizium wurde das Element Ekasilicium genannt. 1886 entdeckte ein Professor der Bergakademie Freiberg Argyrodit, ein neues Silbermineral. Dann wurde dieses Mineral von Clemens Winkler, Professor für Technische Chemie, ganz genau untersucht und eine vollständige Analyse des Minerals durchgeführt. Der 48-jährige Winkler galt zu Recht als bester Analytiker der Bergakademie Freiberg, weshalb ihm die Möglichkeit geboten wurde, Argyrodit zu studieren.

Für ziemlich kurze Zeit Der Professor konnte einen Bericht über den Prozentsatz verschiedener Elemente im ursprünglichen Mineral liefern: Silber in seiner Zusammensetzung betrug 74,72%; Schwefel - 17,13 %; Eisenoxid - 0,66 %; Quecksilber - 0,31 %; Zinkoxid - 0,22%, aber fast sieben Prozent - es war der Anteil eines unverständlichen Elements, das zu dieser fernen Zeit anscheinend noch nicht entdeckt worden war. In diesem Zusammenhang beschloss Winkler, den nicht identifizierten Bestandteil von Argyrodpt zu isolieren, seine Eigenschaften zu untersuchen, und stellte im Verlauf der Forschung fest, dass er tatsächlich ein völlig neues Element gefunden hatte – es war eine von D.I. Mendelejew.

Es wäre jedoch falsch zu glauben, dass Winklers Arbeit reibungslos verlief. Dmitry Ivanovich Mendeleev schreibt zusätzlich zum achten Kapitel seines Buches Fundamentals of Chemistry: „Anfangs (Februar 1886) war der Mangel an Material sowie das Fehlen eines Spektrums in der Flamme und die Löslichkeit von Germaniumverbindungen, hat Winklers Forschung ernsthaft behindert ...“ Es lohnt sich, auf die Worte „kein Spektrum. Aber wieso? 1886 gab es bereits eine weit verbreitete Methode der Spektralanalyse. Mit dieser Methode wurden Elemente wie Thallium, Rubidium, Indium, Cäsium auf der Erde und Helium auf der Sonne entdeckt. Wissenschaftler wussten bereits mit Sicherheit, dass jedes chemische Element ausnahmslos ein individuelles Spektrum hat, und dann gibt es plötzlich kein Spektrum mehr!

Die Erklärung für dieses Phänomen erschien wenig später. Germanium hat charakteristische Spektrallinien. Ihre Wellenlänge beträgt 2651,18; 3039.06 Ǻ und einige mehr. Da sie jedoch alle im UV-unsichtbaren Teil des Spektrums liegen, kann man sich glücklich schätzen, dass Winkler ein Anhänger traditioneller Analysemethoden ist, denn diese Methoden haben ihn zum Erfolg geführt.

Winklers Methode zur Gewinnung von Germanium aus dem Mineral kommt einer der modernen industriellen Methoden zur Isolierung des 32. Elements sehr nahe. Zunächst wurde Germanium, das in Argaroid enthalten war, in Dioxid umgewandelt. Dann wurde das resultierende weiße Pulver in einer Wasserstoffatmosphäre auf eine Temperatur von 600–700°C erhitzt. In diesem Fall stellte sich die Reaktion als offensichtlich heraus: GeO 2 + 2H 2 → Ge + 2H 2 O.

Auf diese Weise wurde erstmals das relativ reine Element Nr. 32, Germanium, gewonnen. Zunächst wollte Winkler Vanadium Neptunium nach dem gleichnamigen Planeten benennen, weil Neptun wie Germanium zuerst vorhergesagt und erst dann gefunden wurde. Doch dann stellte sich heraus, dass ein solcher Name schon einmal verwendet worden war, ein fälschlicherweise entdecktes chemisches Element hieß Neptunium. Winkler beschloss, seinen Namen und seine Entdeckung nicht zu gefährden, und gab Neptunium auf. Ein französischer Wissenschaftler, Rayon, schlug vor, erkannte seinen Vorschlag jedoch später als Witz, er schlug vor, das Element eckig zu nennen, d.h. „umstritten, kantig“, aber auch dieser Name gefiel Winkler nicht. Infolgedessen wählte der Wissenschaftler unabhängig einen Namen für sein Element und nannte es Germanium, zu Ehren seines Heimatlandes Deutschland, im Laufe der Zeit wurde dieser Name etabliert.

Bis zum 2. Stock. 20. Jahrhundert Die praktische Anwendung von Germanium blieb eher begrenzt. Die industrielle Produktion von Metall entstand erst im Zusammenhang mit der Entwicklung von Halbleitern und Halbleiterelektronik.

In der Natur sein

Germanium kann als Spurenelement eingestuft werden. In der Natur kommt das Element überhaupt nicht in freier Form vor. Der Gesamtmetallgehalt in der Erdkruste unseres Planeten beträgt 7 × 10 −4 % %. Das ist mehr als der Gehalt an chemischen Elementen wie Silber, Antimon oder Wismut. Aber die eigenen Mineralien des Germaniums sind ziemlich knapp und in der Natur sehr selten. Fast alle dieser Mineralien sind Sulfosalze, zum Beispiel Germanit Cu 2 (Cu, Fe, Ge, Zn) 2 (S, As) 4, Confieldit Ag 8 (Sn, Ce)S 6, Argyrodit Ag8GeS6 und andere.

Der Hauptteil des in der Erdkruste verteilten Germaniums ist in einer Vielzahl von Gesteinen sowie vielen Mineralien enthalten: Sulfiterze von Nichteisenmetallen, Eisenerzen, einigen Oxidmineralien (Chromit, Magnetit, Rutil und andere), Graniten , Diabas und Basalte. In der Zusammensetzung einiger Sphalerite kann der Gehalt des Elements mehrere Kilogramm pro Tonne erreichen, beispielsweise in Frankeit und Sulvanit 1 kg / t, in Enargit beträgt der Germaniumgehalt 5 kg / t, in Pyrargyrit - bis zu 10 kg / t, aber in anderen Silikaten und Sulfiden - Dutzende und Hunderte g/t. Ein kleiner Anteil Germanium ist in fast allen Silikaten sowie in einigen Öl- und Kohlevorkommen vorhanden.

Das Hauptmineral des Elements ist Germaniumsulfit (Formel GeS2). Das Mineral kommt als Verunreinigung in Zinksulfiten und anderen Metallen vor. Die wichtigsten Germaniumminerale sind: Germanit Cu 3 (Ge, Fe, Ga) (S, As) 4, Plumbogermanit (Pb, Ge, Ga) 2 SO 4 (OH) 2 2H 2 O, Stottit FeGe (OH) 6, Rhenierit Cu 3 (Fe, Ge, Zn) (S, As) 4 und Argyrodit Ag 8 GeS 6 .

Germanium ist ausnahmslos in den Territorien aller Staaten vorhanden. Aber keines der Industrieländer der Welt verfügt über industrielle Vorkommen dieses Metalls. Germanium ist sehr, sehr verteilt. Auf der Erde gelten Mineralien dieses Metalls als sehr selten, der Gehalt an Germanium beträgt mindestens 1%. Zu diesen Mineralien gehören Germanit, Argyrodit, Ultramafic und andere, einschließlich der in den letzten Jahrzehnten entdeckten Mineralien: Schtotit, Renierit, Plumbogermanit und Confieldit. Die Vorkommen all dieser Mineralien sind nicht in der Lage, den Bedarf der modernen Industrie an diesem seltenen und wichtigen chemischen Element zu decken.

Der Großteil von Germanium ist in Mineralien anderer chemischer Elemente dispergiert und kommt auch in natürlichen Gewässern, in Kohlen, in lebenden Organismen und im Boden vor. Beispielsweise erreicht der Germaniumgehalt in gewöhnlicher Kohle manchmal mehr als 0,1 %. Aber eine solche Zahl ist ziemlich selten, normalerweise ist der Anteil von Germanium geringer. Aber es gibt fast kein Germanium in Anthrazit.

Erhalt

Bei der Verarbeitung von Germaniumsulfid wird das Oxid GeO 2 gewonnen, das mit Hilfe von Wasserstoff zu freiem Germanium reduziert wird.

In der industriellen Produktion wird Germanium hauptsächlich als Nebenprodukt bei der Verarbeitung von NE-Metallerzen (Zinkblende, Zink-Kupfer-Blei-Polymetallkonzentrate mit 0,001-0,1 % Germanium), Asche aus der Kohleverbrennung und einigen Nebenprodukten abgebaut. Produkte der Kokschemie.

Zunächst wird Germaniumkonzentrat (von 2 % bis 10 % Germanium) aus den oben diskutierten Quellen auf verschiedene Weise isoliert, deren Auswahl von der Zusammensetzung des Rohmaterials abhängt. Bei der Verarbeitung von Boxkohlen wird Germanium teilweise (von 5% bis 10%) in Teerwasser und Harz ausgefällt, von dort in Kombination mit Tannin extrahiert, anschließend getrocknet und bei einer Temperatur von 400-500 ° gebrannt C. Das Ergebnis ist ein Konzentrat, das etwa 30-40 % Germanium enthält, aus dem Germanium in Form von GeCl 4 isoliert wird. Der Prozess der Gewinnung von Germanium aus einem solchen Konzentrat umfasst in der Regel die gleichen Phasen:

1) Das Konzentrat wird mit Salzsäure, einem Gemisch aus Säure und Chlor in wässrigem Medium oder anderen Chlorierungsmitteln chloriert, was zu technischem GeCl 4 führen kann. Um GeCl 4 zu reinigen, werden Rektifikation und Extraktion von Verunreinigungen konzentrierter Salzsäure verwendet.

2) Hydrolyse von GeCl 4 wird durchgeführt, die Hydrolyseprodukte werden calciniert, bis GeO 2 -Oxid erhalten wird.

3) GeO wird mit Wasserstoff oder Ammoniak zu reinem Metall reduziert.

Bei der Gewinnung des reinsten Germaniums, das in Halbleitern verwendet wird technische Mittel, Zonenschmelzen von Metall durchführen. Einkristallines Germanium, das für die Halbleiterherstellung benötigt wird, wird üblicherweise durch Zonenschmelzen oder durch das Czochralski-Verfahren gewonnen.

Methoden zur Isolierung von Germanium aus Teerwässern von Kokereien wurden vom sowjetischen Wissenschaftler V.A. Nazarenko. In diesem Rohstoff ist Germanium nicht mehr als 0,0003%, jedoch ist es unter Verwendung eines Eichenextrakts daraus leicht, Germanium in Form eines Tannidkomplexes auszufällen.

Der Hauptbestandteil von Tannin ist ein Glucoseester, in dem sich ein Meta-Digallussäurerest befindet, der Germanium bindet, auch wenn die Konzentration des Elements in Lösung sehr gering ist. Aus dem Sediment kann leicht ein Konzentrat gewonnen werden, dessen Gehalt an Germaniumdioxid bis zu 45% beträgt.

Nachfolgende Transformationen werden bereits wenig von der Art des Rohstoffs abhängen. Germanium wird mit Wasserstoff reduziert (wie bei Winkler im 19. Jahrhundert), allerdings muss Germaniumoxid zunächst von zahlreichen Verunreinigungen isoliert werden. Gelungene Kombination Die Eigenschaften einer Germaniumverbindung erwiesen sich als sehr nützlich, um dieses Problem zu lösen.

Germaniumtetrachlorid GeCl4. ist eine flüchtige Flüssigkeit, die bei nur 83,1 °C siedet. Daher wird es ganz bequem durch Destillation und Rektifikation (in Quarzsäulen mit Füllkörpern) gereinigt.

GeCl4 ist in Salzsäure fast unlöslich. Das bedeutet, dass die Auflösung von HCl-Verunreinigungen zur Reinigung genutzt werden kann.

Gereinigtes Germaniumtetrachlorid wird mit Wasser behandelt, mit Ionenaustauscherharzen gereinigt. Ein Zeichen für die gewünschte Reinheit ist eine Erhöhung des spezifischen Widerstands von Wasser auf 15-20 Millionen Ohm cm.

Die Hydrolyse von GeCl4 erfolgt unter Einwirkung von Wasser:

GeCl4 + 2H2O → GeO2 + 4HCl.

Es ist ersichtlich, dass wir die "rückwärts geschriebene" Gleichung für die Reaktion zum Erhalt von Germaniumtetrachlorid vor uns haben.

Dann kommt die Reduktion von GeO2 mit gereinigtem Wasserstoff:

GeO2 + 2 H2O → Ge + 2 H2O.

Als Ergebnis wird pulverförmiges Germanium erhalten, das legiert und anschließend durch das Zonenschmelzverfahren gereinigt wird. Dieses Reinigungsverfahren wurde bereits 1952 speziell für die Reinigung von Germanium entwickelt.

Die Verunreinigungen, die notwendig sind, um Germanium eine bestimmte Art von Leitfähigkeit zu verleihen, werden in den Endstufen der Herstellung eingeführt, nämlich während des Zonenschmelzens sowie während des Wachstums eines Einkristalls.

Anwendung

Germanium ist ein Halbleitermaterial, das in der Elektronik und Technik bei der Herstellung von Mikroschaltungen und Transistoren verwendet wird. Dünnste Germaniumschichten werden auf Glas aufgebracht und als Widerstand in Radaranlagen verwendet. Germaniumlegierungen mit verschiedene Metalle zur Herstellung von Detektoren und Sensoren verwendet. Germaniumdioxid wird häufig bei der Herstellung von Gläsern verwendet, die die Eigenschaft haben, Infrarotstrahlung durchzulassen.

Germaniumtellurid dient seit langem als stabiles thermoelektrisches Material sowie als Bestandteil von thermoelektrischen Legierungen (thermo-mittlere EMK mit 50 μV/K).Ultrahochreines Germanium spielt eine außerordentlich strategische Rolle bei der Herstellung von Prismen und Linsen für Infrarotoptiken. Der größte Verbraucher von Germanium ist gerade die Infrarotoptik, die in der Computertechnologie, Raketenziel- und Lenksystemen, Nachtsichtgeräten, Kartierung und der Untersuchung der Erdoberfläche von Satelliten verwendet wird. Germanium wird auch häufig in faseroptischen Systemen (Zusatz von Germaniumtetrafluorid zu Glasfasern) sowie in Halbleiterdioden verwendet.

Germanium als klassischer Halbleiter ist zum Schlüssel zur Lösung des Problems geworden, supraleitende Materialien zu schaffen, die bei der Temperatur von flüssigem Wasserstoff, aber nicht von flüssigem Helium arbeiten. Wie Sie wissen, geht Wasserstoff aus einem gasförmigen Zustand in einen flüssigen Zustand über, wenn die Temperatur -252,6 °C oder 20,5 °K erreicht. In den 1970er Jahren wurde ein Film aus Germanium und Niob entwickelt, der nur wenige tausend Atome dick war. Dieser Film ist in der Lage, selbst bei Temperaturen von 23,2 K und darunter Supraleitfähigkeit aufrechtzuerhalten.

Durch Einschmelzen von Indium in die HES-Platte, wodurch ein Bereich mit der sogenannten Lochleitfähigkeit geschaffen wird, wird eine gleichrichtende Vorrichtung erhalten, d. h. Diode. Die Diode hat die Fähigkeit zu passieren elektrischer Strom in eine Richtung: das Elektronengebiet aus dem Gebiet mit Lochleitung heraus. Nachdem Indium auf beiden Seiten der HES-Platte aufgeschmolzen wurde, wird diese Platte zur Basis des Transistors. Bereits 1948 wurde weltweit zum ersten Mal ein Germanium-Transistor hergestellt, und nach nur zwanzig Jahren wurden Hunderte Millionen solcher Geräte produziert.

Auf Germanium basierende Dioden und Trioden sind in Fernseh- und Radiogeräten, in einer Vielzahl von Messgeräten und Rechengeräten weit verbreitet.

Germanium wird auch in anderen besonders wichtigen Bereichen der modernen Technik verwendet: bei der Messung niedriger Temperaturen, beim Nachweis von Infrarotstrahlung usw.

Der Einsatz des Besens in all diesen Bereichen erfordert Germanium von sehr hoher chemischer und physikalischer Reinheit. Chemische Reinheit ist eine solche Reinheit, bei der die Menge an schädlichen Verunreinigungen nicht mehr als ein Zehnmillionstel Prozent (10–7 %) betragen sollte. Physikalische Reinheit bedeutet ein Minimum an Versetzungen, ein Minimum an Störungen in der Kristallstruktur einer Substanz. Um dies zu erreichen, wird speziell einkristallines Germanium gezüchtet. In diesem Fall ist der gesamte Metallbarren nur ein Kristall.

Dazu wird ein Germaniumkristall auf die Oberfläche von geschmolzenem Germanium gelegt - ein „Samen“, der mit einem Automaten allmählich aufsteigt, während die Schmelztemperatur den Schmelzpunkt von Germanium (937 ° C) leicht übersteigt. Der „Samen“ rotiert, damit der Einkristall, wie man so schön sagt, von allen Seiten gleichmäßig „mit Fleisch bewachsen“ wird. Es sollte beachtet werden, dass während eines solchen Wachstums dasselbe passiert wie beim Prozess des Zonenschmelzens, d.h. praktisch nur Germanium geht in die feste Phase über, alle Verunreinigungen verbleiben in der Schmelze.

Physikalische Eigenschaften

Wahrscheinlich mussten nur wenige Leser dieses Artikels Vanadium visuell sehen. Das Element selbst ist ziemlich knapp und teuer, sie stellen keine Konsumgüter daraus her, und ihre Germaniumfüllung, die darin vorkommt Elektrogeräte so klein, dass es unmöglich ist, das Metall zu sehen.

Einige Nachschlagewerke geben an, dass Germanium silberfarben ist. Dies kann jedoch nicht gesagt werden, da die Farbe von Germanium direkt von der Methode der Bearbeitung der Metalloberfläche abhängt. Manchmal kann es fast schwarz erscheinen, manchmal hat es eine stählerne Farbe und manchmal kann es silbrig sein.

Germanium ist ein so seltenes Metall, dass die Kosten seines Barrens mit den Kosten von Gold verglichen werden können. Germanium zeichnet sich durch eine erhöhte Sprödigkeit aus, die nur mit Glas zu vergleichen ist. Äußerlich ist Germanium dem Silizium ziemlich nahe. Diese beiden Elemente sind beide Konkurrenten um den Titel der wichtigsten Halbleiter und Analoga. Obwohl sich einige der technischen Eigenschaften des Elements weitgehend ähneln, lässt sich hinsichtlich des Aussehens der Materialien Germanium sehr gut von Silizium unterscheiden, Germanium ist mehr als doppelt so schwer. Die Dichte von Silizium beträgt 2,33 g/cm3 und die Dichte von Germanium 5,33 g/cm3.

Es ist jedoch unmöglich, eindeutig über die Dichte von Germanium zu sprechen, weil. die Zahl 5,33 g/cm3 bezieht sich auf Germanium-1. Dies ist eine der wichtigsten und häufigsten Modifikationen der fünf allotropen Modifikationen des 32. Elements. Vier davon sind kristallin und einer amorph. Germanium-1 ist die leichteste der vier kristallinen Modifikationen. Seine Kristalle sind genauso aufgebaut wie Diamantkristalle, a = 0,533 nm. Wenn diese Struktur jedoch für Kohlenstoff maximal dicht ist, dann hat Germanium auch dichtere Modifikationen. mäßige Hitze u Hoher Drück(etwa 30.000 Atmosphären bei 100 ° C) wandelt Germanium-1 in Germanium-2 um, dessen Kristallgitterstruktur genau der von weißem Zinn entspricht. Wir verwenden die gleiche Methode, um Germanium-3 und Germanium-4 zu gewinnen, die noch dichter sind. All diese „nicht ganz gewöhnlichen“ Modifikationen sind Germanium-1 nicht nur in der Dichte, sondern auch in der elektrischen Leitfähigkeit überlegen.

Die Dichte von flüssigem Germanium beträgt 5,557 g/cm3 (bei 1000°C), die Schmelztemperatur des Metalls liegt bei 937,5°C; der Siedepunkt beträgt etwa 2700°C; Der Wert des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten beträgt ungefähr 60 W / (m (K) oder 0,14 cal / (cm (sec (deg))) bei einer Temperatur von 25 ° C. Bei normalen Temperaturen ist sogar reines Germanium zerbrechlich, aber wenn es erreicht 550 ° C, es beginnt zu erliegen Auf der mineralogischen Skala beträgt die Härte von Germanium 6 bis 6,5, der Wert des Kompressibilitätskoeffizienten (im Druckbereich von 0 bis 120 H / m 2 oder von 0 bis 12000 kgf/mm²) 1,4 · 10&supmin;&sup7; m²/mn (oder 1,4 · 10&supmin;&sup6; cm²/kgf) beträgt, die Oberflächenspannung 0,6 n/m (oder 600 dynes/cm) beträgt.

Germanium ist ein typischer Halbleiter mit einer Bandlückengröße von 1,104·10 –19 oder 0,69 eV (bei 25°C); In hochreinem Germanium beträgt der spezifische elektrische Widerstand 0,60 Ohm (m (60 Ohm (cm)) (25 ° C); der Elektronenmobilitätsindex beträgt 3900 und die Lochmobilität beträgt 1900 cm 2 / Zoll s (bei 25 ° C und bei einem Gehalt von 8 % an Verunreinigungen.) Für Infrarotstrahlen, deren Wellenlänge mehr als 2 Mikrometer beträgt, ist das Metall transparent.

Germanium ist ziemlich spröde, es kann nicht unter 550 °C durch Druck heiß oder kalt bearbeitet werden, aber wenn die Temperatur steigt, wird das Metall duktil. Die Härte des Metalls auf der mineralogischen Skala beträgt 6,0-6,5 (Germanium wird mit einer Metall- oder Diamantscheibe und einem Schleifmittel in Platten gesägt).

Chemische Eigenschaften

Germanium, das in chemischen Verbindungen vorkommt, weist normalerweise die zweite und vierte Wertigkeit auf, aber Verbindungen von vierwertigem Germanium sind stabiler. Germanium ist bei Raumtemperatur beständig gegen die Einwirkung von Wasser, Luft sowie Alkalilösungen und verdünnten Konzentraten von Schwefel- oder Salzsäure, aber das Element löst sich recht leicht in Königswasser oder einer alkalischen Lösung von Wasserstoffperoxid. Das Element wird durch die Einwirkung von Salpetersäure langsam oxidiert. Beim Erreichen einer Temperatur von 500–700 °C an Luft beginnt Germanium zu GeO 2 und GeO-Oxiden zu oxidieren. (IV) Germaniumoxid ist ein weißes Pulver mit einem Schmelzpunkt von 1116°C und einer Löslichkeit in Wasser von 4,3 g/l (bei 20°C). Die Substanz ist nach ihren chemischen Eigenschaften amphoter, alkalilöslich, schwer in Mineralsäure löslich. Es entsteht durch Eindringen des bei der Hydrolyse freigesetzten hydratisierten Niederschlags GeO 3 nH 2 O. Germaniumsäurederivate, zB Metallgermanate (Na 2 GeO 3 , Li 2 GeO 3 , etc.) sind hochschmelzende Feststoffe , können durch Schmelzen von GeO 2 und anderen Oxiden erhalten werden.

Durch die Wechselwirkung von Germanium und Halogenen können die entsprechenden Tetrahalogenide gebildet werden. Am einfachsten verläuft die Reaktion mit Chlor und Fluor (auch bei Raumtemperatur), dann mit Jod (Temperatur 700-800 °C, Gegenwart von CO) und Brom (bei geringer Erwärmung). Eine der wichtigsten Germaniumverbindungen ist Tetrachlorid (Formel GeCl 4). Es ist eine farblose Flüssigkeit mit einem Schmelzpunkt von 49,5 °C, einem Siedepunkt von 83,1 °C und einer Dichte von 1,84 g/cm3 (bei 20 °C). Die Substanz wird durch Wasser stark hydrolysiert, wobei ein Niederschlag von hydratisiertem Oxid (IV) freigesetzt wird. Das Tetrachlorid wird durch Chlorierung von metallischem Germanium oder durch die Wechselwirkung von GeO 2 -Oxid und konzentrierter Salzsäure gewonnen. Bekannt sind auch Germaniumdihalogenide der allgemeinen Formel GeX 2 , Hexachlordigerman Ge 2 Cl 6 , GeCl-Monochlorid sowie Germaniumoxychloride (zB CeOCl 2 ).

Beim Erreichen von 900-1000 ° C interagiert Schwefel heftig mit Germanium und bildet GeS 2 -Disulfid. Es ist ein weißer Feststoff mit einem Schmelzpunkt von 825 °C. Auch die Bildung von GeS-Monosulfid und ähnlichen Verbindungen von Germanium mit Tellur und Selen, die Halbleiter sind, sind möglich. Bei einer Temperatur von 1000–1100 °C reagiert Wasserstoff leicht mit Germanium und bildet Germine (GeH) X, eine instabile und leicht flüchtige Verbindung. Germanische Wasserstoffatome der Reihe Ge n H 2n + 2 bis Ge 9 H 20 können durch Umsetzung von Germaniden mit verdünnter HCl gebildet werden. Germylene ist auch mit der Zusammensetzung GeH 2 bekannt. Germanium reagiert nicht direkt mit Stickstoff, aber es gibt Ge 3 N 4 -Nitrid, das durch Einwirkung von Ammoniak auf Germanium (700-800 ° C) erhalten wird. Germanium interagiert nicht mit Kohlenstoff. Germanium bildet sich mit vielen Metallen diverse Anschlüsse- Germaniden.

Es sind viele Komplexverbindungen des Germaniums bekannt, die in der analytischen Chemie des Elements Germanium sowie in den Gewinnungsprozessen zunehmend an Bedeutung gewinnen Chemisches Element. Germanium ist in der Lage, mit Hydroxylgruppen enthaltenden organischen Molekülen komplexe Verbindungen zu bilden ( mehrwertige Alkohole, mehrbasige Säuren usw.). Es gibt auch Germaniumheteropolysäuren. Wie andere Elemente der Gruppe IV bildet Germanium charakteristischerweise organometallische Verbindungen. Ein Beispiel ist Tetraethylgerman (C 2 H 5 ) 4 Ge 3 .