Jaksollinen järjestelmä›Alkuaineet›Germanium

Alkuaine · viitesivu

32Ge

Germanium

Germanium on järjestysluvun 32 alkuaine (Ge). Se sijaitsee jaksossa 4, ryhmässä 14 ja p-lohkossa. Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Elektronikonfiguraatio on [Ar] 3d10 4s2 4p2.

Järjestysluku32

Standardiatomipaino72.630(8)

Ryhmä14

Jakso4

Lohkop

Elektronikonfiguraatio[Ar] 3d10 4s2 4p2

Elektronirakenne

Mikä ohjaa kemiallista käyttäytymistä

Ryhmän 14 alkuaineilla on neljä valenssielektronia. Kovalenttinen sitoutuminen hallitsee kevyimpiä jäseniä, kun taas metalliluonne kasvaa ryhmässä alaspäin.

Tämän atomin elektronikonfiguraatio on [Ar] 3d10 4s2 4p2. Valenssielektronien määrä ja energia määräävät, miten atomi sitoutuu ja millaisia ionisia tai kovalenttisia rakenteita se voi muodostaa.

Kemialliset muodot

Yhdisteet, ionit ja materiaalit

Germanium esiintyy sekä alkuaineena että kemiallisissa yhdisteissä. Tärkeimmät ionit, hapetusluvut ja materiaalimuodot riippuvat elektronirakenteesta ja sidospartnereista.

Fysikaalinen käyttäytyminen

Olomuoto ja faasimuutokset

Huoneenlämmössä vertailuolomuoto on kiinteä. Ilmoitettu tiheys on 5.323 g/cm³. Sulamispiste on 1 211 K (938.3 °C). Kiehumispiste on 3 106 K (2 833 °C). Paine, puhtaus ja kiderakenne voivat vaikuttaa mitattuihin fysikaalisiin ominaisuuksiin.

Esiintyminen ja käyttö

Missä alkuainetta esiintyy ja käytetään

Käytännössä germanium liittyy erityisesti seuraaviin yhteyksiin: valokuidut, puolijohteet ja infrapunaoptiikka.

Käytännössä

Konkreettisia käyttökohteita

Valokuidut

Yksi käytännön yhteys on valokuidut. Alkuaineen tarkka rooli riippuu käytetystä kemiallisesta muodosta, seoksesta, materiaalista tai isotoopista.

Puolijohteet

Germanium-alkuainetta käytetään elektroniikassa silloin, kun sen sähkönjohtavuus, puolijohdeominaisuudet, optinen vaste tai kemiallinen vakaus on hyödyllinen.

Infrapunaoptiikka

Yksi käytännön yhteys on infrapunaoptiikka. Alkuaineen tarkka rooli riippuu käytetystä kemiallisesta muodosta, seoksesta, materiaalista tai isotoopista.

Paikka jaksollisessa järjestelmässä

Mitä naapurialkuaineet kertovat

Germanium sijaitsee jaksossa 4 ja ryhmässä 14. Todelliset naapurialkuaineet auttavat vertaamaan atomikokoa, ionisaatioenergiaa, elektronirakennetta ja sidostapoja jaksollisen järjestelmän sisällä. Tässä lähialueessa näkyvät esimerkiksi Alumiini, Pii, Fosfori, Gallium.

Viitearvot

Fysikaaliset ja atomitason ominaisuudet

Luokituspuolimetalli

Olomuoto huoneenlämmössäkiinteä

Elektronikuoret2 · 8 · 18 · 4

Tiheys5.323 g/cm³

Sulamispiste1 211 K (938.3 °C)

Kiehumispiste3 106 K (2 833 °C)

Paulingin elektronegatiivisuus2.01

Ensimmäinen ionisaatioenergia762 kJ/mol

Elektroniaffiniteetti118.9 kJ/mol

Arvot kuvaavat alkuainetta tai neutraalia atomia silloin, kun se on tarkoituksenmukaista. Fysikaaliset arvot voivat riippua allotroopista, paineesta ja mittausolosuhteista.

Historia

Löytäminen ja tunnistaminen

Tämän alkuaineen löytäminen yhdistetään henkilöön tai ryhmään Clemens Winkler. Uuden alkuaineen tunnistaminen, puhtaan näytteen eristäminen ja myöhempi järjestyslukuun 32 perustuva luokittelu eivät aina tapahtuneet samanaikaisesti.

Isotoopit ja atomipaino

Miten isotooppikoostumus vaikuttaa lukuihin

Standardiatomipaino on 72.630(8). Se kuvaa luonnollisen maanpäällisen aineen isotooppikoostumuksen painotettua keskiarvoa, ei yhden tietyn atomin massaa.

Tällä alkuaineella on vähintään yksi pysyvä isotooppi. Isotoopeilla on sama protonien määrä mutta eri neutronien määrä, joten ne ovat sama alkuaine mutta niiden atomimassat eroavat.

Turvallisuus

Käsittely ja altistuminen

Turvallisuus riippuu kemiallisesta muodosta, annoksesta ja altistusreitistä. Puhdas alkuaine, ionit ja yhdisteet voivat vaikuttaa elimistöön ja ympäristöön hyvin eri tavoin, joten käytettävän aineen omat turvallisuustiedot on tarkistettava.