Германий

Германий (Ge) — химический элемент с атомным номером 32. Он расположен в периоде 4, группа 14, p-блоке. При комнатной температуре это твёрдое вещество. Атомный номер равен числу протонов в ядре и однозначно определяет элемент.

Атомный номер32

Стандартная атомная масса72.630(8)

Группа14

Период4

Блокp

Электронная конфигурация[Ar] 3d10 4s2 4p2

Электронная структура

Что определяет химические свойства

Германий находится в группе 14 и имеет четыре валентных электрона. Для лёгких элементов особенно важны ковалентные связи, а вниз по группе металлический характер возрастает.

Конфигурация [Ar] 3d10 4s2 4p2 помогает понять, почему в этой группе встречаются сетчатые, молекулярные и более металлические структуры.

Химические формы

Соединения, ионы и материалы

Германий образует разнообразные соединения, свойства которых зависят от степени окисления и типа связи. Среди важных классов могут быть оксиды, галогениды, гидриды, соли и координационные соединения.

Физические свойства

Состояние и фазовые переходы

При комнатной температуре элемент находится в твёрдом состоянии. Плотность: 5.323 g/cm³. Температура плавления: 1 211 K (938.3 °C). Температура кипения: 3 106 K (2 833 °C). Измеряемые физические величины могут зависеть от давления, чистоты образца и кристаллической структуры.

Распространённость и применение

Где встречается и как применяется германий?

На практике Германий применяется прежде всего в таких областях, как Волоконная оптика, Полупроводники и Инфракрасная оптика. Конкретная роль зависит от химической формы элемента и свойства, которое требуется использовать.

На практике

Примеры реального применения

Волоконная оптика

Элемент «Германий» и его соединения взаимодействуют со светом так, что это можно использовать для генерации, преобразования, передачи или управления излучением.

Полупроводники

Элемент «Германий» и его соединения используют в электронных компонентах, полупроводниках, контактах или функциональных слоях, когда важны их электрические свойства.

Инфракрасная оптика

Положение в таблице

Что показывают соседние элементы

Германий находится в периоде 4, группе 14 и p-блоке; классификация: металлоид. Сравнение с элементами той же группы показывает сходство валентной электронной структуры, а движение по периоду — закономерные изменения радиуса, энергии ионизации, электроотрицательности и характера связей.

Справочные данные

Физические и атомные свойства

Классификацияметаллоид

Состояние при комнатной температуретвёрдое

Электронные оболочки2 · 8 · 18 · 4

Плотность5.323 g/cm³

Температура плавления1 211 K (938.3 °C)

Температура кипения3 106 K (2 833 °C)

Электроотрицательность по Полингу2.01

Первая энергия ионизации762 kJ/mol

Сродство к электрону118.9 kJ/mol

Значения относятся к элементу или нейтральному атому там, где это уместно. Физические величины могут зависеть от аллотропной формы, давления, чистоты и условий измерения.

История

Открытие и идентификация

Германий: история изучения включает распознавание химической индивидуальности, выделение или получение вещества и последующее точное описание как элемента с атомным номером 32.

Изотопы и атомная масса

Как изотопный состав влияет на значения

Стандартная атомная масса равна 72.630(8). Это не масса одного конкретного атома, а взвешенное среднее, соответствующее типичному изотопному составу природного вещества.

Германий имеет как минимум один стабильный изотоп. Все изотопы имеют одинаковое число протонов, но различаются числом нейтронов и массой атома.

Безопасность

Обращение и воздействие

Риски при работе с элементом «Германий» зависят от химической формы, дозы и пути воздействия. Чистый элемент, его ионы и соединения могут существенно различаться по биологическому и экологическому действию, поэтому ориентируются на данные для конкретного вещества.