From Wikipedia, the free encyclopedia
Գերմանիում (լատին․՝ Germanium), Ge, տարրերի պարբերական համակարգի 5-րդ պարբերության 4-րդ խմբի քիմիական տարր, կարգահամարը՝ 32, ատոմական զանգվածը՝ 72,60։ Ունի հինգ կայուն իզոտոպ՝ 70Ge, 72Ge, 73Ge, 74Ge և 75Ge համապատասխանաբար՝ 20,55%, 27,35%, 7,78%, 76 5% և 7,86%։
| |||||
---|---|---|---|---|---|
Ատոմի հատկություններ | |||||
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ | Գերմանիում/ Germanium (Ge), Ge, 32 | ||||
Խումբ, պարբերություն, բլոկ | 4, 5, p | ||||
Ատոմային զանգված (մոլային զանգված) | 72,630(8)[1] զ. ա. մ. (գ/մոլ) | ||||
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա | [Ar] 3d10 4s2 4p2 | ||||
Ատոմի շառավիղ | 122,5 պմ | ||||
Քիմիական հատկություններ | |||||
Կովալենտ շառավիղ | 122 պմ | ||||
Իոնի շառավիղ | (+4e) 53 (+2e) 73 պմ | ||||
Էլեկտրաբացասականություն | 2,01 (Պոլինգի սանդղակ) | ||||
Էլեկտրոդային պոտենցիալ | 0 | ||||
Օքսիդացման աստիճաններ | 4, 2 | ||||
Իոնացման էներգիա (առաջին էլեկտրոն) | 760,0 (7,88) կՋ/մոլ (էՎ) | ||||
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ | |||||
Հալման ջերմաստիճան | 1210,6 K | ||||
Եռման ջերմաստիճան | 3103 K | ||||
Մոլյար ջերմունակություն | 23,32[2] Ջ/(Կ·մոլ) | ||||
Մոլային ծավալ | 13,6 սմ³/մոլ | ||||
Պարզ նյութի բյուրեղային ցանց | |||||
Բյուրեղացանցի կառուցվածք | ադամանդ | ||||
Բյուրեղացանցի տվյալներ | 5,660 Å | ||||
Դեբայի ջերմաստիճան | 360 K Կ | ||||
Այլ հատկություններ | |||||
Ջերմահաղորդականություն | (300 Կ) 60,2 Վտ/(մ·Կ) | ||||
CAS համար | CAS գրանցման համար? |
32 | Գերմանիում |
72,61 | |
3d104s24p2 |
Արհեստականորեն ստացվել են գերմանիումի բազմաթիվ ռադիոակտիվ իզոտոպները։ Գերմանիումը p տարր է, նրա ատոմի արտաքին Էլեկտրոնային թաղանթի կառուցվածքն Է՝ 4s24p2։ Գերմանիումը հայտնաբերել է գերմանացի քիմիկոս Կ․ Վինկլերը (1886) և անվանել ի պատիվ իր հայրենիքի։
1869 թվականին ռուս քիմիկոս Դմիտրի Մենդելեևը հայտնեց մի քանի քիմիական տարրերի գոյություն մասին, այդ թվում նաև գերմանիումի։ 1870 թվականի դեկտեմբերի 11-ին Մենդելեևը իր հոդվածում որոշել էր տվյալ տարրի ատոմային զանգվածը և հատկությունները։
1885 թվականին Ֆրայբերգը հանքավայրերից մեկում հայտնաբերեց մի նոր հանքաքար։ Գերմանացի քիմիկոս Կլեմեքս Վինկլերը քիմիական անալիզի ժամանակ հայտնաբերեց մի նոր քիմիական տարր։ 1886 թվականին գիտնականներին հաջողվեց հայտնաբերել այդ տարրը։
Վինկլերը նոր տարրը բացահայտելուց հետո այն անվանեց Germanium, իսկ քիմիական նշանը՝ Ge[3]: 1886-1887 թվականներին Վինկլերը մանրամասն նկարագրեց գերմանիումի[4][5] հատկությունները։ Սկզբում Վինկլերը ցանկանում էր տարրը անվանել «նեպտունիում», բայց այդ անվանումը արդեն տրվել էր մեկ ուրիշ տարրի, այդ պատճառով էլ անվանեցին ի պատիվ իր հայրենիքի՝ Գերմանիա։
1930-ական թվականների վերջին գերմանիումը չէր օգտագործվում արդյունաբերությունում[6]։ Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ժամանակ գերմանիումը օգտագործվում էր որոշ էլեկտրական սարքերում, հիմնականում դիոդներում[7]։
Գերմանիումի պարունակությունը երկրակեղևում 7•10−4 % է (ըստ զանգվածի)։ Ցրված տարր է, մտնում է բազմաթիվ ապարների և միներալների բաղադրության մեջ։ Գերմանիումի միներալները՝
Գերմանիումի կոնցենտրացիան ծովի ջրերում կազմում է 6·10−5 մգ/լ[8]։
Գերմանիումը արդյունաբերության մեջ ստանում են հիմնականում գունավոր մետաղների հանքերի (օրրնակ ցինկի փայլ) վերամշակման կողմնակի արգասիքներից, որոնք պարունակում են 0,001-0,1 % գերմանիում։
Որպես հումք օգտագործում են նաև քարածխի մոխիրը, գազագեներա-տորների փոշին ն կոքսաքիմիական գործարանների մնացուկները։ Չափազանց մաքուր գերմանիում ստանում են զոնային հալումով և օգտագործում դիողներ, տրիոդներ, դետեկտորներ, ուժային ուղղիչներ պատրաստելու համար։
Գերմանիումի բյուրեղացանցի կառուցվածքը |
Գերմանիումը բաց մոխրագույն, փխրուն պինդ նյութ է,
Թափանցիկ է ինֆրակարմիր ճառագայթների համար, կիսահաղորդիչ է (ΔЕ= 0,69 էվ, 1,104 10−19 ջ, 25 °С)։ Խառնուրդների ակայությունը և տաքացումը մեծացնում են նրա էլեկտրահաղորդականությունը։ Ստացված ամենամաքուր գերմանիումի տեսակարար դիմադրությունը՝ 60 օհմ•սմ (25 °C)։
Միացություններում 2 և 4 արժեքանի է։ Մետաղների լարման շարքում գտնվում է պղնձի և արծաթի միջև։ Սովորական ջեմաստիճաններում կայուն է օդի, ջրի, ալկալիների և նոսր թթուների նկատմամբ։ Ազոտական թթվում և խիտ ծծմբական թթվում օքսիդանում է։ Տեշտությամբ լուծվում է արքայաջրում և H2O2 պարունակող ալկալիների լուծույթներում։
Ունի հինգ կայուն իզոտոպ՝ 70Ge, 72Ge, 73Ge, 74Ge և 75Ge համապատասխանաբար՝ 20,55%, 27,35%, 7,78%, 76 5% և 7,86%։
Նուկլիդի բանաձև |
Z(p) | N(n) | Իզոտոպի կշիռ< (զ. ա. մ.) |
Կայունություն (T1/2) |
Սպին և Միջուկի զույգություն |
---|---|---|---|---|---|
Գրգռման էներգիա | |||||
58Ge | 32 | 26 | 57,99101 | 0+ | |
59Ge | 32 | 27 | 58,98175 | 7/2- | |
60Ge | 32 | 28 | 59,97019 | 30 մվ | 0+ |
61Ge | 32 | 29 | 60,96379 | 39 մվ | 3/2- |
62Ge | 32 | 30 | 61,95465 | 129 մվ | 0+ |
63Ge | 32 | 31 | 62,94964 | 142 մվ | 3/2- |
64Ge | 32 | 32 | 63,94165 | 63,7 վրկ | 0+ |
65Ge | 32 | 33 | 64,93944 | 30,9 վրկ | 3/2- |
66Ge | 32 | 34 | 65,93384 | 2,26 ժ | 0+ |
67Ge | 32 | 35 | 66,932734 | 18,9 մին | 1/2- |
67m1Ge | 18,20 ԿէՎ | 13,7 մվրկ | 5/2- | ||
67m2Ge | 751,70 ԿէՎ | 110,9 նվրկ | 9/2+ | ||
68Ge | 32 | 36 | 67,928094 | 270,95 օր | 0+ |
69Ge | 32 | 37 | 68,9279645 | 39,05 ժ | 5/2- |
69m1Ge | 86,765 ԿէՎ | 5,1 մվրկ | 1/2- | ||
69m2Ge | 397,944 ԿէՎ | 2,81 մվրկ | 9/2+ | ||
70Ge | 32 | 38 | 69,9242474 | կայուն | 0+ |
71Ge | 32 | 39 | 70,9249510 | 11,43 օր | 1/2- |
71mGe | 198,367 ԿէՎ | 20,40 մվ | 9/2+ | ||
72Ge | 32 | 40 | 71,9220758 | կայուն | 0+ |
72mGe | 691,43 ԿէՎ | 444,2 նվրկ | 0+ | ||
73Ge | 32 | 41 | 72,9234589 | կայուն | 9/2+ |
73m1Ge | 13,2845 ԿէՎ | 2,92 մաքս | 5/2+ | ||
73m2Ge | 66,726 ԿէՎ | 499 մվ | 1/2- | ||
74Ge | 32 | 42 | 73,9211778 | կայուն | 0+ |
75Ge | 32 | 43 | 74,9228589 | 82,78 րոպե | 1/2- |
75m1Ge | 139,69 ԿէՎ | 47,7 с | 7/2+ | ||
75m2Ge | 192,18 ԿէՎ | 216 նվրկ | 5/2+ | ||
76Ge | 32 | 44 | 75,9214026 | 1,78×1021 տարի | 0+ |
77Ge | 32 | 45 | 76,9235486 | 11,30 ժ | 7/2+ |
77mGe | 159,70 ԿէՎ | 52,9 с | 1/2- | ||
78Ge | 32 | 46 | 77,922853 | 88 մին | 0+ |
79Ge | 32 | 47 | 78,9254 | 18,98 վրկ | 1/2- |
79mGe | 185,95 ԿէՎ | 39,0 վրկ | 7/2+ | ||
80Ge | 32 | 48 | 79,92537 | 29,5 վրկ | 0+ |
81Ge | 32 | 49 | 80,92882 | 7,6 վրկ | 9/2+ |
81mGe | 679,13 ԿէՎ | 7,6 վրկ | 1/2+ | ||
82Ge | 32 | 50 | 81,92955 | 4,55 վրկ | 0+ |
83Ge | 32 | 51 | 82,93462 | 1,85 վրկ | 5/2+ |
84Ge | 32 | 52 | 83,93747 | 947 մվ | 0+ |
85Ge | 32 | 53 | 84,94303 | 535 մվ | 5/2+ |
86Ge | 32 | 54 | 85,94649 | 150 նվրկ | 0+ |
87Ge | 32 | 55 | 86,95251 | 140 մվ | 5/2+ |
88Ge | 32 | 56 | 87,95691 | 300 նվրկ | 0+ |
89Ge | 32 | 57 | 88,96383 | 150 նվրկ | 3/2+ |
Տաքացնելիս (500-700 °C) գերմանիումը օդում օքսիդանում է՝ առաջացնելով GeO և GeO2։ Վերջինս սպիտակ փոշի է, հալվում է 1116 °C-ում, ամֆոտեր է՝ արտաևայտված թթվային հատկությամբ։
Ալկալինևրի և մետաղների օքսիդների հետ միահալելիս առաջացնում է գերմաևատներ (օրինակ Na2GeO3), որոնք գերմանիումական թթվի աղեր են։ Վատ է լուծվում ջրում (4,3 գհ, 20 °C)։
GeO ունի հիմնային հատկություն։ Ջրածնային միացությունները՝ գերմանիտրոածխաջրածինները կամ գերմինները, անկայուն են, կարող են ստացվել տարրերի անմիջական միացումից՝ 1000-1100 °C-ում։
Գերմանիումի քառաքլորիդը՝ GeCl, անգույն հեղուկ է, ջրում հիդրոլիզվում[9] է՝ առաջացնելով հիդրատացված երկօքսիդի՝ GeO2nH2O նստվածքը։ Հայտնի են նաև գերմանիումի երկհալոգենիդները՝ GeX2։
Ծծմբին գերմանիումը միանում է տաքացնելիս (900-1000 °C), առաջացնելով երկսուլֆիդը՝ GeS2։ Հայտնի է նաև գերմանիումի սուլֆիդը՝ GeS, սելենիդը՝ GeSe, և թելուրիդը՝ GeTe, որոնք կիսահաղորդիչներ են։ Գերմանիումը ազոտին անմիջապես չի միանում, հայտնի է սակայն նրա նիտրիդը՝ Ge3N4, որը կայուն է օդի, ջրի, թթուների և հիմքերի նկատմամբ։
Ֆոսֆորի հետ առաջացնում է անկայուն ֆոսֆիդը՝ GeP։ Ածխածնի հետ գերմանիումը չի միանում, այդ պատճառով կարելի է այն հալել գրաֆիտե հալքանոթներում։
Միանում է բազմաթիվ մետաղների հետ՝ առաջացնելով գերմանիդներ (օրինակ Mg2Ge)։
Գերմանիումը առաջացնում է բազմաթիվ կոմպլեքս միացություններ։
2007 թվականին գերմանիումի հիմնական սպառողներն են.
Բազմաբյուրեղային գերմանիումը օգտագործվում է դոզիմետրիկ և մագնիսական դաշտի լարվածությունը չափող սարքերում։ Գերմազնումի օգտագործման կարևոր բնագավառներից է ինֆրակարմիր ճառագայթների (8-14 մկ) դետեկտորների արտադրությունը։ Գերմանիումը մտնում է բազմաթիվ մետաղական համաձուլվածքների բաղադրության մեջ։
2007 թվականին գերմանիումի միջին գնաճը կազմում է.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.