Химичен елемент · справочна страница

32Ge

Германий

Германий е химичен елемент с атомен номер 32 (Ge), разположен в период 4, група 14 и блок p. Референтното агрегатно състояние при стайна температура е твърдо. Електронната конфигурация е [Ar] 3d10 4s2 4p2.

Атомен номер32

Стандартна атомна маса72.630(8)

Група14

Период4

Блокp

Електронна конфигурация[Ar] 3d10 4s2 4p2

Електронна структура

Какво определя химичното поведение

Елементите от група 14 имат четири валентни електрона. Това прави ковалентното свързване особено важно при по-леките представители, докато металният характер нараства надолу по групата.

При Германий електронната конфигурация [Ar] 3d10 4s2 4p2 определя броя и енергията на валентните електрони, които участват в химичните връзки. След това структурата и степента на окисление определят свойствата на материалите и съединенията му.

Химични форми

Съединения, йони и материали

Типичните съединения включват оксиди, халогениди и хидриди. По-леките представители могат да изграждат здрави ковалентни мрежи или вериги, докато при по-тежките елементи нарастват металният характер на връзките и значението на степента на окисление +2.

Физично поведение

Агрегатно състояние и фазови преходи

Референтното агрегатно състояние при стайна температура е твърдо. Посочената плътност е 5.323 g/cm³. Температурата на топене е 1 211 K (938.3 °C). Температурата на кипене е 3 106 K (2 833 °C). Налягането, чистотата и кристалната структура могат да променят измерените физични свойства.

Разпространение и приложения

Къде се среща германий и за какво се използва

На практика германий се среща в приложения като Оптични влакна, Полупроводници и Инфрачервена оптика.

На практика

Конкретни примери за приложение

Оптични влакна

Германий се използва в оптични влакна или като добавка за управление на предаването, усилването или инфрачервения отклик.

Полупроводници

Съединения или легирани форми на германий се използват за управление на електропроводимостта в полупроводникови устройства.

Инфрачервена оптика

Германий се използва в материали, които пропускат, регистрират или управляват инфрачервено лъчение.

Положение в периодичната система

Какво показват съседните елементи

Германий е в период 4 и група 14. В показаната област той се намира между галий и арсен в същия период; силиций е над него, а калай е под него в същата група. Тези позиции позволяват сравнение на атомния размер, йонизационната енергия и химичното свързване със съседните елементи.

Справочни данни

Физични и атомни свойства

Класификацияметалоид

Агрегатно състояние при стайна температуратвърдо

Електронни слоеве2 · 8 · 18 · 4

Плътност5.323 g/cm³

Температура на топене1 211 K (938.3 °C)

Температура на кипене3 106 K (2 833 °C)

Електроотрицателност по Полинг2.01

Първа йонизационна енергия762 kJ/mol

Електронен афинитет118.9 kJ/mol

Стойностите се отнасят за елемента или за неутралния атом, когато това е приложимо. Физичните данни могат да зависят от алотропната форма, налягането и условията на измерване.

История

Откриване и идентифициране

Откриването на германий се свързва с Clemens Winkler. Разпознаването на елемента, изолирането на чиста проба и определянето на съвременния му атомен номер не е задължително да са станали едновременно.

Изотопи и атомна маса

Как изотопният състав променя числените стойности

Стандартната атомна маса е 72.630(8). Тази стойност се отнася за изотопния състав на естествен земен материал, а не за масата на един конкретен атом.

Германий има поне един стабилен изотоп. Различните изотопи имат еднакъв брой протони и затова принадлежат към един и същ химичен елемент, но се различават по броя на неутроните и атомната маса.

Безопасност

Работа и експозиция

Рисковете, свързани с германий, зависят от химичната форма, дозата и пътя на експозиция. Чистият елемент, неговите йони и съединения могат да имат много различни биологични и екологични ефекти, затова данните за безопасност трябва да се проверяват за конкретното използвано вещество.