Grunnstoff · referanseark

32Ge

Germanium

Germanium (Ge) er grunnstoff 32, et halvmetall i gruppe 14, periode 4 og p-blokken. Elektronkonfigurasjonen [Ar] 3d10 4s2 4p2 bidrar til å forklare binding og reaktivitet; referansetilstanden ved romtemperatur er fast stoff.

Atomnummer32

Standard atomvekt72.630(8)

Gruppe14

Periode4

Blokkp

Elektronkonfigurasjon[Ar] 3d10 4s2 4p2

Elektronstruktur

Hva styrer kjemien?

Grunnstoffene i gruppe 14 har fire valenselektroner. Hos de lettere medlemmer dominerer kovalente bindinger; lenger ned i gruppen blir den metalliske karakter tydeligere.

For germanium viser konfigurationen [Ar] 3d10 4s2 4p2, hvor mange ytterste elektroner der kan inngå i binding. Forskelle i struktur og oksidasjonstrinn kan derfor give svært ulike materialer og forbindelser.

Kjemiske former

Forbindelser, ioner og materialer

Kemien omfatter kovalente nettverk og molekylære forbindelser, oxider, halogenider og — for de tungere grunnstoffer — tydelig metalliske materialer. Oksidasjonstrinnnene +4 og +2 er viktige i forskellig grad.

Fysisk oppførsel

Tilstand og faseoverganger

Referansetilstanden ved romtemperatur er fast stoff. Den oppgitte tettheten er 5.323 g/cm³. Smeltepunktet er oppgitt til 1 211 K (938.3 °C). Kokepunktet er oppgitt til 3 106 K (2 833 °C). Trykk, renhet, allotropi og krystallstruktur kan forskyde målte fysiske verdier.

Forekomst og bruk

Hvor germanium finnes og brukes

I praksis møter man germanium blant annet i sammenhenger som fiberoptik, halvledere og infrarød optik.

I praksis

Konkrete bruksområder

Fiberoptik

Germanium spiller en rolle i fiberoptik. Den relevante egenskapen avhenger av den kjemiske form, sammensetningen og materialet eller prosessen, der grunnstoffet inngår.

Halvledere

Germanium spiller en rolle i halvledere. Den relevante egenskapen avhenger av den kjemiske form, sammensetningen og materialet eller prosessen, der grunnstoffet inngår.

Infrarød optik

Germanium spiller en rolle i infrarød optik. Den relevante egenskapen avhenger av den kjemiske form, sammensetningen og materialet eller prosessen, der grunnstoffet inngår.

Plassering i periodesystemet

Hva naboene forteller

Germanium ligger i periode 4, gruppe 14 og p-blokken. Det viste nabolaget omfatter blant annet Aluminium, Silisium, Phosphorus, Gallium. Sammenligning med disse grunnstoffene gjør det lettere å følge trender i atomstørrelse, ioniseringsenergi, elektronegativitet og binding.

Referansedata

Fysiske og atomære egenskaper

Klassifiseringhalvmetall

Tilstand ved romtemperaturfast stoff

Elektronskall2 · 8 · 18 · 4

Tetthet5.323 g/cm³

Smeltepunkt1 211 K (938.3 °C)

Kokepunkt3 106 K (2 833 °C)

Pauling-elektronegativitet2.01

Første ioniseringsenergi762 kJ/mol

Elektronavfinitet118.9 kJ/mol

Verdiene beskriver grunnstoffet eller det nøytrale atom, der det er relevant. Fysiske data kan avhenge av allotropi, trykk, renhet og måleforhold.

Historie

Oppdagelse og identifikasjon

Oppdagelsen av germanium forbindes i denne historiske registreringen med Clemens Winkler. Anerkjennelse som grunnstoff, isolering av en ren prøve og den senere definisjon via atomnummer skjedde ikke nødvendigvis samtidig.

Isotoper

Hvordan isotopsammensetningen endrer tallene

Standard atomvekten er 72.630(8). Verdien beskriver den naturlige isotopsammensetning i jordisk materiale og er ikke massen til ett bestemt atom.

Germanium har minst én stabil isotop. Isotoper har samme antalll protoner og er derfor samme grunnstoff, men de har ulikt antalll nøytroner og ulik atommasse.

Sikkerhet

Håndtering og eksponering

Risikoen ved germanium avhenger av kjemisk form, dose og eksponeringsvei. Grunnstoffet, ionene og forbindelsene det danner kan ha svært ulike biologiske og miljømessige virkninger; sikkerhetsdata skall derfor vurderes for det konkrete stoffet.