जर्मेनियम भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म. जर्मेनियम घटक

जर्मेनियम(lat. जर्मेनियम), Ge, गट IV चे रासायनिक घटक आवर्तसारणीमेंडेलीव्ह; अनुक्रमांक ३२, अणु वस्तुमान७२.५९; मेटलिक शीनसह राखाडी-पांढरा घन. नैसर्गिक जर्मेनियम हे 70, 72, 73, 74 आणि 76 वस्तुमान असलेल्या पाच स्थिर समस्थानिकांचे मिश्रण आहे. जर्मेनियमचे अस्तित्व आणि गुणधर्म 1871 मध्ये डी.आय. मेंडेलीव्ह यांनी वर्तवले होते आणि त्याच्या समानतेमुळे या अद्याप अज्ञात घटकाला इका-सिलिकॉन असे नाव दिले सिलिकॉन सह गुणधर्म. 1886 मध्ये, जर्मन रसायनशास्त्रज्ञ के. विंकलर यांनी खनिज आर्गीरोडाइटमध्ये एक नवीन घटक शोधला, ज्याला त्यांनी त्यांच्या देशाच्या सन्मानार्थ जर्मेनियम असे नाव दिले; जर्मेनियम हे इका-सिलिकॉन सारखेच असल्याचे दिसून आले. 20 व्या शतकाच्या उत्तरार्धापर्यंत व्यावहारिक वापरजर्मनी खूप मर्यादित राहिले. सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्सच्या विकासाच्या संदर्भात जर्मनीमध्ये औद्योगिक उत्पादन उद्भवले.

मध्ये एकूण जर्मेनियम सामग्री पृथ्वीचा कवच 7·10 -4% वजनाने, म्हणजे, उदाहरणार्थ, सुरमा, चांदी, बिस्मथ पेक्षा जास्त. तथापि, जर्मनीची स्वतःची खनिजे अत्यंत दुर्मिळ आहेत. त्यापैकी जवळजवळ सर्व सल्फोसाल्ट्स आहेत: जर्मनाइट Cu 2 (Cu, Fe, Ge, Zn) 2 (S, As) 4, argyrodite Ag 8 GeS 6, confieldite Ag 8 (Sn, Ge) S 6 आणि इतर. जर्मनीचा मोठा भाग पृथ्वीच्या कवचात मोठ्या प्रमाणात विखुरलेला आहे खडकआणि खनिजे: नॉन-फेरस धातूंच्या सल्फाइड धातूंमध्ये, लोह धातूंमध्ये, काही ऑक्साईड खनिजांमध्ये (क्रोमाइट, मॅग्नेटाइट, रुटाइल आणि इतर), ग्रॅनाइट्स, डायबेसेस आणि बेसाल्टमध्ये. याव्यतिरिक्त, जर्मेनियम जवळजवळ सर्व सिलिकेटमध्ये, काही ठेवींमध्ये उपस्थित आहे कोळसाआणि तेल.

भौतिक गुणधर्म जर्मनी.जर्मेनियम क्यूबिक डायमंड-प्रकारच्या संरचनेत स्फटिक बनते, युनिट सेल पॅरामीटर a = 5.6575 Å. घन जर्मेनियमची घनता 5.327 g/cm 3 (25°C); द्रव 5.557 (1000°C); t pl 937.5°C; उकळत्या बिंदू सुमारे 2700 डिग्री सेल्सियस; थर्मल चालकता गुणांक ~60 W/(m K), किंवा 0.14 cal/(cm सेकंद) 25°C वर. अगदी शुद्ध जर्मेनियम देखील सामान्य तापमानात ठिसूळ आहे, परंतु 550 डिग्री सेल्सिअसपेक्षा जास्त ते प्लास्टिकच्या विकृतीसाठी संवेदनाक्षम आहे. खनिज स्केलवर कडकपणा जर्मनी 6-6.5; संकुचितता गुणांक (दाब श्रेणी 0-120 H/m 2, किंवा 0-12000 kgf/mm 2) 1.4·10 -7 m 2 /mn (1.4·10 -6 cm 2 /kgf); पृष्ठभागावरील ताण 0.6 n/m (600 dynes/cm). जर्मेनियम हे 1.104·10 -19 J किंवा 0.69 eV (25°C) च्या बँड गॅपसह एक सामान्य अर्धसंवाहक आहे; विद्युत प्रतिरोधकता जर्मनी उच्च शुद्धता 0.60 ohm m (60 ohm cm) 25°C वर; इलेक्ट्रॉन मोबिलिटी 3900 आणि होल मोबिलिटी 1900 सेमी 2 /v सेकंद (25°C) (10 -8% पेक्षा कमी अशुद्धता सामग्रीसह). 2 मायक्रॉनपेक्षा जास्त तरंगलांबी असलेल्या इन्फ्रारेड किरणांपासून पारदर्शक.

रासायनिक गुणधर्म जर्मनी.रासायनिक संयुगेमध्ये, जर्मेनियम सामान्यतः 2 आणि 4 चे व्हॅलेन्स प्रदर्शित करते, 4-व्हॅलेंट जर्मेनियमचे संयुगे अधिक स्थिर असतात. खोलीच्या तपमानावर, जर्मेनियम हवा, पाणी, अल्कली द्रावण आणि सौम्य हायड्रोक्लोरिक आणि सल्फ्यूरिक ऍसिडला प्रतिरोधक आहे, परंतु एक्वा रेजीया आणि हायड्रोजन पेरॉक्साइडच्या अल्कधर्मी द्रावणात सहजपणे विरघळते. हे हळूहळू नायट्रिक ऍसिडद्वारे ऑक्सिडाइझ केले जाते. हवेत 500-700°C पर्यंत गरम केल्यावर, जर्मेनियम GeO आणि GeO 2 या ऑक्साईड्समध्ये ऑक्सिडाइज केले जाते. जर्मनी (IV) ऑक्साईड - वितळणारे तापमान 1116°C सह पांढरा पावडर; पाण्यात विद्राव्यता 4.3 g/l (20°C). त्याच्या रासायनिक गुणधर्मांनुसार, ते एम्फोटेरिक, अल्कलीसमध्ये विरघळणारे आणि खनिज ऍसिडमध्ये विरघळण्यास कठीण आहे. हे GeCl 4 टेट्राक्लोराइडच्या हायड्रोलिसिस दरम्यान सोडलेल्या हायड्रेट प्रिसिपिटेट (GeO 3 ·nH 2 O) च्या कॅल्सिनेशनद्वारे प्राप्त होते. GeO 2 चे इतर ऑक्साईडसह फ्यूज करून, जर्मनिक ऍसिड डेरिव्हेटिव्ह मिळवता येते - मेटल जर्मेनेट (Li 2 GeO 3, Na 2 GeO 3 आणि इतर) - उच्च वितळण्याचे बिंदू असलेले घन पदार्थ.

जेव्हा जर्मेनियम हॅलोजनसह प्रतिक्रिया देते तेव्हा संबंधित टेट्राहाइड्स तयार होतात. प्रतिक्रिया फ्लोरिन आणि क्लोरीन (आधीच खोलीच्या तापमानावर), नंतर ब्रोमिन (कमी गरम) आणि आयोडीन (CO च्या उपस्थितीत 700-800°C वर) सह सहजतेने पुढे जाते. जर्मनी टेट्राक्लोराइड जीसीएल 4 हे सर्वात महत्वाचे संयुगांपैकी एक रंगहीन द्रव आहे; t pl -49.5°C; उकळत्या बिंदू 83.1°C; घनता 1.84 g/cm 3 (20°C). हे पाण्याने जोरदारपणे हायड्रोलायझ केले जाते, हायड्रेटेड ऑक्साईड (IV) च्या अवक्षेपण सोडते. हे मेटलिक जर्मेनियम क्लोरीन करून किंवा केंद्रित HCl सह GeO 2 ची प्रतिक्रिया करून प्राप्त होते. सामान्य सूत्र GeX 2, GeCl monochloride, hexachlorodigermane Ge 2 Cl 6 आणि जर्मेनियम ऑक्सिक्लोराईड्स (उदाहरणार्थ, CeOCl 2) चे जर्मेनियम डायहॅलाइड्स देखील ओळखले जातात.

सल्फर 900-1000°C तपमानावर जर्मेनियमवर जोमदारपणे प्रतिक्रिया देऊन डायसल्फाइड GeS 2 तयार करतो - एक पांढरा घन, वितळण्याचा बिंदू 825°C. GeS मोनोसल्फाइड आणि सेलेनियम आणि टेल्युरियमसह जर्मनीतील तत्सम संयुगे, जे अर्धसंवाहक आहेत, त्यांचे देखील वर्णन केले आहे. 1000-1100°C तापमानावर हायड्रोजन जर्माइन (GeH) X, अस्थिर आणि अत्यंत अस्थिर संयुग तयार करण्यासाठी थोडीशी जर्मेनियमशी प्रतिक्रिया देतो. सौम्य हायड्रोक्लोरिक ऍसिडसह जर्मनाइड्सची प्रतिक्रिया करून, Ge n H 2n+2 मालिकेतील Ge 9 H 20 पर्यंतचे जर्मनाइड हायड्रोजन मिळू शकतात. GeH 2 ची जर्मिलीन देखील ओळखली जाते. जर्मेनियम नायट्रोजनवर थेट प्रतिक्रिया देत नाही, तथापि, एक नायट्राइड Ge 3 N 4 आहे, जे जर्मेनियमवर 700-800°C तापमानावर अमोनियाच्या क्रियेद्वारे प्राप्त होते. जर्मेनियम कार्बनशी संवाद साधत नाही. जर्मेनियम अनेक धातूंसह संयुगे बनवते - जर्मनाइड्स.

असंख्य ज्ञात आहेत जटिल संयुगेजर्मनी, जे विश्लेषणात्मक रसायनशास्त्र जर्मनी आणि त्याच्या तयारीच्या प्रक्रियेत वाढत्या प्रमाणात महत्त्वपूर्ण होत आहे. जर्मेनियम ऑर्गेनिक हायड्रॉक्सिल-युक्त रेणू (पॉलीहायड्रिक अल्कोहोल, पॉलीबेसिक ऍसिड आणि इतर) सह जटिल संयुगे बनवते. जर्मनी हेटेरोपोलियासिड्स प्राप्त झाले. गट IV च्या इतर घटकांप्रमाणेच, जर्मेनियम हे ऑर्गेनोमेटेलिक संयुगेच्या निर्मितीद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहे, ज्याचे उदाहरण टेट्राएथिलगरमॅन (C 2 H 5) 4 Ge 3 आहे.

पावती जर्मनी.औद्योगिक व्यवहारात, जर्मेनियम मुख्यत्वे 0.001-0.1% जर्मेनियम असलेल्या नॉन-फेरस धातूच्या धातूंवर प्रक्रिया करण्याच्या उप-उत्पादनांमधून (जस्त ब्लेंड, झिंक-कॉपर-लीड पॉलिमेटॅलिक कॉन्सन्ट्रेट्स) मिळवले जाते. कोळशाच्या ज्वलनातून निघणारी राख, गॅस जनरेटरची धूळ आणि कोक प्लांटमधील कचरा यांचाही कच्चा माल म्हणून वापर केला जातो. मूलतः सूचीबद्ध स्त्रोतांकडून वेगळा मार्ग, कच्च्या मालाच्या रचनेवर अवलंबून, जर्मेनियम एकाग्रता प्राप्त होते (2-10% जर्मनी). कॉन्सन्ट्रेटमधून जर्मनी बाहेर काढण्यात सामान्यतः खालील टप्पे समाविष्ट असतात: 1) हायड्रोक्लोरिक ऍसिडसह एकाग्रतेचे क्लोरीनेशन, त्यात क्लोरीनचे मिश्रण जलीय वातावरणकिंवा तांत्रिक GeCl 4 मिळविण्यासाठी इतर क्लोरीनिंग एजंट्स. GeCl 4 शुद्ध करण्यासाठी, केंद्रित HCl सह अशुद्धता सुधारणे आणि काढणे वापरले जाते. 2) GeCl 4 चे हायड्रोलिसिस आणि GeO 2 प्राप्त करण्यासाठी हायड्रोलिसिस उत्पादनांचे कॅल्सिनेशन. 3) हायड्रोजन किंवा अमोनियासह GeO 2 धातूमध्ये कमी करणे. सेमीकंडक्टर उपकरणांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या अत्यंत शुद्ध जर्मेनियम वेगळे करण्यासाठी, धातूचे झोन वितळले जाते. सेमीकंडक्टर उद्योगासाठी आवश्यक असलेले सिंगल-क्रिस्टलाइन जर्मेनियम, सामान्यतः झोन मेल्टिंग किंवा झोक्राल्स्की पद्धतीद्वारे प्राप्त केले जाते.

अर्ज जर्मनी.जर्मेनियम आधुनिक सेमीकंडक्टर तंत्रज्ञानातील सर्वात मौल्यवान सामग्रींपैकी एक आहे. हे डायोड, ट्रायोड्स, क्रिस्टल डिटेक्टर आणि पॉवर रेक्टिफायर्स बनवण्यासाठी वापरले जाते. मोनोक्रिस्टलाइन जर्मेनियमचा वापर डोसमेट्रिक साधने आणि उपकरणांमध्ये देखील केला जातो जे स्थिर आणि वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्रांची ताकद मोजतात. जर्मनीतील एक महत्त्वाचे अनुप्रयोग क्षेत्र हे इन्फ्रारेड तंत्रज्ञान आहे, विशेषतः डिटेक्टरचे उत्पादन इन्फ्रारेड विकिरण, 8-14 मायक्रॉनच्या प्रदेशात कार्यरत. जर्मेनियम असलेले अनेक मिश्र धातु, GeO 2 वर आधारित चष्मा आणि इतर जर्मन संयुगे व्यावहारिक वापरासाठी आशादायक आहेत.

1870 मध्ये डी.आय. मेंडेलीव्ह आधारित नियतकालिक कायदागट IV च्या अद्याप न सापडलेल्या घटकाचा अंदाज लावला, त्याला इका-सिलिकॉन म्हटले आणि त्याचे मुख्य गुणधर्म वर्णन केले. 1886 मध्ये, जर्मन रसायनशास्त्रज्ञ क्लेमेन्स विंकलर यांनी खनिज आर्गीरोडाइटच्या रासायनिक विश्लेषणादरम्यान हा रासायनिक घटक शोधला. सुरुवातीला, विंकलरला नवीन घटक "नेपट्यूनियम" म्हणायचे होते, परंतु हे नाव आधीच प्रस्तावित घटकांपैकी एकास दिले गेले होते, म्हणून या घटकाचे नाव वैज्ञानिकांच्या जन्मभूमी - जर्मनीच्या सन्मानार्थ ठेवण्यात आले.

निसर्गात असणे, प्राप्त करणे:

जर्मेनियम सल्फाइड अयस्क, लोह धातूमध्ये आढळते आणि जवळजवळ सर्व सिलिकेटमध्ये आढळते. जर्मेनियम असलेली मुख्य खनिजे आहेत: आर्गीरोडाइट एजी 8 जीएस 6, कॉन्फिल्डाइट एजी 8 (एसएन,सीई)एस 6, स्टोटाइट फेगे(ओएच) 6, जर्मेनिट क्यू 3 (जी, फे, गा) (एस,एएस) 4 , रेनिराइट क्यू 3 ( Fe, Ge, Zn)(S, As) 4 .
अयस्क संवर्धन आणि एकाग्रतेसाठी जटिल आणि श्रम-केंद्रित ऑपरेशन्सचा परिणाम म्हणून, जर्मेनियम GeO 2 ऑक्साईडच्या स्वरूपात वेगळे केले जाते, जे हायड्रोजनसह 600°C वर एका साध्या पदार्थात कमी केले जाते.
GeO 2 + 2H 2 =Ge + 2H 2 O
जर्मेनियम हे झोन मेल्टिंग पद्धतीचा वापर करून शुद्ध केले जाते, ज्यामुळे ते सर्वात रासायनिक शुद्ध पदार्थांपैकी एक बनते.

भौतिक गुणधर्म:

मेटलिक शीनसह राखाडी-पांढरा घन (mp 938°C, bp 2830°C)

रासायनिक गुणधर्म:

येथे सामान्य परिस्थितीजर्मेनियम हवा आणि पाणी, क्षार आणि आम्लांना प्रतिरोधक आहे, एक्वा रेजिआमध्ये आणि हायड्रोजन पेरॉक्साइडच्या अल्कधर्मी द्रावणात विरघळते. जर्मेनियमच्या संयुगांमध्ये ऑक्सिडेशन अवस्था: 2, 4.

सर्वात महत्वाचे कनेक्शन:

जर्मेनियम(II) ऑक्साईड, GeO, राखाडी-काळा, किंचित विद्रव्य. b-in, गरम केल्यावर ते विषम होते: 2GeO = Ge + GeO 2
जर्मेनियम (II) हायड्रॉक्साइड Ge(OH) 2, लाल-नारिंगी. ख्रिस्त.,
जर्मेनियम (II) आयोडाइड, GeI 2, पिवळा. cr., sol. पाण्यात, हायड्रोल. बाय
जर्मेनियम(II) हायड्राइड, GeH 2, tv. पांढरा छिद्र, सहज ऑक्सिडाइज्ड. आणि क्षय.

जर्मेनियम(IV) ऑक्साईड, GeO 2 , पांढरा क्रिस्टल, एम्फोटेरिक, जर्मेनियम क्लोराईड, सल्फाइड, हायड्राइड किंवा नायट्रिक ऍसिडसह जर्मेनियमची प्रतिक्रिया यांच्या हायड्रोलिसिसद्वारे प्राप्त होते.
जर्मेनियम (IV) हायड्रॉक्साइड (जर्मेनिक ऍसिड), H 2 GeO 3 , कमकुवत. undef द्विअक्षीय उदाहरणार्थ, जर्मनेट लवण, उदाहरणार्थ. सोडियम जर्मनेट, Na 2 GeO 3 , पांढरा क्रिस्टल, सोल. पाण्यात; हायग्रोस्कोपिक Na 2 हेक्साहायड्रॉक्सोगरमॅनेट्स (ऑर्थो-जर्मानेट्स) आणि पॉलीजर्मानेट्स देखील आहेत
जर्मेनियम (IV) सल्फेट, Ge(SO 4) 2, रंगहीन. स्फटिक, पाण्याद्वारे GeO 2 द्वारे हायड्रोलायझ केलेले, जर्मेनियम(IV) क्लोराईड सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइडसह 160°C वर गरम करून प्राप्त केले: GeCl 4 + 4SO 3 = Ge(SO 4) 2 + 2SO 2 + 2Cl 2
जर्मेनियम(IV) हॅलाइड्स, फ्लोराइड GeF 4 - सर्वोत्तम. गॅस, क्रूड हायड्रोल., HF शी प्रतिक्रिया देऊन H 2 बनते - हायड्रोफ्लोरिक ऍसिड: GeF 4 + 2HF = H 2,
क्लोराईड GeCl 4, रंगहीन. द्रव, जल., ब्रोमाइड GeBr 4, राखाडी cr किंवा रंगहीन द्रव, सोल. org मध्ये. conn.,
आयोडाइड GeI 4, पिवळा-नारिंगी. cr., हळू. hydr., sol. org मध्ये. conn
जर्मेनियम (IV) सल्फाइड, GeS 2, पांढरा cr., खराब विद्रव्य. पाण्यात, हायड्रोल., अल्कलीसह प्रतिक्रिया देते:
3GeS 2 + 6NaOH = Na 2 GeO 3 + 2Na 2 GeS 3 + 3H 2 O, जर्मेनेट आणि थिओगरमॅनेट तयार करतात.
जर्मेनियम(IV) हायड्राइड, "जर्मेन", GeH 4 , रंगहीन गॅस, ऑर्गेनिक डेरिव्हेटिव्हज टेट्रामेथाइलगरमॅन Ge(CH 3) 4, tetraethylgermane Ge(C 2 H 5) 4 - रंगहीन. द्रव

अर्ज:

सर्वात महत्वाची सेमीकंडक्टर सामग्री, अनुप्रयोगाचे मुख्य क्षेत्रः ऑप्टिक्स, रेडिओ इलेक्ट्रॉनिक्स, आण्विक भौतिकशास्त्र.

जर्मेनियम संयुगे किंचित विषारी असतात. जर्मेनियम हे एक सूक्ष्म तत्व आहे जे मानवी शरीरात कार्यक्षमता वाढवते. रोगप्रतिकार प्रणालीशरीर, कर्करोगाशी लढा देते, वेदना कमी करते. हे देखील लक्षात घेतले जाते की जर्मेनियम शरीराच्या ऊतींमध्ये ऑक्सिजनच्या हस्तांतरणास प्रोत्साहन देते आणि एक शक्तिशाली अँटिऑक्सिडेंट आहे - शरीरातील मुक्त रॅडिकल्सचे अवरोधक.
मानवी शरीराची रोजची गरज ०.४-१.५ मिग्रॅ आहे.
जर्मेनियम सामग्रीमध्ये चॅम्पियन अन्न उत्पादनेलसूण आहे (लसणाच्या पाकळ्याच्या कोरड्या वजनाच्या 1 ग्रॅम प्रति 750 एमसीजी जर्मेनियम).

हे साहित्य ट्यूमेन स्टेट युनिव्हर्सिटीच्या भौतिकशास्त्र आणि रसायनशास्त्र संस्थेच्या विद्यार्थ्यांनी तयार केले होते
डेमचेन्को यु.व्ही., बोर्नोवोलोकोवा ए.ए.
स्रोत:
Germanium//Wikipedia./ URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=63504262 (प्रवेश तारीख: 06/13/2014).
Germanium//Allmetals.ru/URL: http://www.allmetals.ru/metals/germanium/ (प्रवेश तारीख: 06/13/2014).

जर्मेनियम

जर्मेनियम-मी; मीरासायनिक घटक (Ge), धातूचा चमक असलेला राखाडी-पांढरा घन (तो मुख्य अर्धसंवाहक पदार्थ आहे). जर्मेनियम प्लेट.

◁ जर्मेनियम, अरेरे, अरेरे. G-th कच्चा माल. जी. पिंड.

(लॅटिन जर्मेनियम), आवर्त सारणीच्या गट IV चे रासायनिक घटक. के.ए. विंकलरच्या जन्मभूमीच्या सन्मानार्थ हे नाव लॅटिन जर्मनिया - जर्मनीचे आहे. चांदी-राखाडी क्रिस्टल्स; घनता 5.33 ग्रॅम/सेमी 3, ट pl 938.3ºC. निसर्गात प्रसारित (स्वतःचे खनिज दुर्मिळ आहेत); नॉन-फेरस धातूच्या धातूपासून काढलेले. साठी सेमीकंडक्टर सामग्री इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे(डायोड, ट्रान्झिस्टर इ.), मिश्रधातूंचे घटक, आयआर उपकरणांमधील लेन्ससाठी साहित्य, आयनीकरण रेडिएशन डिटेक्टर.

GERMANIUM (lat. जर्मेनियम), Ge (“hertempmanium” वाचा), अणुक्रमांक 32 असलेले रासायनिक घटक, अणु वस्तुमान 72.61. नैसर्गिक जर्मेनियममध्ये वस्तुमान संख्या 70 (नैसर्गिक मिश्रणातील सामग्री वजनाने 20.51%), 72 (27.43%), 73 (7.76%), 74 (36.54%), आणि 76 (7.76%) असलेले पाच समस्थानिक असतात. बाह्य इलेक्ट्रॉन स्तर 4 कॉन्फिगरेशन s 2 p 2 . ऑक्सिडेशन +4, +2 (व्हॅलेंसी IV, II) दर्शवते. घटकांच्या नियतकालिक सारणीच्या कालावधी 4 मध्ये, गट IVA मध्ये स्थित आहे.
शोधाचा इतिहास
के.ए.विंकलर यांनी शोधले होते (सेमी.विंकलर क्लेमेन्स अलेक्झांडर)(आणि त्याच्या जन्मभूमीच्या नावावर - जर्मनी) 1886 मध्ये खनिज argyrodite Ag 8 GeS 6 च्या विश्लेषणादरम्यान या घटकाचे अस्तित्व आणि त्याच्या काही गुणधर्मांचा D. I. मेंडेलीव्ह यांनी अंदाज लावला होता. (सेमी.मेंडेलीव्ह दिमित्री इव्हानोविच).
निसर्गात असणे
पृथ्वीच्या कवचातील सामग्री वजनानुसार 1.5·10 -4% आहे. विखुरलेल्या घटकांचा संदर्भ देते. हे निसर्गात मुक्त स्वरूपात आढळत नाही. सिलिकेट्स, गाळाचे लोह, पॉलिमेटॅलिक, निकेल आणि टंगस्टन धातू, कोळसा, पीट, तेल, थर्मल वॉटर आणि शैवाल मध्ये अशुद्धता म्हणून समाविष्ट आहे. सर्वात महत्वाची खनिजे: जर्मनाइट Cu 3 (Ge, Fe, Ga)(S,As) 4, स्टोटाइट FeGe(OH) 6, plumbogermanite (Pb,Ge,Ga) 2 SO 4 (OH) 2 2H 2 O, argyrodite Ag 8 GeS 6, rhenierite Cu 3 (Fe,Ge,Zn)(S,As) 4.
जर्मेनियम मिळवणे
जर्मेनियम मिळविण्यासाठी, नॉन-फेरस धातूच्या अयस्कांवर प्रक्रिया करणारे उप-उत्पादने, कोळशाच्या ज्वलनातून राख आणि काही कोक रासायनिक उत्पादने वापरली जातात. Ge असलेला कच्चा माल फ्लोटेशनद्वारे समृद्ध केला जातो. नंतर एकाग्रतेचे GeO 2 ऑक्साईडमध्ये रूपांतर होते, जे हायड्रोजनसह कमी होते (सेमी.हायड्रोजन):
GeO 2 + 4H 2 = Ge + 2H 2 O
10 -3 -10 -4% अशुद्धता सामग्रीसह अर्धसंवाहक शुद्धतेचे जर्मेनियम झोन वितळण्याद्वारे प्राप्त होते (सेमी.झोन वितळणे), क्रिस्टलायझेशन (सेमी.क्रिस्टलायझेशन)किंवा अस्थिर मोनोजर्मेन GeH 4 चे थर्मोलिसिस:
GeH 4 = Ge + 2H 2,
जे ऍसिडस् द्वारे Ge - जर्मनाइड्ससह सक्रिय धातूच्या संयुगांच्या विघटनादरम्यान तयार होते:
Mg 2 Ge + 4HCl = GeH 4 – + 2MgCl 2
शारीरिक आणि रासायनिक गुणधर्म
जर्मेनियम हा धातूचा चमक असलेला चांदीचा पदार्थ आहे. स्थिर बदलाची क्रिस्टल जाळी (Ge I), घन, चेहरा-केंद्रित, डायमंड प्रकार, ए= 0.533 nm (तीन अन्य बदल उच्च दाबांवर प्राप्त झाले होते). वितळण्याचा बिंदू 938.25 °C, उत्कलन बिंदू 2850 °C, घनता 5.33 kg/dm3. यात अर्धसंवाहक गुणधर्म आहेत, बँड अंतर 0.66 eV (300 K वर) आहे. जर्मेनियम 2 मायक्रॉनपेक्षा जास्त तरंगलांबीसह इन्फ्रारेड किरणोत्सर्गासाठी पारदर्शक आहे.
Ge चे रासायनिक गुणधर्म सिलिकॉनसारखे आहेत. (सेमी.सिलिकॉन). येथे सामान्य परिस्थितीऑक्सिजन प्रतिरोधक (सेमी.ऑक्सिजन), पाण्याची वाफ, पातळ आम्ल. मजबूत कॉम्प्लेक्सिंग एजंट्स किंवा ऑक्सिडायझिंग एजंट्सच्या उपस्थितीत, गरम झाल्यावर Ge ऍसिडसह प्रतिक्रिया देते:
Ge + H 2 SO 4 conc = Ge(SO 4) 2 + 2SO 2 + 4H 2 O,
Ge + 6HF = H 2 + 2H 2,
Ge + 4HNO 3 conc. = H 2 GeO 3 + 4NO 2 + 2H 2 O
जीई एक्वा रेजीयासह प्रतिक्रिया देते (सेमी. AQUA REGIA):
Ge + 4HNO 3 + 12HCl = GeCl 4 + 4NO + 8H 2 O.
ऑक्सिडायझिंग एजंटच्या उपस्थितीत जीई अल्कली द्रावणांशी संवाद साधते:
Ge + 2NaOH + 2H 2 O 2 = Na 2.
हवेत 700 डिग्री सेल्सिअस गरम केल्यावर, जीई पेटते. Ge सहज हॅलोजनशी संवाद साधतो (सेमी.हॅलोजन)आणि राखाडी (सेमी.सल्फर):
Ge + 2I 2 = GeI 4
हायड्रोजन सह (सेमी.हायड्रोजन), नायट्रोजन (सेमी.नायट्रोजन), कार्बन (सेमी.कार्बन)या घटकांसह जर्मेनियम थेट प्रतिक्रिया देत नाही; उदाहरणार्थ, नायट्राइड Ge 3 N 4 हे द्रव अमोनियामध्ये जर्मेनियम डायोडाइड GeI 2 विरघळवून तयार होते:
GeI 2 + NH 3 द्रव -> n -> Ge 3 N 4
जर्मेनियम (IV) ऑक्साईड, GeO 2, हा एक पांढरा स्फटिकासारखे पदार्थ आहे जो दोन बदलांमध्ये अस्तित्वात आहे. बदलांपैकी एक जटिल जर्मनिक ऍसिडच्या निर्मितीसह पाण्यात अंशतः विद्रव्य आहे. एम्फोटेरिक गुणधर्म प्रदर्शित करते.
GeO 2 ऍसिड ऑक्साईड म्हणून अल्कलीसह प्रतिक्रिया देते:
GeO 2 + 2NaOH = Na 2 GeO 3 + H 2 O
GeO 2 ऍसिडशी संवाद साधतो:
GeO 2 + 4HCl = GeCl 4 + 2H 2 O
Ge tetrahalides हे नॉनपोलर संयुगे आहेत जे पाण्याद्वारे सहजपणे हायड्रोलायझ केले जातात.
3GeF 4 + 2H 2 O = GeO 2 + 2H 2 GeF 6
टेट्राहॅलाइड्स थेट प्रतिक्रियेद्वारे प्राप्त होतात:
Ge + 2Cl 2 = GeCl 4
किंवा थर्मल विघटन:
BaGeF 6 = GeF 4 + BaF 2
जर्मेनियम हायड्राइड्स रासायनिक गुणधर्मांमध्ये सिलिकॉन हायड्राइड्ससारखेच असतात, परंतु मोनोजर्मेन GeH 4 मोनोसिलेन SiH 4 पेक्षा अधिक स्थिर आहे. जर्मन एकसमान मालिका Gen H 2n+2, Gen H 2n आणि इतर तयार करतात, परंतु या मालिका सिलेनपेक्षा लहान आहेत.
Monogerman GeH 4 हा एक वायू आहे जो हवेत स्थिर असतो आणि पाण्यावर प्रतिक्रिया देत नाही. दीर्घकालीन स्टोरेज दरम्यान, ते H 2 आणि Ge मध्ये विघटित होते. सोडियम बोरोहायड्राइड NaBH 4 सह जर्मेनियम डायऑक्साइड GeO 2 कमी करून मोनोजर्मेन मिळवले जाते:
GeO 2 + NaBH 4 = GeH 4 + NaBO 2.
जर्मेनियम आणि GeO 2 डायऑक्साइडच्या मिश्रणाच्या मध्यम गरम करून अतिशय अस्थिर जिओ मोनोऑक्साइड तयार होतो:
Ge + GeO 2 = 2GeO.
Ge(II) संयुगे जीई सोडण्यासाठी सहजपणे विषम आहेत:
2GeCl 2 -> Ge + GeCl 4
जर्मेनियम डायसल्फाइड जीईएस 2 हा पांढरा आकारहीन किंवा स्फटिकासारखा पदार्थ आहे, जो GeCl 4 च्या अम्लीय द्रावणातून H 2 S च्या वर्षावद्वारे प्राप्त होतो:
GeCl 4 + 2H 2 S = GeS 2 Ї + 4HCl
GeS 2 अल्कली आणि अमोनियम किंवा अल्कली धातू सल्फाइडमध्ये विरघळते:
GeS 2 + 6NaOH = Na 2 + 2Na 2 S,
GeS 2 + (NH 4) 2 S = (NH 4) 2 GeS 3
जीई सेंद्रिय संयुगेचा भाग असू शकतो. ज्ञात आहेत (CH 3) 4 Ge, (C 6 H 5) 4 Ge, (CH 3) 3 GeBr, (C 2 H 5) 3 GeOH आणि इतर.
अर्ज
जर्मेनियम हे सेमीकंडक्टर मटेरियल आहे जे तंत्रज्ञान आणि रेडिओ इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये ट्रान्झिस्टर आणि मायक्रोसर्किटच्या निर्मितीमध्ये वापरले जाते. काचेवर जमा झालेल्या जीच्या पातळ फिल्म्सचा वापर रडारच्या स्थापनेत प्रतिरोधक म्हणून केला जातो. सेन्सर्स आणि डिटेक्टरमध्ये धातूसह Ge चे मिश्र धातु वापरतात. इन्फ्रारेड किरणोत्सर्ग प्रसारित करणाऱ्या चष्म्यांच्या निर्मितीमध्ये जर्मेनियम डायऑक्साइडचा वापर केला जातो.

विश्वकोशीय शब्दकोश . 2009 .

इतर शब्दकोशांमध्ये "जर्मेनियम" काय आहे ते पहा:

1886 मध्ये सॅक्सनीमध्ये सापडलेल्या दुर्मिळ खनिज आर्गीरोडाइटमध्ये सापडलेला एक रासायनिक घटक. रशियन भाषेत समाविष्ट परदेशी शब्दांचा शब्दकोश. चुडिनोव्ह ए.एन., 1910. जर्मेनियम (मूलद्रव्याचा शोध लावणाऱ्या शास्त्रज्ञाच्या जन्मभूमीच्या सन्मानार्थ नाव) रसायन. घटक... ... रशियन भाषेतील परदेशी शब्दांचा शब्दकोश

- (जर्मेनियम), जीई, आवर्त सारणीच्या गट IV चे रासायनिक घटक, अणुक्रमांक 32, अणु वस्तुमान 72.59; नॉन-मेटल; अर्धसंवाहक साहित्य. जर्मन रसायनशास्त्रज्ञ के. विंकलर यांनी १८८६ मध्ये जर्मेनियमचा शोध लावला... आधुनिक विश्वकोश

जर्मेनियम- गट IV नियतकालिकाचा Ge घटक. प्रणाली; येथे n 32, येथे. मी 72.59; टीव्ही धातू असलेली वस्तू चमकणे नॅचरल जी हे ७०, ७२, ७३, ७४ आणि ७६ वस्तुमान असलेल्या पाच स्थिर समस्थानिकांचे मिश्रण आहे. Ge चे अस्तित्व आणि गुणधर्म 1871 मध्ये D.I.... ने वर्तवले होते. तांत्रिक अनुवादक मार्गदर्शक

जर्मेनियम- (जर्मेनियम), जीई, आवर्त सारणीच्या गट IV चे रासायनिक घटक, अणुक्रमांक 32, अणु वस्तुमान 72.59; नॉन-मेटल; अर्धसंवाहक साहित्य. जर्मन रसायनशास्त्रज्ञ के. विंकलर यांनी १८८६ मध्ये जर्मेनियमचा शोध लावला. इलस्ट्रेटेड एनसायक्लोपेडिक डिक्शनरी

- (लॅटिन जर्मेनियम) Ge, नियतकालिक प्रणालीच्या गट IV चे रासायनिक घटक, अणुक्रमांक 32, अणु वस्तुमान 72.59. के.ए. विंकलरच्या जन्मभूमीच्या सन्मानार्थ, लॅटिन जर्मेनिया जर्मनीमधून नाव देण्यात आले. चांदीचे राखाडी क्रिस्टल्स; घनता 5.33 g/cm³, हळुवार बिंदू 938.3 ... मोठा विश्वकोशीय शब्दकोश

- (प्रतीक Ge), MENDELEEV च्या नियतकालिक सारणीच्या गट IV चा एक पांढरा-राखाडी धातूचा घटक, ज्यामध्ये अद्याप न सापडलेल्या घटकांचे गुणधर्म, विशेषत: जर्मेनियमचा अंदाज लावला गेला (1871). 1886 मध्ये या मूलद्रव्याचा शोध लागला. झिंक स्मेल्टिंगचे उप-उत्पादन... ... वैज्ञानिक आणि तांत्रिक ज्ञानकोशीय शब्दकोश

Ge (लॅटिन जर्मेनिया जर्मनीतून * a. जर्मेनियम; n. जर्मेनियम; f. जर्मेनियम; i. जर्मेनिओ), रासायनिक. नियतकालिक गट IV चा घटक. मेंडेलीव्हची प्रणाली, at.sci. 32, येथे. मी. 72.59. नैसर्गिक वायूमध्ये 4 स्थिर समस्थानिक 70Ge (20.55%), 72Ge... ... भूवैज्ञानिक ज्ञानकोश

- (Ge), कृत्रिम सिंगल क्रिस्टल, PP, बिंदू सममिती गट m3m, घनता 5.327 g/cm3, Tmelt=936 °C, घन. मोहस स्केल 6 वर, येथे. मी. 72.60. IR प्रदेशात पारदर्शक l 1.5 ते 20 मायक्रॉन पर्यंत; l=1.80 µm गुणांकासाठी ऑप्टिकली ॲनिसोट्रॉपिक. अपवर्तन n=4,143.… … भौतिक विश्वकोश

संज्ञा, समानार्थी शब्दांची संख्या: 3 सेमीकंडक्टर (7) eca-सिलिकॉन (1) घटक (159) ... समानार्थी शब्दकोष

जर्मेनियम- रसायन. घटक, चिन्ह Ge (lat. जर्मेनियम), at. n 32, येथे. मी. 72.59; ठिसूळ चांदी-राखाडी क्रिस्टलीय पदार्थ, घनता 5327 kg/m3, bil = 937.5°C. निसर्गात विखुरलेले; हे प्रामुख्याने झिंक मिश्रणावर प्रक्रिया करून उत्खनन केले जाते आणि... ... मोठा पॉलिटेक्निक एनसायक्लोपीडिया

जर्मनीचे नाव. या देशातील एका शास्त्रज्ञाने ते शोधून काढले आणि त्याला हवे ते म्हणण्याचा अधिकार होता. त्यामुळे मी त्यात उतरलो जर्मेनियम.

तथापि, हे भाग्यवान मेंडेलीव्ह नव्हते, तर क्लेमेन्स विंकलर होते. त्याला आर्गीरोडाइटचा अभ्यास करण्यासाठी नेमण्यात आले. हिमेलफर्स्ट खाणीत एक नवीन खनिज, ज्यामध्ये प्रामुख्याने समावेश होतो.

विंकलरने 93% खडकाची रचना निश्चित केली आणि उर्वरित 7% सह स्टंप केले. निष्कर्ष असा होता की त्यामध्ये एक अज्ञात घटक आहे.

अधिक सखोल विश्लेषणाने फळ दिले - तेथे होते जर्मेनियम सापडला. तो धातू आहे. ते मानवतेसाठी कसे उपयुक्त होते? आम्ही याबद्दल आणि अधिक पुढे बोलू.

जर्मेनियमचे गुणधर्म

जर्मेनियम - आवर्त सारणीतील घटक 32. असे दिसून आले की धातू 4थ्या गटात समाविष्ट आहे. संख्या घटकांच्या व्हॅलेन्सीशी संबंधित आहे.

म्हणजेच, जर्मेनियम 4 रासायनिक बंध तयार करतो. यामुळे विंकलरने शोधलेला घटक सारखा दिसतो.

म्हणून मेंडेलीव्हच्या अद्याप न सापडलेल्या इकोसिलिकॉन घटकाचे नाव देण्याची इच्छा होती, ज्याला सी असे नाव दिले गेले. दिमित्री इव्हानोविचने 32 व्या धातूच्या गुणधर्मांची आगाऊ गणना केली.

जर्मेनियम हे रासायनिक गुणधर्मांमध्ये सिलिकॉनसारखेच आहे. गरम झाल्यावरच ऍसिडशी प्रतिक्रिया देते. ते ऑक्सिडायझिंग एजंटच्या उपस्थितीत अल्कलीशी "संवाद" करते.

पाण्याच्या वाफेला प्रतिरोधक. हायड्रोजन, कार्बन, यांच्याशी प्रतिक्रिया देत नाही. जर्मेनियम 700 अंश सेल्सिअस तापमानात प्रज्वलित होते. प्रतिक्रिया जर्मेनियम डायऑक्साइड निर्मितीसह आहे.

घटक 32 हॅलोजनसह सहजपणे संवाद साधतो. हे टेबलच्या गट 17 मधील मीठ तयार करणारे पदार्थ आहेत.

गोंधळात पडू नये म्हणून, आम्ही यावर लक्ष केंद्रित करतो नवीन मानक. जुन्या मध्ये, हा नियतकालिक सारणीचा 7 वा गट आहे.

टेबल काहीही असो, त्यातील धातू चरणबद्ध कर्णरेषेच्या डावीकडे असतात. 32 वा घटक अपवाद आहे.

दुसरा अपवाद आहे. तिच्याबरोबर प्रतिक्रिया देखील शक्य आहे. सब्सट्रेटवर अँटिमनी जमा केली जाते.

सह सक्रिय संवाद सुनिश्चित केला जातो. बऱ्याच धातूंप्रमाणे, जर्मेनियम त्याच्या वाफांमध्ये जळू शकतो.

बाहेरून जर्मेनियम घटक, राखाडी-पांढरा, उच्चारलेल्या धातूच्या शीनसह.

उजळणी करून अंतर्गत रचना, धातूची घन रचना असते. हे युनिट पेशींमधील अणूंची व्यवस्था प्रतिबिंबित करते.

त्यांचा आकार क्यूब्ससारखा असतो. आठ अणू शिरोबिंदूंवर स्थित आहेत. रचना ग्रिडच्या जवळ आहे.

घटक 32 मध्ये 5 स्थिर समस्थानिक आहेत. त्यांची उपस्थिती हा सर्वांचा गुणधर्म आहे जर्मेनियम उपसमूहाचे घटक.

ते सम आहेत, जे स्थिर समस्थानिकांची उपस्थिती निर्धारित करतात. उदाहरणार्थ, त्यापैकी 10 आहेत.

जर्मेनियमची घनता 5.3-5.5 ग्रॅम प्रति घन सेंटीमीटर आहे. पहिला सूचक राज्याचे वैशिष्ट्य आहे, दुसरा - द्रव धातूसाठी.

मऊ केल्यावर, ते केवळ अधिक दाट नाही तर अधिक लवचिक देखील आहे. खोलीच्या तापमानाला ठिसूळ असलेला पदार्थ ५५० अंशांवर ठिसूळ होतो. हे आहेत जर्मनीची वैशिष्ट्ये.

खोलीच्या तपमानावर धातूची कडकपणा सुमारे 6 गुण आहे.

या स्थितीत, घटक 32 हा एक सामान्य अर्धसंवाहक आहे. परंतु, तापमान वाढल्याने मालमत्ता "उजळ" होते. तुलनेसाठी कंडक्टर गरम झाल्यावर त्यांचे गुणधर्म गमावतात.

जर्मेनियम केवळ मध्येच नाही तर प्रवाह चालवते मानक फॉर्म, परंतु उपायांमध्ये देखील.

सेमीकंडक्टर गुणधर्मांच्या बाबतीत, 32 वा घटक देखील सिलिकॉनच्या जवळ आहे आणि तितकाच व्यापक आहे.

तथापि, पदार्थांच्या वापराचे क्षेत्र भिन्न आहेत. सिलिकॉन एक अर्धसंवाहक आहे ज्यामध्ये वापरला जातो सौर उर्जा, थिन-फिल्म प्रकारासह.

फोटोसेलसाठी देखील घटक आवश्यक आहे. आता जर्मेनियम कुठे उपयोगी पडतो ते पाहू.

जर्मेनियमचा वापर

जर्मेनियम वापरले जातेगॅमा स्पेक्ट्रोस्कोपी मध्ये. त्याची साधने हे शक्य करतात, उदाहरणार्थ, मिश्रित ऑक्साईड उत्प्रेरकांमध्ये ऍडिटीव्हच्या रचनेचा अभ्यास करणे.

पूर्वी डायोड्स आणि ट्रान्झिस्टरमध्ये जर्मेनियम जोडले जायचे. फोटोसेलमध्ये सेमीकंडक्टरचे गुणधर्म देखील उपयुक्त आहेत.

पण, सिलिकॉन जोडल्यास मानक मॉडेल, नंतर जर्मेनियम - अत्यंत कार्यक्षम, नवीन पिढीमध्ये.

मुख्य गोष्ट म्हणजे पूर्ण शून्याच्या जवळ असलेल्या तापमानात जर्मेनियम वापरणे नाही. अशा परिस्थितीत, धातू व्होल्टेज प्रसारित करण्याची क्षमता गमावते.

जर्मेनियम कंडक्टर होण्यासाठी, त्यात 10% पेक्षा जास्त अशुद्धता नसावी. अल्ट्राप्युअर आदर्श आहे रासायनिक घटक.

जर्मेनियमझोन वितळण्याच्या या पद्धतीचा वापर करून बनवले. हे द्रव आणि टप्प्याटप्प्याने तृतीय-पक्ष घटकांच्या भिन्न विद्राव्यतेवर आधारित आहे.

जर्मेनियम फॉर्म्युलाआपल्याला ते सराव मध्ये वापरण्याची परवानगी देते. येथे आपण यापुढे घटकाच्या अर्धसंवाहक गुणधर्मांबद्दल बोलत नाही, परंतु कठोरता प्रदान करण्याच्या क्षमतेबद्दल बोलत आहोत.

त्याच कारणास्तव, दंत प्रोस्थेटिक्समध्ये जर्मेनियमचा उपयोग आढळला आहे. जरी मुकुट अप्रचलित होत आहेत, तरीही त्यांना थोडी मागणी आहे.

जर तुम्ही जर्मेनियममध्ये सिलिकॉन आणि ॲल्युमिनियम जोडले तर तुम्हाला सोल्डर मिळेल.

त्यांचा वितळण्याचा बिंदू नेहमी जोडलेल्या धातूंपेक्षा कमी असतो. म्हणून, आपण जटिल, डिझाइनर डिझाइन करू शकता.

जर्मेनियमशिवाय इंटरनेटही शक्य होणार नाही. 32 वा घटक ऑप्टिकल फायबरमध्ये असतो. त्याच्या कोरमध्ये नायकाच्या मिश्रणासह क्वार्ट्ज आहे.

आणि त्याचा डायऑक्साइड ऑप्टिकल फायबरची परावर्तकता वाढवतो. त्याची मागणी लक्षात घेता इलेक्ट्रॉनिक्स, जर्मेनियम मधील उद्योगपतींना आवश्यक आहे मोठे खंड. ते नेमके कोणते आणि कसे दिले आहेत याचा आम्ही अभ्यास करू.

जर्मनी खाण

जर्मेनियम खूप सामान्य आहे. पृथ्वीच्या कवचमध्ये, 32 वा घटक, उदाहरणार्थ, अँटीमोनी किंवा पेक्षा जास्त मुबलक आहे.

शोधलेले साठे सुमारे 1,000 टन आहेत. त्यापैकी जवळजवळ निम्मे युनायटेड स्टेट्सच्या खोलवर लपलेले आहेत. आणखी 410 टन मालमत्ता आहे.

त्यामुळे इतर देशांना मुळात कच्चा माल खरेदी करावा लागतो. सेलेस्टियल साम्राज्याला सहकार्य करते. हे राजकीय दृष्टिकोनातून आणि आर्थिक दृष्टिकोनातूनही न्याय्य आहे.

जर्मेनियम या घटकाचे गुणधर्म, व्यापक पदार्थांसह त्याच्या भू-रासायनिक आत्मीयतेशी संबंधित, धातूला स्वतःची खनिजे तयार करू देत नाहीत.

सामान्यतः, विद्यमान संरचनांच्या जाळीमध्ये धातू एम्बेड केली जाते. स्वाभाविकच, अतिथी जास्त जागा घेणार नाही.

त्यामुळे जर्मेनियम थोडं थोडं काढावं लागतं. तुम्हाला प्रति टन खडकावर अनेक किलो मिळू शकतात.

एनारगाइटमध्ये प्रति 1000 किलोग्रॅम 5 किलोग्रॅमपेक्षा जास्त जर्मेनियम नसतात. pyrargyrite मध्ये 2 पट जास्त आहे.

32 व्या घटकाच्या एक टन सल्व्हनाइटमध्ये 1 किलोग्रॅमपेक्षा जास्त नसते. बऱ्याचदा, जर्मेनियम इतर धातूंच्या अयस्कांपासून उप-उत्पादन म्हणून काढले जाते, उदाहरणार्थ, किंवा नॉन-फेरस, जसे की क्रोमाइट, मॅग्नेटाइट, रुटाइट.

जर्मेनियमचे वार्षिक उत्पादन मागणीनुसार 100-120 टनांपर्यंत असते.

मूलभूतपणे, पदार्थाचा मोनोक्रिस्टलाइन फॉर्म खरेदी केला जातो. स्पेक्ट्रोमीटर, ऑप्टिकल फायबर आणि मौल्यवान धातूंच्या उत्पादनासाठी नेमके हेच आवश्यक आहे. चला किंमती जाणून घेऊया.

जर्मनी किंमत

मोनोक्रिस्टलाइन जर्मेनियम प्रामुख्याने टनांमध्ये खरेदी केले जाते. मोठ्या उत्पादनांसाठी हे फायदेशीर आहे.

32 व्या घटकाच्या 1,000 किलोग्रॅमची किंमत सुमारे 100,000 रूबल आहे. तुम्हाला 75,000 - 85,000 च्या ऑफर मिळू शकतात.

जर तुम्ही पॉलीक्रिस्टलाइन घेत असाल, म्हणजे, लहान समुच्चय आणि वाढीव शक्तीसह, तुम्ही प्रति किलो कच्च्या मालाच्या 2.5 पट जास्त पैसे देऊ शकता.

मानक लांबी 28 सेंटीमीटरपेक्षा कमी नाही. ब्लॉक्स फिल्मसह संरक्षित आहेत, कारण ते हवेत मिटतात. पॉलीक्रिस्टलाइन जर्मेनियम ही एकल क्रिस्टल्स वाढवण्यासाठी "माती" आहे.

जर्मेनियम (लॅटिन जर्मेनियममधून), नामित "Ge" हा दिमित्री इव्हानोविच मेंडेलीव्हच्या रासायनिक घटकांच्या आवर्त सारणीच्या गट IV चा एक घटक आहे; मूलद्रव्याचा अणुक्रमांक ३२ आहे, अणु वस्तुमान ७२.५९ आहे. जर्मेनियम हा धातूची चमक असलेला घन पदार्थ आहे राखाडी-पांढरा रंग. जरी जर्मेनियमचा रंग एक ऐवजी सापेक्ष संकल्पना आहे, परंतु हे सर्व सामग्रीच्या पृष्ठभागाच्या उपचारांवर अवलंबून असते. काहीवेळा ते स्टीलसारखे राखाडी, कधी चांदीचे, तर कधी पूर्णपणे काळे असू शकते. बाहेरून, जर्मेनियम सिलिकॉनच्या अगदी जवळ आहे. हे घटक केवळ एकमेकांसारखेच नाहीत तर मोठ्या प्रमाणात समान अर्धसंवाहक गुणधर्म देखील आहेत. त्यांचा महत्त्वाचा फरक म्हणजे जर्मेनियम सिलिकॉनपेक्षा दुप्पट जड आहे.

नैसर्गिकरित्या उद्भवणारे जर्मेनियम हे पाच स्थिर समस्थानिकांचे मिश्रण आहे ज्याची वस्तुमान संख्या 76, 74, 73, 32, 70 आहे. परत 1871 मध्ये प्रसिद्ध रसायनशास्त्रज्ञ, नियतकालिक सारणीचे "पिता", दिमित्री इव्हानोविच मेंडेलीव्ह यांनी जर्मेनियमचे गुणधर्म आणि अस्तित्वाचा अंदाज लावला. त्याने त्या वेळी अज्ञात घटकाला "एक्सॅसिलिकॉन" म्हटले, कारण. नवीन पदार्थाचे गुणधर्म अनेक प्रकारे सिलिकॉनसारखेच होते. 1886 मध्ये, खनिज आर्गर्डाइटचा अभ्यास केल्यानंतर, अठ्ठेचाळीस वर्षीय जर्मन रसायनशास्त्रज्ञ के. विंकलर यांनी नैसर्गिक मिश्रणात पूर्णपणे नवीन रासायनिक घटक शोधला.

सुरुवातीला, रसायनशास्त्रज्ञाला या मूलद्रव्याला नेपच्युनियम म्हणायचे होते, कारण नेपच्यून ग्रहाचाही शोध लागण्यापेक्षा खूप आधी केला गेला होता, पण नंतर त्याला कळले की हे नाव एका मूलद्रव्याच्या खोट्या शोधात वापरले गेले होते, म्हणून विंकलरने निर्णय घेतला. हे नाव सोडून देणे. शास्त्रज्ञाला अँगुलियम या घटकाचे नाव देण्यास सांगितले होते, ज्याचा अनुवाद म्हणजे “वादग्रस्त, टोकदार” असा होतो, परंतु विंकलर या नावाशी सहमत नव्हता, जरी घटक क्रमांक 32 मुळे खरोखर खूप वाद झाला. हा शास्त्रज्ञ राष्ट्रीयत्वानुसार जर्मन होता, म्हणून त्याने शेवटी त्याच्या मूळ देश जर्मनीच्या सन्मानार्थ जर्मेनियम या घटकाचे नाव देण्याचा निर्णय घेतला.

हे नंतर दिसून आले की, जर्मेनियम पूर्वी शोधलेल्या "एक्सॅसिलिकॉन" पेक्षा अधिक काही नव्हते. विसाव्या शतकाच्या उत्तरार्धापर्यंत जर्मेनियमची व्यावहारिक उपयोगिता संकुचित आणि मर्यादित होती. सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्सचे औद्योगिक उत्पादन सुरू झाल्यामुळेच धातूचे औद्योगिक उत्पादन सुरू झाले.

जर्मेनियम ही एक अर्धसंवाहक सामग्री आहे जी मोठ्या प्रमाणावर इलेक्ट्रॉनिक्स आणि तंत्रज्ञानामध्ये वापरली जाते, तसेच मायक्रोसर्किट आणि ट्रान्झिस्टरच्या निर्मितीमध्ये वापरली जाते. रडार प्रणाली जर्मेनियमच्या पातळ फिल्म्स वापरतात, ज्या काचेवर जमा केल्या जातात आणि प्रतिरोधक म्हणून वापरल्या जातात. डिटेक्टर आणि सेन्सरमध्ये जर्मेनियम आणि धातू असलेले मिश्र धातु वापरले जातात.

घटकामध्ये टंगस्टन किंवा टायटॅनियम सारखी ताकद नसते, ते प्लुटोनियम किंवा युरेनियम सारख्या उर्जेचा अक्षय स्त्रोत म्हणून काम करत नाही, सामग्रीची विद्युत चालकता देखील सर्वोच्च आहे आणि औद्योगिक तंत्रज्ञानामध्ये मुख्य धातू लोह आहे. असे असूनही, जर्मेनियम हा आपल्या समाजाच्या तांत्रिक प्रगतीचा सर्वात महत्वाचा घटक आहे, कारण सिलिकॉनच्या आधीपासून ते अर्धसंवाहक सामग्री म्हणून वापरले जाऊ लागले.

या संदर्भात, हे विचारणे योग्य होईल: अर्धसंवाहकता आणि अर्धसंवाहक काय आहेत? तज्ञ देखील या प्रश्नाचे अचूक उत्तर देऊ शकत नाहीत, कारण ... आपण सेमीकंडक्टर्सच्या विशेषतः मानल्या जाणाऱ्या मालमत्तेबद्दल बोलू शकतो. तसेच आहेत अचूक व्याख्या, परंतु केवळ लोककथांच्या क्षेत्रातून: अर्धसंवाहक दोन कारसाठी कंडक्टर आहे.

जर्मेनियमच्या एका बारची किंमत सोन्याच्या बाराएवढी असते. धातू खूप नाजूक आहे, जवळजवळ काचेसारखे आहे, म्हणून जर तुम्ही अशी पिंड टाकली तर तेथे आहे उत्तम संधीकी धातू फक्त तुटते.

जर्मेनियम धातू, गुणधर्म

जैविक गुणधर्म

जपानमध्ये वैद्यकीय हेतूंसाठी जर्मेनियमचा सर्वाधिक वापर केला जात असे. प्राण्यांवर आणि मानवांवर ऑर्गनोजर्मेनियम संयुगेच्या चाचणीच्या परिणामांनी दर्शविले आहे की ते शरीरावर फायदेशीर प्रभाव पाडू शकतात. 1967 मध्ये, जपानी डॉ. के. असाईने शोधून काढले की सेंद्रिय जर्मेनियमचे व्यापक जैविक परिणाम आहेत.

त्याच्या सर्वांमध्ये जैविक गुणधर्महे लक्षात घेतले पाहिजे:

• - शरीराच्या ऊतींमध्ये ऑक्सिजनचे हस्तांतरण सुनिश्चित करणे;
• - शरीराची प्रतिकारशक्ती वाढवणे;
• - antitumor क्रियाकलाप प्रकटीकरण.

त्यानंतर, जपानी शास्त्रज्ञांनी जर्मेनियम असलेले जगातील पहिले वैद्यकीय उत्पादन तयार केले - "जर्मेनियम - 132".

रशियामध्ये, ऑर्गेनिक जर्मेनियम असलेले पहिले घरगुती औषध केवळ 2000 मध्ये दिसून आले.

पृथ्वीच्या कवचाच्या पृष्ठभागाच्या जैवरासायनिक उत्क्रांतीच्या प्रक्रियेचा त्यातील जर्मेनियम सामग्रीवर सर्वोत्तम परिणाम झाला नाही. बहुतेक घटक जमिनीतून महासागरात धुतले गेले आहेत, त्यामुळे जमिनीत त्याची सामग्री खूपच कमी आहे.

मातीतून जर्मेनियम शोषून घेण्याची क्षमता असलेल्या वनस्पतींमध्ये लीडर जिनसेंग (0.2% पर्यंत जर्मेनियम) आहे. जर्मेनियम लसूण, कापूर आणि कोरफडमध्ये देखील आढळते, जे पारंपारिकपणे विविध मानवी रोगांवर उपचार करण्यासाठी वापरले जाते. वनस्पतींमध्ये, जर्मेनियम कार्बोक्झिथिल सेमीऑक्साइडच्या स्वरूपात आढळते. आता जर्मेनियमच्या सेंद्रिय संयुगे - पायरीमिडीन तुकड्याने सेस्क्युओक्सेनचे संश्लेषण करणे शक्य आहे. हे कंपाऊंड नैसर्गिक संरचनेच्या जवळ आहे, जसे की जिनसेंग रूट.

जर्मेनियम एक दुर्मिळ शोध काढूण घटक म्हणून वर्गीकृत केले जाऊ शकते. मध्ये तो उपस्थित आहे मोठ्या संख्येनेविविध उत्पादने, परंतु लहान डोसमध्ये. सेंद्रिय जर्मेनियमचे दैनिक सेवन 8-10 मिलीग्रामवर सेट केले जाते. 125 अन्न उत्पादनांच्या मूल्यांकनात असे दिसून आले की सुमारे 1.5 मिलीग्राम जर्मेनियम दररोज अन्नासह शरीरात प्रवेश करते. 1 ग्रॅम कच्च्या अन्नामध्ये सूक्ष्म घटकांचे प्रमाण सुमारे 0.1 - 1.0 mcg असते. जर्मेनियम दूध, टोमॅटोचा रस, सॅल्मन आणि बीन्समध्ये आढळतो. परंतु जर्मेनियमची दैनंदिन गरज पूर्ण करण्यासाठी, आपण दररोज 10 लिटर प्यावे टोमॅटोचा रसकिंवा सुमारे 5 किलो सॅल्मन खा. या उत्पादनांची किंमत, मानवी शारीरिक गुणधर्म आणि सामान्य ज्ञानाच्या दृष्टीकोनातून, जर्मेनियम-युक्त उत्पादनांचे अशा प्रमाणात सेवन करणे देखील अशक्य आहे. रशियामध्ये, सुमारे 80-90% लोकसंख्येमध्ये जर्मेनियमची कमतरता आहे, म्हणूनच विशेष तयारी विकसित केली गेली आहे.

व्यावहारिक अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की शरीरातील जर्मेनियम आतडे, पोट, प्लीहा, अस्थिमज्जा आणि रक्तामध्ये मुबलक प्रमाणात असते. आतडे आणि पोटातील सूक्ष्म घटकांची उच्च सामग्री रक्तामध्ये औषध शोषण्याचा दीर्घकाळ परिणाम दर्शवते. एक गृहितक आहे की सेंद्रिय जर्मेनियम रक्तामध्ये हिमोग्लोबिन प्रमाणेच वागते, म्हणजे. नकारात्मक चार्ज आहे आणि ऊतींमध्ये ऑक्सिजनच्या हस्तांतरणामध्ये सामील आहे. अशा प्रकारे, ते ऊतकांच्या पातळीवर हायपोक्सियाच्या विकासास प्रतिबंध करते.

वारंवार केलेल्या प्रयोगांच्या परिणामी, जर्मेनियमची टी-किलर पेशी सक्रिय करण्याची आणि गामा इंटरफेरॉनच्या प्रेरणास प्रोत्साहन देण्याची क्षमता, जी वेगाने विभाजित पेशींच्या पुनरुत्पादनाची प्रक्रिया दडपते, हे सिद्ध झाले आहे. इंटरफेरॉनच्या कृतीची मुख्य दिशा म्हणजे अँटीट्यूमर आणि अँटीव्हायरल संरक्षण, लिम्फॅटिक सिस्टमचे रेडिओप्रोटेक्टिव्ह आणि इम्युनोमोड्युलेटरी फंक्शन्स.

सेस्क्युऑक्साइडच्या स्वरूपात जर्मेनियममध्ये हायड्रोजन आयन H+ वर कार्य करण्याची क्षमता आहे, ज्यामुळे शरीराच्या पेशींवर त्यांचा विनाशकारी प्रभाव कमी होतो. सर्व सिस्टमच्या उत्कृष्ट ऑपरेशनची हमी मानवी शरीररक्त आणि सर्व ऊतींना ऑक्सिजनचा अखंड पुरवठा आहे. ऑर्गेनिक जर्मेनियम केवळ शरीराच्या सर्व बिंदूंना ऑक्सिजन देत नाही, तर हायड्रोजन आयनांसह त्याच्या परस्परसंवादाला देखील प्रोत्साहन देते.

• - जर्मेनियम एक धातू आहे, परंतु त्याच्या नाजूकपणाची तुलना काचेशी केली जाऊ शकते.
• - काही संदर्भ पुस्तके असा दावा करतात की जर्मेनियममध्ये चांदीचा रंग असतो. परंतु हे सांगितले जाऊ शकत नाही, कारण जर्मेनियमचा रंग थेट धातूच्या पृष्ठभागावर उपचार करण्याच्या पद्धतीवर अवलंबून असतो. काहीवेळा तो जवळजवळ काळा दिसू शकतो, इतर वेळी त्यात स्टीलचा रंग असतो आणि काहीवेळा तो चांदीचा असू शकतो.
• - जर्मेनियमचा शोध सूर्याच्या पृष्ठभागावर तसेच अवकाशातून पडलेल्या उल्कापिंडांमध्ये सापडला.
• - 1887 मध्ये जर्मेनियम टेट्राक्लोराइड या मूलद्रव्याचा शोध लावणाऱ्या क्लेमेन्स विंकलरने जर्मेनियमचे पहिले ऑर्गेनोएलमेंट कंपाऊंड मिळवले होते, ते टेट्राएथिलजर्मेनियम होते. वर प्राप्त सर्व च्या आधुनिक टप्पाजर्मेनियमचे कोणतेही ऑर्गेनोलेमेंट संयुगे विषारी नाहीत. त्याच वेळी, बहुतेक organotin आणि आघाडी microelements, जे आहेत शारीरिक गुणजर्मेनियमचे analogues, विषारी.
• - दिमित्री इव्हानोविच मेंडेलीव्ह यांनी त्यांच्या शोधापूर्वीच तीन रासायनिक घटकांचा अंदाज लावला होता, ज्यात जर्मेनियमचा समावेश होता, सिलिकॉनच्या समानतेमुळे या घटकाला इकासिलिकॉन म्हणतात. प्रसिद्ध रशियन शास्त्रज्ञाची भविष्यवाणी इतकी अचूक होती की त्याने शास्त्रज्ञांना आश्चर्यचकित केले. आणि विंकलर, ज्याने जर्मेनियमचा शोध लावला. आण्विक वजनमेंडेलीव्हच्या मते ते 72 च्या बरोबरीचे होते, प्रत्यक्षात ते 72.6 होते; विशिष्ट गुरुत्वमेंडेलीव्हच्या मते ते प्रत्यक्षात 5.5 होते - 5.469; मेंडेलीव्हच्या मते अणूचे प्रमाण 13 होते - 13.57; मेंडेलीव्हच्या मते सर्वोच्च ऑक्साईड EsO2 आहे, प्रत्यक्षात - GeO2, मेंडेलीव्हनुसार त्याचे विशिष्ट गुरुत्व 4.7 होते, प्रत्यक्षात - 4.703; मेंडेलीव्ह EsCl4 नुसार क्लोराईड कंपाऊंड - द्रव, उत्कलन बिंदू अंदाजे 90°C, प्रत्यक्षात - क्लोराईड कंपाऊंड GeCl4 - द्रव, उत्कलन बिंदू 83°C, मेंडेलीव्ह EsH4 नुसार हायड्रोजन असलेले कंपाऊंड वायू आहे, वास्तविकतेत हायड्रोजनसह संयुग - गीअस -4; मेंडेलीव्ह Es(C2H5)4 नुसार ऑर्गनोमेटलिक संयुग, उत्कलन बिंदू 160 °C, वास्तविक ऑर्गनोमेटलिक संयुग Ge(C2H5)4 उत्कलन बिंदू 163.5 °C. वर चर्चा केलेल्या माहितीवरून लक्षात येते की, मेंडेलीव्हची भविष्यवाणी आश्चर्यकारकपणे अचूक होती.
• - 26 फेब्रुवारी 1886 रोजी क्लेमेन्स विंकलरने मेंडेलीव्हला “प्रिय सर” या शब्दांनी पत्र लिहायला सुरुवात केली. अगदी विनम्र रीतीने, त्याने रशियन शास्त्रज्ञाला जर्मेनियम नावाच्या नवीन घटकाच्या शोधाबद्दल सांगितले, जे त्याच्या गुणधर्मांमध्ये मेंडेलीव्हने पूर्वी भाकीत केलेल्या "इकासिलिकॉन" व्यतिरिक्त दुसरे काहीही नव्हते. दिमित्री इव्हानोविच मेंडेलीव्हचे उत्तर कमी विनम्र नव्हते. शास्त्रज्ञाने त्याच्या सहकाऱ्याच्या शोधाशी सहमती दर्शवली, जर्मेनियमला ​​“त्याच्या नियतकालिक प्रणालीचा मुकुट” आणि विंकलरला हा “मुकुट” घालण्यास पात्र असलेल्या घटकाचा “पिता” म्हटले.
• - जर्मेनियम, शास्त्रीय अर्धसंवाहक म्हणून, द्रव हायड्रोजनच्या तपमानावर कार्य करणारे सुपरकंडक्टिंग सामग्री तयार करण्याच्या समस्येचे निराकरण करण्याची गुरुकिल्ली बनली आहे, परंतु द्रव हीलियम नाही. जसे ज्ञात आहे, हायड्रोजन -252.6°C किंवा 20.5°K तापमानापर्यंत पोहोचते तेव्हा वायू स्थितीतून द्रव अवस्थेत रूपांतरित होते. 70 च्या दशकात, जर्मेनियम आणि निओबियमची एक फिल्म विकसित केली गेली, ज्याची जाडी फक्त काही हजार अणू होती. तापमान 23.2°K आणि त्याहून कमी असतानाही ही फिल्म सुपरकंडक्टिव्हिटी राखण्यास सक्षम आहे.
• - जर्मेनियम सिंगल क्रिस्टल वाढवताना, वितळलेल्या जर्मेनियमच्या पृष्ठभागावर एक जर्मेनियम क्रिस्टल ठेवला जातो - एक "बिया", जो हळूहळू वाढविला जातो. स्वयंचलित उपकरण, तर वितळण्याचे तापमान जर्मेनियम (937 °C) च्या वितळण्याच्या बिंदूपेक्षा किंचित जास्त आहे. "बी" फिरते जेणेकरून एकल क्रिस्टल, जसे ते म्हणतात, "मांसासह वाढतात" सर्व बाजूंनी समान रीतीने. हे नोंद घ्यावे की अशा वाढीदरम्यान झोन वितळताना सारखेच घडते, म्हणजे. जवळजवळ फक्त जर्मेनियम घन टप्प्यात जातो आणि सर्व अशुद्धता वितळत राहते.

कथा

जर्मेनियम सारख्या घटकाच्या अस्तित्वाची भविष्यवाणी 1871 मध्ये दिमित्री इव्हानोविच मेंडेलीव्ह यांनी केली होती, कारण सिलिकॉनच्या समानतेमुळे या घटकाचे नाव ईका-सिलिकॉन ठेवण्यात आले होते. 1886 मध्ये, फ्रीबर्ग मायनिंग अकादमीच्या एका प्राध्यापकाने अर्गायरोडाइट, एक नवीन चांदीचे खनिज शोधले. मग या खनिजाचे तांत्रिक रसायनशास्त्राचे प्राध्यापक क्लेमेन्स विंकलर यांनी काळजीपूर्वक परीक्षण केले, खनिजाचे संपूर्ण विश्लेषण केले. अठ्ठेचाळीस वर्षीय विंकलरला फ्रीबर्ग मायनिंग अकादमीमध्ये योग्यरित्या सर्वोत्कृष्ट विश्लेषक मानले जात होते, म्हणूनच त्याला आर्गीरोडाइटचा अभ्यास करण्याची संधी देण्यात आली होती.

जोरदार साठी अल्प वेळप्राध्यापक टक्केवारीवर अहवाल देऊ शकले विविध घटकमूळ खनिजात: चांदीची रचना 74.72% होती; सल्फर - 17.13%; फेरस ऑक्साईड - 0.66%; पारा - 0.31%; झिंक ऑक्साईड - 0.22% परंतु जवळजवळ सात टक्के - हा काही अज्ञात घटकांचा वाटा होता, जो त्या दूरच्या वेळी सापडला नव्हता. या संदर्भात, विंकलरने आर्ग्यरॉडप्टचा एक अज्ञात घटक वेगळा करण्याचा निर्णय घेतला, त्याच्या गुणधर्मांचा अभ्यास केला आणि संशोधनाच्या प्रक्रियेत त्याला समजले की त्याला खरोखरच एक पूर्णपणे नवीन घटक सापडला आहे - तो एस्केप्लिसियम होता, ज्याचा अंदाज डी.आय. मेंडेलीव्ह.

तथापि, विंकलरचे काम सुरळीतपणे पार पडले असे समजणे चुकीचे ठरेल. दिमित्री इव्हानोविच मेंडेलीव्ह, त्याच्या “रसायनशास्त्राच्या मूलभूत तत्त्वे” या पुस्तकाच्या आठव्या अध्यायाव्यतिरिक्त लिहितात: “प्रथम (फेब्रुवारी 1886), सामग्रीची कमतरता, तसेच ज्वालामध्ये स्पेक्ट्रमची कमतरता आणि जर्मेनियमची विद्राव्यता. संयुगे, विंकलरच्या संशोधनात गंभीरपणे अडथळा आणतात..." "स्पेक्ट्रमची कमतरता" या शब्दांकडे लक्ष देणे योग्य आहे. पण असे कसे? 1886 मध्ये, वर्णक्रमीय विश्लेषणाची व्यापकपणे वापरली जाणारी पद्धत आधीच अस्तित्वात होती. या पद्धतीचा वापर करून थॅलिअम, रुबिडियम, इंडियम, पृथ्वीवरील सीझियम आणि सूर्यावरील हेलियम या घटकांचा शोध लागला. शास्त्रज्ञांना आधीच निश्चितपणे माहित होते की प्रत्येक रासायनिक घटकाचा अपवाद न करता स्वतंत्र स्पेक्ट्रम असतो, परंतु अचानक स्पेक्ट्रम नसतो!

या घटनेचे स्पष्टीकरण थोड्या वेळाने दिसून आले. जर्मेनियममध्ये वैशिष्ट्यपूर्ण वर्णक्रमीय रेषा आहेत. त्यांची तरंगलांबी 2651.18 आहे; 3039.06 Ǻ आणि आणखी काही. तथापि, ते सर्व स्पेक्ट्रमच्या अल्ट्राव्हायोलेट अदृश्य भागामध्ये आहेत; हे भाग्यवान मानले जाऊ शकते की विंकलर विश्लेषणाच्या पारंपारिक पद्धतींचा अनुयायी आहे, कारण या पद्धतींनीच त्याला यश मिळवून दिले.

खनिजांपासून जर्मेनियम मिळविण्याची विंकलरची पद्धत 32 घटक वेगळे करण्याच्या आधुनिक औद्योगिक पद्धतींपैकी एक आहे. प्रथम, जर्मेनियम, जे आर्गारोडनाइटमध्ये होते, डायऑक्साइडमध्ये रूपांतरित झाले. नंतर परिणामी पांढरी पावडर हायड्रोजन वातावरणात 600-700 डिग्री सेल्सियस तापमानाला गरम केली गेली. या प्रकरणात, प्रतिक्रिया स्पष्ट झाली: GeO 2 + 2H 2 → Ge + 2H 2 O.

या पद्धतीद्वारे तुलनेने शुद्ध घटक क्रमांक 32, जर्मेनियम प्रथम प्राप्त झाला. सुरुवातीला, विंकलरने त्याच नावाच्या ग्रहाच्या सन्मानार्थ व्हॅनेडियम नेपट्यूनियम हे नाव ठेवण्याचा विचार केला, कारण नेपच्यून, जर्मेनियमप्रमाणेच, प्रथम अंदाज लावला गेला आणि नंतरच सापडला. परंतु नंतर असे दिसून आले की हे नाव यापूर्वीच एकदा वापरले गेले होते; एक रासायनिक घटक जो खोटा शोधला गेला होता त्याला नेपट्यूनियम म्हणतात. विंकलरने त्याचे नाव आणि शोध यांच्याशी तडजोड न करणे निवडले आणि नेपट्यूनियम नाकारले. एका फ्रेंच शास्त्रज्ञ रेयॉनने प्रस्तावित केले, तथापि, नंतर त्याने कबूल केले की त्याचा प्रस्ताव एक विनोद होता, त्याने तत्व अँगुलियम कॉल करण्याचे सुचवले, म्हणजे. “वादग्रस्त, टोकदार,” पण विंकलरला हे नावही आवडले नाही. परिणामी, शास्त्रज्ञाने स्वतंत्रपणे त्याच्या घटकासाठी एक नाव निवडले आणि त्याला त्याच्या मूळ देश जर्मनीच्या सन्मानार्थ जर्मेनियम असे म्हटले, कालांतराने हे नाव स्थापित झाले.

दुसऱ्या सहामाहीपर्यंत. XX शतक जर्मेनियमचा व्यावहारिक वापर मर्यादित राहिला. औद्योगिक धातू उत्पादन केवळ अर्धसंवाहक आणि सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्सच्या विकासाशी संबंधित आहे.

निसर्गात असणे

जर्मेनियम हे ट्रेस घटक म्हणून वर्गीकृत केले जाऊ शकते. निसर्गात, घटक मुक्त स्वरूपात उद्भवत नाही. आपल्या ग्रहाच्या पृथ्वीच्या कवचामध्ये एकूण धातूचे प्रमाण 7 × 10 −4%% आहे. हे चांदी, अँटिमनी किंवा बिस्मथ सारख्या रासायनिक घटकांच्या सामग्रीपेक्षा जास्त आहे. परंतु जर्मेनियमची स्वतःची खनिजे अत्यंत दुर्मिळ आहेत आणि निसर्गात फार क्वचितच आढळतात. यातील जवळजवळ सर्व खनिजे सल्फोसाल्ट आहेत, उदाहरणार्थ, जर्मनाइट Cu 2 (Cu, Fe, Ge, Zn) 2 (S, As) 4, confieldite Ag 8 (Sn,Ce)S 6, argyrodite Ag8GeS6 आणि इतर.

पृथ्वीच्या कवचात विखुरलेल्या जर्मेनियमचा मोठा भाग मोठ्या संख्येने खडकांमध्ये, तसेच अनेक खनिजे समाविष्ट आहे: नॉन-फेरस धातूंचे सल्फाइट अयस्क, लोह अयस्क, काही ऑक्साईड खनिजे (क्रोमाइट, मॅग्नेटाइट, रुटाइल आणि इतर), ग्रॅनाइट्स, डायबेसिस आणि बेसाल्ट. काही स्फॅलेराइट्समध्ये, घटकाची सामग्री प्रति टन अनेक किलोग्रॅमपर्यंत पोहोचू शकते, उदाहरणार्थ, फ्रँकाइट आणि सल्व्हनाइटमध्ये 1 किलो/टी, एनर्जाइट्समध्ये जर्मेनियम सामग्री 5 किलो/टी, पायरगाइराइटमध्ये - 10 किलो/टी पर्यंत आणि इतर सिलिकेट्स आणि सल्फाइड्समध्ये - दहापट आणि शेकडो g/t. जर्मेनियमचे थोडेसे प्रमाण जवळजवळ सर्व सिलिकेट्समध्ये तसेच तेल आणि कोळशाच्या काही साठ्यांमध्ये असते.

मूलद्रव्याचे मुख्य खनिज जर्मेनियम सल्फाइट (सूत्र जीएस 2) आहे. जस्त सल्फाइट्स आणि इतर धातूंमध्ये खनिज अशुद्धता म्हणून आढळते. सर्वात महत्वाचे जर्मेनियम खनिजे आहेत: जर्मेनिट Cu 3 (Ge, Fe, Ga)(S,As) 4, plumbogermanite (Pb, Ge, Ga) 2 SO 4 (OH) 2 2H 2 O, stottite FeGe(OH) 6, renierite Cu 3 (Fe,Ge,Zn)(S,As) 4 आणि आर्गीरोडाइट Ag 8 GeS 6 .

जर्मनी अपवाद न करता सर्व राज्यांच्या प्रदेशात उपस्थित आहे. परंतु जगातील एकाही औद्योगिक देशाकडे या धातूचे औद्योगिक साठे नाहीत. जर्मेनियम खूप, खूप पसरलेले आहे. पृथ्वीवर, या धातूच्या खनिजांमध्ये कमीतकमी 1% पेक्षा जास्त जर्मेनियम असल्यास ते अत्यंत दुर्मिळ मानले जातात. अलिकडच्या दशकात सापडलेल्या खनिजांसह अशा खनिजांमध्ये जर्मनाईट, आर्गीरोडाइट, अल्ट्राबेसाइट इत्यादींचा समावेश होतो: स्कटोटाइट, रेनेराइट, प्लंबोगरमनाइट आणि कॉन्फिल्डाइट. या सर्व खनिजांचे साठे या दुर्मिळ आणि महत्त्वाच्या रासायनिक घटकासाठी आधुनिक उद्योगाच्या गरजा भागवू शकत नाहीत.

जर्मेनियमचा बराचसा भाग इतर रासायनिक घटकांच्या खनिजांमध्ये विखुरलेला आहे आणि त्यात देखील समाविष्ट आहे नैसर्गिक पाणी, कोळशांमध्ये, सजीवांमध्ये आणि मातीमध्ये. उदाहरणार्थ, सामान्य कोळशातील जर्मेनियम सामग्री कधीकधी 0.1% पेक्षा जास्त पोहोचते. परंतु अशी आकृती अत्यंत दुर्मिळ आहे; सहसा जर्मेनियमचा वाटा कमी असतो. परंतु अँथ्रासाइटमध्ये जवळजवळ कोणतेही जर्मेनियम नसते.

पावती

जर्मेनियम सल्फाइडवर प्रक्रिया करताना, GeO 2 ऑक्साईड प्राप्त होतो, जो मुक्त जर्मेनियम मिळविण्यासाठी हायड्रोजनच्या मदतीने कमी केला जातो.

औद्योगिक उत्पादनात, जर्मेनियम हे मुख्यत्वे नॉन-फेरस धातूच्या धातूंच्या प्रक्रियेतून उप-उत्पादन म्हणून काढले जाते (झिंक ब्लेंड, 0.001-0.1% जर्मेनियम असलेले जस्त-तांबे-लीड पॉलिमेटॅलिक सांद्रता), कोळशाच्या ज्वलनातून राख आणि काही कोक रसायन. उत्पादने

सुरुवातीला, जर्मेनियम कॉन्सन्ट्रेट (2% ते 10% जर्मेनियम) वर चर्चा केलेल्या स्त्रोतांपासून विविध मार्गांनी वेगळे केले जाते, ज्याची निवड कच्च्या मालाच्या रचनेवर अवलंबून असते. बॉक्सिंग कोळशाच्या प्रक्रियेदरम्यान, जर्मेनियम अंशतः (5% ते 10% पर्यंत) डांबर पाण्यात आणि राळमध्ये तयार होते, तेथून ते टॅनिनच्या संयोगाने काढले जाते, त्यानंतर ते 400-500 डिग्री सेल्सियस तापमानात वाळवले जाते आणि फायर केले जाते. . परिणाम म्हणजे एकाग्रता आहे ज्यामध्ये सुमारे 30-40% जर्मेनियम असते, ज्यामधून जर्मेनियम GeCl 4 च्या स्वरूपात वेगळे केले जाते. अशा एकाग्रतेतून जर्मेनियम काढण्याच्या प्रक्रियेत, नियम म्हणून, समान टप्पे समाविष्ट आहेत:

1) हायड्रोक्लोरिक ऍसिड, जलीय माध्यमातील ऍसिड आणि क्लोरीनचे मिश्रण किंवा इतर क्लोरीनिंग एजंट्स वापरून एकाग्रता क्लोरिनेटेड केली जाते, ज्यामुळे तांत्रिक GeCl 4 होऊ शकते. GeCl 4 शुद्ध करण्यासाठी, एकाग्र हायड्रोक्लोरिक ऍसिडसह अशुद्धता सुधारणे आणि काढणे वापरले जाते.

2) GeCl 4 चे हायड्रोलिसिस केले जाते, हायड्रोलिसिस उत्पादने GeO 2 ऑक्साईड मिळविण्यासाठी कॅल्साइन केले जातात.

3) हायड्रोजन किंवा अमोनियाद्वारे जीओ शुद्ध धातूमध्ये कमी होते.

शुद्ध जर्मेनियम प्राप्त करून, जे सेमीकंडक्टरमध्ये वापरले जाते तांत्रिक माध्यम, धातूचा झोन वितळणे अमलात आणणे. सेमीकंडक्टर उत्पादनासाठी आवश्यक असलेले सिंगल-क्रिस्टलाइन जर्मेनियम सामान्यतः झोन मेल्टिंग किंवा झोक्रॅल्स्की पद्धतीद्वारे प्राप्त केले जाते.

कोक वनस्पतींच्या टार पाण्यापासून जर्मेनियम वेगळे करण्याच्या पद्धती सोव्हिएत शास्त्रज्ञ व्ही.ए. नाझारेन्को. या कच्च्या मालामध्ये 0.0003% पेक्षा जास्त जर्मेनियम नाही, तथापि, ओक अर्क वापरुन, टॅनाइड कॉम्प्लेक्सच्या स्वरूपात जर्मेनियमचा अवक्षेप करणे सोपे आहे.

टॅनिनचा मुख्य घटक ग्लुकोज एस्टर आहे, ज्यामध्ये मेटा-डिगालिक ऍसिड रॅडिकल असते, जे जर्मेनियमला ​​बांधते, जरी द्रावणातील घटकाची एकाग्रता खूप कमी असली तरीही. गाळातून, आपण सहजपणे 45% जर्मेनियम डायऑक्साइड असलेले सांद्रता मिळवू शकता.

त्यानंतरचे परिवर्तन कच्च्या मालाच्या प्रकारावर थोडे अवलंबून असेल. जर्मेनियम हायड्रोजनने कमी केले आहे (19व्या शतकातील विंकलरप्रमाणे), तथापि, जर्मेनियम ऑक्साईड प्रथम असंख्य अशुद्धतेपासून वेगळे करणे आवश्यक आहे. यशस्वी संयोजनया समस्येचे निराकरण करण्यासाठी एका जर्मेनियम कंपाऊंडचे गुणधर्म खूप उपयुक्त ठरले.

जर्मेनियम टेट्राक्लोराईड GeCl4. हा एक अस्थिर द्रव आहे जो फक्त 83.1°C वर उकळतो. म्हणून, ते डिस्टिलेशन आणि रेक्टिफिकेशन (पॅकिंगसह क्वार्ट्ज कॉलममध्ये) द्वारे अगदी सोयीस्करपणे शुद्ध केले जाते.

GeCl4 हायड्रोक्लोरिक ऍसिडमध्ये जवळजवळ अघुलनशील आहे. याचा अर्थ ते स्वच्छ करण्यासाठी, आपण एचसीएलसह अशुद्धतेचे विघटन वापरू शकता.

शुद्ध जर्मेनियम टेट्राक्लोराईडवर पाण्याने प्रक्रिया केली जाते आणि आयन एक्सचेंज रेजिन वापरून शुद्ध केले जाते. आवश्यक शुद्धतेचे लक्षण म्हणजे पाण्याची प्रतिरोधकता 15-20 दशलक्ष ओम सेंटीमीटरपर्यंत वाढणे.

GeCl4 चे हायड्रोलिसिस पाण्याच्या प्रभावाखाली होते:

GeCl4 + 2H2O → GeO2 + 4HCl.

तुमच्या लक्षात येईल की जर्मेनियम टेट्राक्लोराईड तयार करण्याच्या प्रतिक्रियेचे समीकरण आमच्यासमोर “मागे लिहिलेले” आहे.

नंतर शुद्ध हायड्रोजन वापरून GeO2 ची कपात येते:

GeO2 + 2 H2O → Ge + 2 H2O.

परिणाम पावडर जर्मेनियम आहे, जो फ्यूज केला जातो आणि नंतर झोन मेल्टिंगद्वारे शुद्ध केला जातो. ही पद्धतशुद्धीकरण 1952 मध्ये विशेषतः जर्मेनियमच्या शुद्धीकरणासाठी विकसित केले गेले.

जर्मेनियमला ​​एक प्रकारची चालकता प्रदान करण्यासाठी आवश्यक अशुद्धता उत्पादनाच्या अंतिम टप्प्यावर, म्हणजे झोन वितळताना, तसेच एकाच क्रिस्टलच्या वाढीदरम्यान सादर केल्या जातात.

अर्ज

जर्मेनियम ही एक अर्धसंवाहक सामग्री आहे जी इलेक्ट्रॉनिक्स आणि तंत्रज्ञानामध्ये मायक्रोक्रिकिट आणि ट्रान्झिस्टरच्या निर्मितीमध्ये वापरली जाते. जर्मेनियमच्या सर्वात पातळ फिल्म्स काचेवर जमा केल्या जातात आणि रडार प्रतिष्ठापनांमध्ये प्रतिरोधक म्हणून वापरल्या जातात. जर्मेनियम मिश्र धातु विविध धातूडिटेक्टर आणि सेन्सर्सच्या उत्पादनात वापरले जाते. इन्फ्रारेड रेडिएशन प्रसारित करणाऱ्या चष्म्याच्या उत्पादनात जर्मेनियम डायऑक्साइडचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.

जर्मेनियम टेल्युराइडने दीर्घकाळापासून एक स्थिर थर्मोइलेक्ट्रिक मटेरियल म्हणून काम केले आहे आणि थर्मोइलेक्ट्रिक मिश्रधातूचा एक घटक म्हणून देखील काम केले आहे (50 μV/K सह अल्ट्रा-हाय-प्युरिटी जर्मेनियम हे प्रिझम आणि लेन्सच्या निर्मितीमध्ये अपवादात्मकपणे धोरणात्मक भूमिका बजावते). इन्फ्रारेड ऑप्टिक्स. जर्मेनियमचा सर्वात मोठा ग्राहक इन्फ्रारेड ऑप्टिक्स आहे, ज्याचा वापर केला जातो संगणक तंत्रज्ञान, दृष्टीक्षेप आणि क्षेपणास्त्र मार्गदर्शन प्रणाली, नाईट व्हिजन उपकरणे, उपग्रहांमधून पृथ्वीच्या पृष्ठभागाचे मॅपिंग आणि अन्वेषण. जर्मेनियमचा वापर फायबर ऑप्टिक सिस्टीममध्ये (काचेच्या तंतूंमध्ये जर्मेनियम टेट्राफ्लोराइडचा समावेश) तसेच सेमीकंडक्टर डायोडमध्येही केला जातो.

जर्मेनियम, शास्त्रीय अर्धसंवाहक म्हणून, द्रव हायड्रोजनच्या तपमानावर कार्य करणारे सुपरकंडक्टिंग साहित्य तयार करण्याच्या समस्येचे निराकरण करण्याची गुरुकिल्ली बनली आहे, परंतु द्रव हीलियम नाही. तुम्हाला माहिती आहेच, हायड्रोजन जेव्हा -252.6°C किंवा 20.5°K तापमानापर्यंत पोहोचते तेव्हा वायूच्या अवस्थेतून द्रव अवस्थेत रूपांतरित होते. 70 च्या दशकात, जर्मेनियम आणि निओबियमची एक फिल्म विकसित केली गेली, ज्याची जाडी फक्त काही हजार अणू होती. तापमान 23.2°K आणि त्याहून कमी असतानाही ही फिल्म सुपरकंडक्टिव्हिटी राखण्यास सक्षम आहे.

एचईएस प्लेटमध्ये इंडियम फ्यूज करून, अशा प्रकारे तथाकथित छिद्र चालकतेसह एक क्षेत्र तयार करून, एक दुरुस्त करणारे उपकरण प्राप्त केले जाते, म्हणजे. डायोड डायोड पास करण्याची क्षमता आहे वीजएका दिशेने: छिद्र चालकता असलेल्या प्रदेशातील इलेक्ट्रॉनिक प्रदेश. हायड्रोइलेक्ट्रिक प्लेटच्या दोन्ही बाजूंनी इंडियम फ्यूज केल्यानंतर, ही प्लेट ट्रान्झिस्टरच्या पायामध्ये बदलते. जगात प्रथमच, 1948 मध्ये जर्मेनियमपासून बनविलेले ट्रान्झिस्टर तयार केले गेले आणि फक्त वीस वर्षांनंतर अशीच उपकरणे लाखोच्या संख्येने तयार केली गेली.

जर्मेनियम-आधारित डायोड्स आणि ट्रायोड्सचा वापर टेलिव्हिजन आणि रेडिओमध्ये, विविध प्रकारच्या अनुप्रयोगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर झाला आहे. मोजमाप उपकरणेआणि संगणकीय उपकरणे.

आधुनिक तंत्रज्ञानाच्या इतर विशेषतः महत्त्वाच्या क्षेत्रांमध्ये जर्मेनियमचा वापर केला जातो: कमी तापमान मोजताना, इन्फ्रारेड रेडिएशन शोधताना इ.

या सर्व अनुप्रयोगांमध्ये झाडू वापरण्यासाठी, अत्यंत उच्च रासायनिक आणि भौतिक शुद्धतेचे जर्मेनियम आवश्यक आहे. रासायनिक शुद्धता ही अशी शुद्धता आहे ज्यामध्ये हानिकारक अशुद्धींचे प्रमाण टक्के (10-7%) च्या दहा-दशलक्षांशापेक्षा जास्त नसावे. भौतिक शुद्धता म्हणजे पदार्थाच्या स्फटिकाच्या संरचनेत कमीतकमी विघटन, कमीतकमी व्यत्यय. हे साध्य करण्यासाठी, सिंगल-क्रिस्टल जर्मेनियम विशेषतः घेतले जाते. या प्रकरणात, संपूर्ण धातूचा पिंड फक्त एक क्रिस्टल आहे.

हे करण्यासाठी, वितळलेल्या जर्मेनियमच्या पृष्ठभागावर एक जर्मेनियम क्रिस्टल, एक "बियाणे" ठेवले जाते, जे स्वयंचलित यंत्राचा वापर करून हळूहळू वाढविले जाते, तर वितळण्याचे तापमान जर्मेनियमच्या वितळण्याच्या बिंदूपेक्षा (937 डिग्री सेल्सियस) किंचित जास्त असते. "बी" फिरते जेणेकरून एकल क्रिस्टल, जसे ते म्हणतात, "मांसासह वाढतात" सर्व बाजूंनी समान रीतीने. हे नोंद घ्यावे की अशा वाढीदरम्यान झोन वितळताना सारखेच घडते, म्हणजे. जवळजवळ फक्त जर्मेनियम घन टप्प्यात जातो आणि सर्व अशुद्धता वितळत राहते.

भौतिक गुणधर्म

कदाचित, या लेखाच्या काही वाचकांना व्हॅनेडियम दृश्यमानपणे पाहण्याची संधी मिळाली. घटक स्वतःच दुर्मिळ आणि महाग आहे, उपभोग्य वस्तू त्यापासून बनविल्या जात नाहीत, परंतु त्यांचे भरणे जर्मेनियम आहे, जे आढळू शकते विद्दुत उपकरणेइतके लहान की धातू पाहणे अशक्य आहे.

काही संदर्भ पुस्तके सांगतात की जर्मेनियममध्ये चांदीचा रंग असतो. परंतु हे सांगितले जाऊ शकत नाही, कारण जर्मेनियमचा रंग थेट धातूच्या पृष्ठभागावर उपचार करण्याच्या पद्धतीवर अवलंबून असतो. काहीवेळा तो जवळजवळ काळा दिसू शकतो, इतर वेळी त्यात स्टीलचा रंग असतो आणि काहीवेळा तो चांदीचा असू शकतो.

जर्मेनियम हा असा दुर्मिळ धातू आहे की त्याच्या बुलियनची किंमत सोन्याच्या किंमतीशी तुलना करता येते. जर्मेनियम वाढीव नाजूकपणा द्वारे दर्शविले जाते, ज्याची तुलना केवळ काचेशी केली जाऊ शकते. बाहेरून, जर्मेनियम सिलिकॉनच्या अगदी जवळ आहे. हे दोन घटक सर्वात महत्वाचे अर्धसंवाहक आणि ॲनालॉग्सच्या शीर्षकासाठी दोन्ही प्रतिस्पर्धी आहेत. जरी काही तांत्रिक गुणधर्मजर्मेनियम सिलिकॉनपेक्षा जर्मेनियम वेगळे करणे खूप सोपे आहे; सिलिकॉनची घनता 2.33 g/cm3 आहे आणि जर्मेनियमची घनता 5.33 g/cm3 आहे.

परंतु आपण जर्मेनियमच्या घनतेबद्दल स्पष्टपणे बोलू शकत नाही, कारण आकृती 5.33 g/cm3 जर्मेनियम-1 चा संदर्भ देते. घटक 32 च्या पाच ॲलोट्रॉपिक बदलांपैकी हे सर्वात महत्वाचे आणि सर्वात सामान्य बदलांपैकी एक आहे. त्यापैकी चार स्फटिक आहेत आणि एक अनाकार आहे. जर्मेनियम-1 हे चार स्फटिकांपैकी सर्वात हलके बदल आहे. त्याचे स्फटिक डायमंड स्फटिकांसारखेच बनवलेले आहेत, a = 0.533 nm. तथापि, जर कार्बनसाठी ही रचना शक्य तितकी दाट असेल, तर जर्मेनियमसाठी देखील घनता बदल आहेत. मध्यम उष्णता आणि उच्च दाब(100 °C वर सुमारे 30 हजार वातावरण) जर्मेनियम-1 चे जर्मेनियम-2 मध्ये रूपांतर करते, ज्याची क्रिस्टल जाळीची रचना पांढऱ्या कथील सारखीच असते. जर्मेनियम -3 आणि जर्मेनियम -4 मिळविण्यासाठी समान पद्धत वापरली जाते, जे आणखी घनतेचे आहेत. हे सर्व "सामान्य नाही" बदल जर्मेनियम-1 पेक्षा केवळ घनतेतच नव्हे तर विद्युत चालकतेमध्येही श्रेष्ठ आहेत.

द्रव जर्मेनियमची घनता 5.557 g/cm3 (1000°C वर), धातूचा वितळण्याचा बिंदू 937.5°C आहे; उकळत्या बिंदू सुमारे 2700 डिग्री सेल्सियस आहे; थर्मल चालकता गुणांकाचे मूल्य अंदाजे 60 W / (m (K), किंवा 0.14 cal / (cm (sec (deg)) 25 ° C तापमानात असते. सामान्य तापमानात, शुद्ध जर्मेनियम देखील नाजूक असते, परंतु जेव्हा ते 550 डिग्री सेल्सिअस पर्यंत पोहोचते, ते मिनरलॉजिकल स्केलवर जर्मेनियमची कठोरता 6 ते 6.5 पर्यंत असते (प्रेशर रेंजमध्ये 0 ते 120 GN/m2, किंवा 0 पर्यंत); ते 12000 kgf/mm2) 1.4 10-7 m 2 /mn (किंवा 1.4·10-6 सेमी 2 /kgf) आहे 0.6 n/m (किंवा 600 डायन्स/सेमी);

जर्मेनियम हे 1.104·10 -19, किंवा 0.69 eV (25 °C तापमानावर) बँडगॅप आकारासह एक सामान्य अर्धसंवाहक आहे; उच्च शुद्धता जर्मेनियमची विशिष्ट विद्युत प्रतिरोधकता 0.60 ohm (m (60 ohm (cm) (25 °C); इलेक्ट्रॉन गतिशीलता 3900 आहे, आणि भोक गतिशीलता 1900 cm 2 /v. sec (25 °C वर आणि सामग्रीवर) आहे 8% अशुद्धता) इन्फ्रारेड किरणांसाठी, ज्याची तरंगलांबी 2 मायक्रॉनपेक्षा जास्त आहे, धातू पारदर्शक आहे.

जर्मेनियम खूपच नाजूक आहे; ते 550 डिग्री सेल्सियसपेक्षा कमी तापमानात गरम किंवा थंड दाबाने कार्य करू शकत नाही, परंतु जर तापमान जास्त असेल तर धातू लवचिक आहे. खनिज स्केलवर धातूची कठोरता 6.0-6.5 आहे (जर्मेनियमला ​​धातू किंवा डायमंड डिस्क आणि अपघर्षक वापरून प्लेट्समध्ये सॉड केले जाते).

रासायनिक गुणधर्म

जर्मेनियम, रासायनिक संयुगे आढळल्यास, सामान्यतः द्वितीय आणि चौथ्या व्हॅलेन्सी दर्शवितात, परंतु टेट्राव्हॅलेंट जर्मेनियमचे संयुगे अधिक स्थिर असतात. खोलीच्या तपमानावर जर्मेनियम पाणी, हवा, तसेच अल्कली द्रावण आणि सल्फ्यूरिक किंवा हायड्रोक्लोरिक ऍसिडच्या पातळ घनतेला प्रतिरोधक आहे, परंतु एक्वा रेजीया किंवा हायड्रोजन पेरॉक्साइडच्या अल्कधर्मी द्रावणात घटक अगदी सहजपणे विरघळतो. नायट्रिक ऍसिडच्या क्रियेद्वारे घटक हळूहळू ऑक्सिडाइझ केला जातो. जेव्हा हवेतील तापमान 500-700 °C पर्यंत पोहोचते, तेव्हा जर्मेनियम GeO 2 आणि GeO या ऑक्साईड्समध्ये ऑक्सिडाइझ होऊ लागते. (IV) जर्मेनियम ऑक्साईड हे 1116 ° C च्या वितळण्याच्या बिंदूसह आणि 4.3 g/l (20 ° C वर) पाण्यात विद्राव्यता असलेली पांढरी पावडर आहे. त्याच्या रासायनिक गुणधर्मांनुसार, पदार्थ ॲम्फोटेरिक आहे, अल्कलीमध्ये विरघळतो आणि खनिज ऍसिडमध्ये अडचण आहे. हे हायड्रेशन प्रिसिपिटेट GeO 3 nH 2 O च्या प्रवेशाद्वारे प्राप्त होते, जे हायड्रोलिसिस दरम्यान सोडले जाते, उदाहरणार्थ, मेटल जर्मेनेट (Na 2 GeO 3, Li 2 GeO 3, इ.) हे उच्च वितळणारे बिंदू आहेत. , GeO 2 आणि इतर ऑक्साइड फ्यूज करून मिळवता येते.

जर्मेनियम आणि हॅलोजनच्या परस्परसंवादाच्या परिणामी, संबंधित टेट्राहॅलाइड्स तयार होऊ शकतात. प्रतिक्रिया क्लोरीन आणि फ्लोरिन (खोलीच्या तपमानावर देखील), नंतर आयोडीन (तापमान 700-800 °C, CO ची उपस्थिती) आणि ब्रोमिन (कमी उष्णतेवर) सह सहजतेने पुढे जाऊ शकते. जर्मेनियमच्या सर्वात महत्वाच्या संयुगांपैकी एक म्हणजे टेट्राक्लोराईड (सूत्र GeCl 4). हा एक रंगहीन द्रव आहे ज्याचा वितळण्याचा बिंदू 49.5 °C, 83.1 °C चा उत्कलन बिंदू आणि 1.84 g/cm3 (20 °C वर) घनता आहे. पदार्थ पाण्याद्वारे जोरदारपणे हायड्रोलायझ केला जातो, हायड्रेटेड ऑक्साईड (IV) च्या अवक्षेपण सोडतो. टेट्राक्लोराईड जर्मेनियम धातूचे क्लोरीनीकरण करून किंवा GeO 2 ऑक्साईड आणि एकाग्र हायड्रोक्लोरिक ऍसिडवर प्रतिक्रिया देऊन प्राप्त केले जाते. सामान्य सूत्र GeX 2, hexachlorodigermane Ge 2 Cl 6, GeCl मोनोक्लोराइड, तसेच जर्मेनियम ऑक्सिक्लोराइड्स (उदाहरणार्थ, CeOCl 2) असलेले जर्मेनियम डायहॅलाइड्स देखील ओळखले जातात.

जेव्हा 900-1000 °C पर्यंत पोहोचते, तेव्हा सल्फर जर्मेनियमशी जोमदारपणे संवाद साधते, जीएस 2 डायसल्फाइड तयार करते. हे 825 °C च्या वितळण्याच्या बिंदूसह पांढरे घन आहे. मोनोसल्फाइड जीईएस आणि टेल्यूरियम आणि सेलेनियमसह जर्मेनियमच्या तत्सम संयुगे, जे अर्धसंवाहक आहेत, तयार करणे देखील शक्य आहे. 1000-1100 °C तापमानात, हायड्रोजन जर्मेनियमशी किंचित प्रतिक्रिया देते, जर्माइन (GeH) X तयार करते, जे एक अस्थिर आणि अत्यंत अस्थिर संयुग आहे. Ge n H 2n + 2 ते Ge 9 H 20 या मालिकेतील हायड्रोजन जर्मनाइड्स सौम्य HCl बरोबर जर्मनाइड्सची प्रतिक्रिया करून तयार होऊ शकतात. GeH 2 ची रचना असलेली जर्मिलीन देखील ओळखली जाते. जर्मेनियम नायट्रोजनवर थेट प्रतिक्रिया देत नाही, परंतु एक नायट्राइड Ge 3 N 4 आहे, जे जर्मेनियम अमोनिया (700-800 ° C) च्या संपर्कात आल्यावर प्राप्त होते. जर्मेनियम कार्बनवर प्रतिक्रिया देत नाही. अनेक धातूंसह, जर्मेनियम फॉर्म विविध कनेक्शन- जर्मनाइड्स.

जर्मेनियमचे अनेक ज्ञात जटिल संयुगे आहेत, जे जर्मेनियम घटकाच्या विश्लेषणात्मक रसायनशास्त्रात तसेच प्राप्त करण्याच्या प्रक्रियेत अधिकाधिक महत्त्वपूर्ण होत आहेत. रासायनिक घटक. जर्मेनियम हायड्रॉक्सिल युक्त सेंद्रिय रेणूंसह जटिल संयुगे तयार करण्यास सक्षम आहे ( पॉलीहायड्रिक अल्कोहोल, पॉलीबेसिक ऍसिडस् आणि इतर). जर्मेनियम हेटेरोपोलियासिड्स देखील आहेत. गट IV च्या इतर घटकांप्रमाणे, जर्मेनियम सामान्यत: ऑर्गनोमेटलिक संयुगे बनवते. टेट्राएथिलगरमॅन (C 2 H 5) 4 Ge 3 याचे उदाहरण आहे.