Unsur kimia · halaman rujukan

32Ge

Germanium

Germanium ialah unsur kimia dengan nombor atom 32 dan simbol Ge. Unsur ini terletak pada kala 4, kumpulan 14, blok p. Pada suhu bilik keadaan rujukannya pepejal, dan konfigurasi elektronnya [Ar] 3d10 4s2 4p2.

Nombor atom32

Berat atom piawai72.630(8)

Kumpulan14

Kala4

Blokp

Konfigurasi elektron[Ar] 3d10 4s2 4p2

Struktur elektron

Apa yang mengawal kimianya

Konfigurasi elektron Germanium ialah [Ar] 3d10 4s2 4p2. Taburan elektron pada petala dan subpetala terluar mengawal cara atom membentuk ikatan serta keadaan pengoksidaan yang paling mungkin.

Untuk memahami kereaktifan, konfigurasi elektron perlu dibaca bersama kedudukan dalam jadual berkala. Kedua-duanya menunjukkan elektron valens, kesan pemerisaian, saiz atom dan kecenderungan atom kehilangan, menerima atau berkongsi elektron.

Bentuk kimia

Sebatian, ion dan bahan

Germanium membentuk pelbagai jenis bahan bergantung pada struktur elektron dan persekitaran kimianya. Oksida, halida, hidrida, aloi atau sebatian kovalen boleh menjadi penting; keadaan pengoksidaan menentukan struktur, ikatan dan kereaktifan.

Sifat fizikal

Keadaan dan perubahan fasa

Keadaan rujukan pada suhu bilik ialah pepejal. Ketumpatan yang disenaraikan ialah 5.323 g/cm³. Takat leburnya 1 211 K (938.3 °C). Takat didihnya 3 106 K (2 833 °C). Tekanan, ketulenan, struktur kristal dan alotrop boleh mengubah nilai fizikal yang diukur, maka keadaan pengukuran sentiasa penting.

Kewujudan dan kegunaan

Di mana Germanium ditemui dan digunakan

Dalam amalan, Germanium ditemui dalam aplikasi yang berkaitan dengan gentian optik, semikonduktor dan optik inframerah. Sifat yang digunakan boleh datang daripada unsur tulen, aloi, sebatian atau isotop tertentu; oleh itu bentuk kimia sentiasa penting apabila membincangkan kegunaan sebenar.

Dalam amalan

Contoh kegunaan sebenar

Gentian optik

Germanium digunakan dalam gentian optik atau sebagai dopan untuk mengawal penghantaran, penguatan atau tindak balas inframerah.

Semikonduktor

Sebatian atau bahan terdop yang mengandungi Germanium digunakan untuk mengawal pengaliran elektrik dalam peranti semikonduktor.

Optik inframerah

Germanium digunakan dalam bahan yang menghantar, mengesan atau memanipulasi sinaran inframerah.

Kedudukan berkala

Apa yang ditunjukkan unsur jiran

Germanium terletak pada kala 4, kumpulan 14. Unsur jiran yang dipaparkan ialah Aluminium; Silikon; Fosforus; Galium; Arsenik; Indium; Stanum; Antimoni. Kedudukan ini membolehkan perbandingan langsung saiz atom, tenaga pengionan, keadaan pengoksidaan dan kecenderungan ikatan dengan unsur bersebelahan dalam jadual berkala.

Data rujukan

Sifat fizikal dan atom

Pengelasanmetaloid

Fasa pada suhu bilikpepejal

Petala elektron2 · 8 · 18 · 4

Ketumpatan5.323 g/cm³

Takat lebur1 211 K (938.3 °C)

Takat didih3 106 K (2 833 °C)

Keelektronegatifan Pauling2.01

Tenaga pengionan pertama762 kJ/mol

Afiniti elektron118.9 kJ/mol

Nilai menerangkan unsur atau atom neutral apabila sesuai. Data fizikal boleh bergantung pada alotrop, tekanan, ketulenan dan keadaan pengukuran.

Sejarah

Penemuan dan pengenalpastian

Penemuan Germanium dikaitkan dengan Clemens Winkler. Pemerhatian pertama, pengasingan sampel tulen dan penentuan nombor atom moden tidak semestinya berlaku pada masa yang sama, jadi sejarah unsur ini perlu difahami sebagai beberapa peringkat.

Isotop dan berat atom

Bagaimana isotop mempengaruhi nilai

Berat atom piawai yang disenaraikan ialah 72.630(8). Nilai ini mencerminkan komposisi isotop bahan semula jadi di Bumi, bukannya jisim satu atom tunggal.

Germanium mempunyai sekurang-kurangnya satu isotop stabil. Semua isotop mempunyai bilangan proton yang sama tetapi bilangan neutron yang berbeza, lalu jisim atomnya juga berbeza.

Keselamatan

Pengendalian dan pendedahan

Risiko Germanium bergantung pada bentuk kimia, dos dan laluan pendedahan. Unsur bebas, ion dan sebatiannya boleh mempunyai kesan biologi serta alam sekitar yang sangat berbeza, jadi helaian data keselamatan bagi bahan khusus perlu dirujuk.