Χημικό στοιχείο · σελίδα αναφοράς

32Ge

Γερμάνιο

Το στοιχείο «Γερμάνιο» έχει ατομικό αριθμό 32 και σύμβολο Ge. Βρίσκεται στην περίοδο 4, στην ομάδα 14 και στον τομέα p. Σε θερμοκρασία δωματίου η κατάσταση αναφοράς είναι στερεό. Η ηλεκτρονιακή του διαμόρφωση είναι [Ar] 3d10 4s2 4p2.

Ατομικός αριθμός32

Σχετική ατομική μάζα72.630(8)

Ομάδα14

Περίοδος4

Τομέαςp

Ηλεκτρονιακή διαμόρφωση[Ar] 3d10 4s2 4p2

Ηλεκτρονιακή δομή

Τι καθορίζει τη χημεία του

Το στοιχείο «Γερμάνιο» ανήκει στην ομάδα 14 και έχει τέσσερα ηλεκτρόνια σθένους. Αυτό κάνει τους ομοιοπολικούς δεσμούς ιδιαίτερα σημαντικούς στα ελαφρύτερα μέλη, ενώ ο μεταλλικός χαρακτήρας αυξάνεται προς τα κάτω στην ομάδα.

Η διαμόρφωση [Ar] 3d10 4s2 4p2 συνδέεται με βαθμίδες οξείδωσης που φθάνουν συχνά την +4. Στα βαρύτερα μέλη αποκτά μεγαλύτερη σημασία και η +2, καθώς το εξωτερικό ζεύγος s συμμετέχει λιγότερο εύκολα στους δεσμούς.

Χημικές μορφές

Ενώσεις, ιόντα και υλικά

Σημαντικές χημικές μορφές του στοιχείου «Γερμάνιο» περιλαμβάνουν οξείδια, αλογονίδια και υδρίδια. Ανάλογα με τη θέση του στην ομάδα, μπορεί να σχηματίζει ισχυρά ομοιοπολικά δίκτυα ή να εμφανίζει περισσότερο μεταλλική συμπεριφορά και σταθερότερη βαθμίδα οξείδωσης +2.

Φυσική συμπεριφορά

Κατάσταση και αλλαγές φάσης

Σε θερμοκρασία δωματίου η κατάσταση αναφοράς είναι στερεό. Η αναφερόμενη πυκνότητα είναι 5.323 g/cm³. Το σημείο τήξης είναι 1 211 K (938.3 °C). Το σημείο βρασμού είναι 3 106 K (2 833 °C). Η πίεση, η καθαρότητα και η κρυσταλλική δομή μπορούν να μεταβάλουν τις μετρούμενες φυσικές τιμές.

Παρουσία και εφαρμογές

Παρουσία και χρήσεις: Γερμάνιο

Στη Γη, το στοιχείο «Γερμάνιο» απαντά σε ορυκτά, ενώσεις ή στοιχειακή μορφή ανάλογα με τη χημική του δραστικότητα και το γεωχημικό περιβάλλον. Στην πράξη, σημαντικές εφαρμογές που παρουσιάζονται εδώ είναι Οπτικές ίνες, Ημιαγωγοί και Υπέρυθρη οπτική.

Στην πράξη

Παραδείγματα πραγματικών χρήσεων

Οπτικές ίνες

Το στοιχείο «Γερμάνιο» χρησιμοποιείται σε εφαρμογές που σχετίζονται με «Οπτικές ίνες», όταν οι φυσικές ή χημικές ιδιότητές του προσφέρουν το κατάλληλο πλεονέκτημα.

Ημιαγωγοί

Το στοιχείο «Γερμάνιο» χρησιμοποιείται σε εφαρμογές που σχετίζονται με «Ημιαγωγοί», όταν οι φυσικές ή χημικές ιδιότητές του προσφέρουν το κατάλληλο πλεονέκτημα.

Υπέρυθρη οπτική

Το στοιχείο «Γερμάνιο» χρησιμοποιείται σε εφαρμογές που σχετίζονται με «Υπέρυθρη οπτική», όταν οι φυσικές ή χημικές ιδιότητές του προσφέρουν το κατάλληλο πλεονέκτημα.

Θέση στον περιοδικό πίνακα

Τι δείχνουν τα γειτονικά στοιχεία

Το στοιχείο «Γερμάνιο» βρίσκεται στην περίοδο 4 και στην ομάδα 14. Η σύγκριση με τα πραγματικά γειτονικά στοιχεία του πίνακα βοηθά να εξεταστούν τάσεις όπως το ατομικό μέγεθος, η ενέργεια ιοντισμού, η ηλεκτραρνητικότητα και ο χαρακτήρας των χημικών δεσμών.

Δεδομένα αναφοράς

Φυσικές και ατομικές ιδιότητες

Κατηγορίαμεταλλοειδές

Κατάσταση σε θερμοκρασία δωματίουΣτερεό

Ηλεκτρονιακές στιβάδες2 · 8 · 18 · 4

Πυκνότητα5.323 g/cm³

Σημείο τήξης1 211 K (938.3 °C)

Σημείο βρασμού3 106 K (2 833 °C)

Ηλεκτραρνητικότητα Pauling2.01

Πρώτη ενέργεια ιοντισμού762 kJ/mol

Ηλεκτρονική συγγένεια118.9 kJ/mol

Οι τιμές αφορούν το στοιχείο ή το ουδέτερο άτομο, όπου αυτό εφαρμόζεται. Τα φυσικά δεδομένα μπορεί να εξαρτώνται από το αλλότροπο, την πίεση και τις συνθήκες μέτρησης.

Ιστορία

Ανακάλυψη και ταυτοποίηση

Η ανακάλυψη του στοιχείου «Γερμάνιο» συνδέεται με Clemens Winkler. Η αναγνώριση του στοιχείου, η απομόνωση καθαρού δείγματος και η απόδοση του σύγχρονου ατομικού αριθμού δεν συνέβησαν απαραίτητα την ίδια στιγμή.

Ισότοπα και ατομική μάζα

Πώς η ισοτοπική σύσταση αλλάζει τις τιμές

Η σχετική ατομική μάζα αναφοράς είναι 72.630(8). Η τιμή αφορά τη συνήθη ισοτοπική σύσταση φυσικού γήινου υλικού και όχι τη μάζα ενός συγκεκριμένου ατόμου.

Το στοιχείο «Γερμάνιο» έχει τουλάχιστον ένα σταθερό ισότοπο. Τα ισότοπα έχουν τον ίδιο αριθμό πρωτονίων, άρα την ίδια στοιχειακή ταυτότητα, αλλά διαφορετικό αριθμό νετρονίων και διαφορετικές ατομικές μάζες.

Ασφάλεια

Χειρισμός και έκθεση

Οι κίνδυνοι που σχετίζονται με το στοιχείο «Γερμάνιο» εξαρτώνται από τη χημική μορφή, τη δόση και την οδό έκθεσης. Το καθαρό στοιχείο, τα ιόντα και οι ενώσεις του μπορεί να έχουν πολύ διαφορετικές βιολογικές και περιβαλλοντικές επιδράσεις, γι’ αυτό πρέπει να χρησιμοποιούνται τα δεδομένα ασφαλείας της συγκεκριμένης ουσίας.