Periodiska systemet›Grundämnen›Germanium

Grundämne · referensblad

32Ge

Germanium

Germanium (Ge) är grundämne 32, klassificerat som halvmetall i grupp 14, period 4 och p-blocket. Elektronkonfigurationen [Ar] 3d10 4s2 4p2 hjälper till att förklara bindning och reaktivitet; referenstillståndet vid rumstemperatur är fast ämne.

Atomnummer32

Standardatomvikt72.630(8)

Grupp14

Period4

Blockp

Elektronkonfiguration[Ar] 3d10 4s2 4p2

Elektronstruktur

Vad styr kemin?

Grundämnena i grupp 14 har fyra valenselektroner. Hos de lättare medlemmarna dominerar kovalenta bindningar; längre ned i gruppen blir den metalliska karaktären tydligare.

För germanium visar konfigurationen [Ar] 3d10 4s2 4p2 hur många ytterelektroner som kan delta i bindning. Skillnader i struktur och oxidationstal kan därför ge mycket olika material och föreningar.

Kemiska former

Föreningar, joner och material

Kemin omfattar kovalenta nätverk och molekylära föreningar, oxider, halider och — för de tyngre grundämnena — tydligt metalliska material. Oxidationstalen +4 och +2 är viktiga i olika grad.

Fysikaliskt beteende

Tillstånd och fasövergångar

Referenstillståndet vid rumstemperatur är fast ämne. Den angivna densiteten är 5.323 g/cm³. Smältpunkten anges till 1 211 K (938.3 °C). Kokpunkten anges till 3 106 K (2 833 °C). Tryck, renhet, allotropi och kristallstruktur kan påverka uppmätta fysikaliska värden.

Förekomst och användning

Var germanium finns och används

I praktiken förekommer germanium bland annat i sammanhang som fiberoptik, halvledare och infraröd optik.

I praktiken

Konkreta användningar

Fiberoptik

Germanium används eller studeras inom fiberoptik. Den relevanta egenskapen beror på kemisk form, sammansättning och det material eller den process där grundämnet ingår.

Halvledare

Germanium används eller studeras inom halvledare. Den relevanta egenskapen beror på kemisk form, sammansättning och det material eller den process där grundämnet ingår.

Infraröd optik

Germanium används eller studeras inom infraröd optik. Den relevanta egenskapen beror på kemisk form, sammansättning och det material eller den process där grundämnet ingår.

Plats i periodiska systemet

Vad grannarna visar

Germanium ligger i period 4, grupp 14 och p-blocket. Det visade grannskapet omfattar bland annat Aluminium, Kisel, Fosfor, Gallium. Jämförelser med dessa grundämnen gör det lättare att följa trender i atomstorlek, jonisationsenergi, elektronegativitet och bindning.

Referensdata

Fysikaliska och atomära egenskaper

Klassificeringhalvmetall

Aggregationstillstånd vid rumstemperaturfast ämne

Elektronskal2 · 8 · 18 · 4

Densitet5.323 g/cm³

Smältpunkt1 211 K (938.3 °C)

Kokpunkt3 106 K (2 833 °C)

Pauling-elektronegativitet2.01

Första jonisationsenergi762 kJ/mol

Elektronaffinitet118.9 kJ/mol

Värdena beskriver grundämnet eller den neutrala atomen där det är relevant. Fysikaliska data kan bero på allotropi, tryck, renhet och mätförhållanden.

Historia

Upptäckt och identifiering

Upptäckten av germanium förknippas i denna historiska uppgift med Clemens Winkler. Erkännande som grundämne, isolering av ett rent prov och den senare definitionen genom atomnummer skedde inte nödvändigtvis samtidigt.

Isotoper

Hur isotopsammansättningen påverkar talen

Standardatomvikten är 72.630(8). Värdet beskriver den naturliga isotopsammansättningen i terrestert material och är inte massan hos en enda bestämd atom.

Germanium har minst en stabil isotop. Isotoper har samma antal protoner och är därför samma grundämne, men de har olika antal neutroner och olika atommassa.

Säkerhet

Hantering och exponering

Risken med germanium beror på kemisk form, dos och exponeringsväg. Grundämnet, dess joner och dess föreningar kan ha mycket olika biologiska och miljömässiga effekter; säkerhetsdata måste därför bedömas för det konkreta ämnet.