Germánium

Germánium je chemický prvok s protónovým číslom 32 (Ge), umiestnený v perióde 4, skupine 14 a bloku p. Referenčné skupenstvo pri izbovej teplote: pevná látka. Elektrónová konfigurácia: [Ar] 3d10 4s2 4p2.

Protónové číslo32

Štandardná atómová hmotnosť72.630(8)

Skupina14

Perióda4

Blokp

Elektrónová konfigurácia[Ar] 3d10 4s2 4p2

Elektrónová štruktúra

Čo riadi jeho chemické správanie

Prvky 14. skupiny majú štyri valenčné elektróny. To umožňuje širokú škálu kovalentných väzieb; smerom nadol rastie kovový charakter.

Elektrónová konfigurácia atómu je [Ar] 3d10 4s2 4p2. Počet a energia valenčných elektrónov ovplyvňujú tvorbu väzieb, bežné oxidačné čísla a podobnosť so susednými prvkami.

Chemické formy

Zlúčeniny, ióny a materiály

Prvok tvorí iónové alebo kovalentné zlúčeniny podľa partnera a oxidačného čísla. Dôležité skupiny zahŕňajú oxidy, halogenidy a ďalšie zlúčeniny typické pre jeho polohu v periodickej tabuľke.

Fyzikálne správanie

Skupenstvo a fázové premeny

Pri izbovej teplote je referenčným skupenstvom pevná látka. Udávaná hustota je 5.323 g/cm³. Teplota topenia je 1 211 K (938.3 °C). Teplota varu je 3 106 K (2 833 °C). Namerané hodnoty môžu ovplyvňovať tlak, čistota vzorky a kryštálová štruktúra.

Výskyt a využitie

Kde sa s prvkom stretávame a na čo slúži

V praxi sa s týmto prvkom stretávame najmä v oblastiach: Optické vlákna, Polovodiče a Infračervená optika.

V praxi

Konkrétne príklady využitia

Optické vlákna

Germánium alebo jeho zlúčeniny sa používajú pre optické, svetelné či keramické vlastnosti materiálov. Môžu ovplyvňovať farbu, priehľadnosť, emisiu svetla, lom alebo odolnosť výsledného výrobku.

Polovodiče

Germánium sa využíva v elektrických alebo elektronických materiáloch vďaka kombinácii vodivosti, polovodičových vlastností, optickej odozvy alebo vhodnej chemickej stability.

Infračervená optika

Poloha v periodickej tabuľke

Čo ukazujú susedné prvky

Prvok sa nachádza v perióde 4 a skupine 14. V jeho skutočnom okolí v periodickej tabuľke sú napríklad: Hliník, Kremík, Fosfor, Gálium, Germánium, Arzén. Porovnanie susedov pomáha chápať zmeny atómového polomeru, ionizačnej energie, valenčných elektrónov a väzbového správania.

Referenčné údaje

Fyzikálne a atómové vlastnosti

Klasifikáciapolokov

Skupenstvo pri izbovej teplotepevná látka

Elektrónové vrstvy2 · 8 · 18 · 4

Hustota5.323 g/cm³

Teplota topenia1 211 K (938.3 °C)

Teplota varu3 106 K (2 833 °C)

Paulingova elektronegativita2.01

Prvá ionizačná energia762 kJ/mol

Elektrónová afinita118.9 kJ/mol

Hodnoty sa vzťahujú na prvok alebo neutrálny atóm tam, kde je to vhodné. Fyzikálne údaje môžu závisieť od alotropickej formy, tlaku a podmienok merania.

História

Objav a identifikácia

Objav tohto prvku sa spája s osobou alebo tímom uvedeným v historickom zázname: Clemens Winkler. Rozpoznanie nového prvku, získanie čistej vzorky a neskoršie určenie protónového čísla nemuseli prebehnúť v rovnakom okamihu.

Izotopy a atómová hmotnosť

Ako izotopové zloženie mení čísla

Štandardná atómová hmotnosť je 72.630(8). Táto hodnota vychádza z izotopového zloženia bežného prírodného materiálu a nie je hmotnosťou jedného konkrétneho atómu.

Prvok má aspoň jeden stabilný izotop. Izotopy majú rovnaký počet protónov, ale rozdielny počet neutrónov; zachovávajú chemickú identitu prvku, no líšia sa atómovou hmotnosťou.

Bezpečnosť

Zaobchádzanie a expozícia

Riziko závisí od chemickej formy, dávky a cesty expozície. Čistý prvok, jeho ióny a zlúčeniny môžu mať veľmi rozdielne biologické a environmentálne účinky, preto treba vychádzať z bezpečnostných údajov konkrétnej látky.