Fibra óptica
Compuestos de germanio se utilizan en materiales de fibra óptica para modificar índice de refracción, transmisión o respuesta óptica.
Mendeleev
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Elemento químico · ficha de referencia
32Ge
Germanio
El germanio es el elemento 32 (Ge), situado en el período 4, grupo 14 y bloque p. A temperatura ambiente, su estado de referencia es sólido. Su configuración electrónica es [Ar] 3d10 4s2 4p2.
Número atómico32
Peso atómico estándar72.630(8)
Grupo14
Período4
Bloquep
Configuración electrónica[Ar] 3d10 4s2 4p2
Estructura electrónica
Qué gobierna su química
Los elementos del grupo 14 tienen cuatro electrones de valencia. Los miembros ligeros muestran un fuerte carácter covalente, mientras el carácter metálico aumenta al descender por el grupo.
La configuración [Ar] 3d10 4s2 4p2 sitúa al germanio en esta familia. La estructura y el estado de oxidación determinan después las propiedades de sus materiales y compuestos.
Formas químicas
Compuestos, iones y materiales
El germanio puede formar redes covalentes y una amplia variedad de óxidos, haluros, hidruros y compuestos con metales. Su comportamiento se sitúa entre el de los no metales y el de los metales.
Comportamiento físico
Estado y cambios de fase
A temperatura ambiente, el estado de referencia es sólido. La densidad indicada es 5.323 g/cm³. El punto de fusión es 1 211 K (938.3 °C). El punto de ebullición es 3 106 K (2 833 °C). La presión, la pureza y la estructura cristalina pueden modificar los valores medidos.
Presencia y aplicaciones
Dónde se encuentra y para qué se usa el germanio
En la práctica, el germanio se encuentra, se produce o se utiliza en ámbitos como fibra óptica, semiconductores y óptica infrarroja. La forma química o isotópica concreta determina su función.
En la práctica
Ejemplos de usos concretos
Semiconductores
El germanio forma parte de materiales semiconductores cuyo comportamiento eléctrico puede controlarse mediante composición, pureza y dopado.
Óptica infrarroja
Compuestos de germanio se utilizan en óptica infrarroja cuando transmiten o controlan radiación en esas longitudes de onda.
Posición periódica
Qué muestran sus elementos vecinos
El germanio está en el período 4, grupo 14 y bloque p. En el entorno mostrado aparecen vecinos reales como Aluminio, Silicio, Fósforo, Galio y Arsénico. Compararlos ayuda a observar tendencias de tamaño atómico, energía de ionización, estados de oxidación y tipos de enlace.
Datos de referencia
Propiedades físicas y atómicas
Clasificaciónmetaloide
Estado a temperatura ambienteSólido
Capas electrónicas2 · 8 · 18 · 4
Densidad5.323 g/cm³
Punto de fusión1 211 K (938.3 °C)
Punto de ebullición3 106 K (2 833 °C)
Electronegatividad de Pauling2.01
Primera energía de ionización762 kJ/mol
Afinidad electrónica118.9 kJ/mol
Los valores describen el elemento o el átomo neutro cuando corresponde. Las propiedades físicas pueden depender del alótropo, la presión y las condiciones de medida.
Historia
Descubrimiento e identificación
El descubrimiento del germanio se asocia con Clemens Winkler. El reconocimiento del elemento, el aislamiento de una muestra y su identificación moderna mediante el número atómico no siempre ocurrieron al mismo tiempo.
Isótopos y peso atómico
Cómo cambia los números la composición isotópica
El peso atómico estándar es 72.630(8). Este valor representa la composición isotópica del material terrestre natural y no la masa de un único átomo concreto.
El germanio posee al menos un isótopo estable. Los isótopos tienen el mismo número de protones y pertenecen al mismo elemento, pero difieren en número de neutrones y masa atómica.
Seguridad
Manipulación y exposición
Los riesgos asociados al germanio dependen de la forma química, la dosis y la vía de exposición. El elemento, sus iones y sus compuestos pueden tener efectos biológicos y ambientales muy distintos; deben consultarse los datos de seguridad de la sustancia realmente manipulada.