Keemiline element · teatmeleht

32Ge

Germaanium

Germaanium on keemiline element aatomnumbriga 32 ja sümboliga Ge. See paikneb perioodis 4, rühmas 14, p-plokis. Toatemperatuuril on võrdlusolek tahke. Elektronkonfiguratsioon on [Ar] 3d10 4s2 4p2.

Aatomnumber32

Standardne aatommass72.630(8)

Rühm14

Periood4

Plokkp

Elektronkonfiguratsioon[Ar] 3d10 4s2 4p2

Elektronstruktuur

Mis määrab selle keemia

Germaanium asub 14. rühmas ja tal on neli valentselektroni. Kergemate liikmete puhul on eriti tähtis kovalentne side, rühmas allapoole suureneb metalliline iseloom.

Konfiguratsioon [Ar] 3d10 4s2 4p2 aitab seletada võrgustikuliste, molekulaarsete ja metallilisemate struktuuride erinevusi selles rühmas.

Keemilised vormid

Ühendid, ioonid ja materjalid

Germaanium moodustab ühendeid, mille omadused sõltuvad oksüdatsiooniastmest ja sidemetüübist. Olulised perekonnad võivad olla oksiidid, halogeniidid, hüdriidid, soolad või koordinatsiooniühendid.

Füüsikaline käitumine

Olek ja faasimuutused

Toatemperatuuril on võrdlusolek tahke. Esitatud tihedus on 5.323 g/cm³. Sulamispunkt on 1 211 K (938.3 °C). Keemispunkt on 3 106 K (2 833 °C). Rõhk, puhtus ja kristallstruktuur võivad mõõdetud füüsikalisi väärtusi nihutada.

Leidumine ja kasutus

Kus germaanium leidub ja kasutatakse

Praktikas seostub germaanium eelkõige järgmiste valdkondadega: kiudoptika, pooljuhid ja infrapunaoptika. Konkreetne kasutus sõltub elemendi keemilisest vormist, puhtusest ja vajalikust omadusest.

Praktikas

Näiteid tegelikust kasutusest

Kiudoptika

Germaanium kasutatakse optilistes kiududes või dopandina valguse ülekande, võimenduse või infrapunavastuse juhtimiseks.

Pooljuhid

Germaanium ühendeid või dopeeritud vorme kasutatakse pooljuhtseadmetes elektrijuhtivuse kontrollimiseks.

Infrapunaoptika

Germaanium kasutatakse valdkonnas „Infrapunaoptika“, kui tema füüsikaline või keemiline omadus annab vajaliku eelise.

Asend perioodilisustabelis

Mida naaberelemendid näitavad

Germaanium paikneb perioodis 4 ja rühmas 14. Päris naaberelementidega võrdlemine aitab uurida aatomraadiuse, ionisatsioonienergia, elektronegatiivsuse ja sidemekäitumise perioodilisi trende.

Võrdlusandmed

Füüsikalised ja aatomilised omadused

Klassifikatsioonpoolmetall

Olek toatemperatuuriltahke

Elektronkihid2 · 8 · 18 · 4

Tihedus5.323 g/cm³

Sulamispunkt1 211 K (938.3 °C)

Keemispunkt3 106 K (2 833 °C)

Paulingu elektronegatiivsus2.01

Esimene ionisatsioonienergia762 kJ/mol

Elektronafiinsus118.9 kJ/mol

Väärtused kirjeldavad elementi või neutraalset aatomit, kui see on asjakohane. Füüsikalised andmed võivad sõltuda allotroobist, rõhust ja mõõtmistingimustest.

Ajalugu

Avastamine ja tuvastamine

Germaanium avastamist seostatakse teadlase või töörühmaga Clemens Winkler. Elemendi äratundmine, puhta proovi eraldamine ja tänapäevase aatomnumbri omistamine ei pruukinud toimuda samal ajal.

Isotoobid ja aatommass

Kuidas isotoopkoostis arve mõjutab

Standardne aatommass on 72.630(8). See väärtus kirjeldab loodusliku maise aine tavalist isotoopkoostist, mitte ühe kindla aatomi massi.

Germaaniuml on vähemalt üks stabiilne isotoop. Isotoopidel on sama prootonite arv ja seega sama elemendi identiteet, kuid erinev neutronite arv ning aatommass.

Ohutus

Käitlemine ja kokkupuude

Germaaniumga seotud ohud sõltuvad keemilisest vormist, annusest ja kokkupuuteviisist. Puhas element, ioonid ja ühendid võivad bioloogiliselt ning keskkonnas väga erinevalt käituda, seetõttu tuleb lähtuda konkreetse aine ohutusandmetest.