ธาตุเคมี · หน้าข้อมูลอ้างอิง

32Ge

เจอร์เมเนียม

เจอร์เมเนียมเป็นธาตุเคมีที่มีเลขอะตอม 32 และสัญลักษณ์ Ge อยู่ในคาบ 4 หมู่ 14 บล็อก p ที่อุณหภูมิห้องสถานะอ้างอิงคือของแข็ง และมีการจัดเรียงอิเล็กตรอน [Ar] 3d10 4s2 4p2

เลขอะตอม32

น้ำหนักอะตอมมาตรฐาน72.630(8)

หมู่14

คาบ4

บล็อกp

การจัดเรียงอิเล็กตรอน[Ar] 3d10 4s2 4p2

โครงสร้างอิเล็กตรอน

อะไรควบคุมเคมีของธาตุนี้

ธรรมชาติทางเคมีของเจอร์เมเนียมถูกกำหนดโดยอิเล็กตรอนเวเลนซ์และตำแหน่งในตารางธาตุเป็นหลัก การจัดเรียงอิเล็กตรอน [Ar] 3d10 4s2 4p2 ช่วยอธิบายพันธะ ออกซิเดชันสถานะที่พบ และความคล้ายคลึงกับธาตุข้างเคียง

เมื่อเจอร์เมเนียมสูญเสีย รับ หรือใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน มันสามารถสร้างไอออนและสารประกอบได้หลายแบบ ตำแหน่งในหมู่ 14 และบล็อก p ช่วยให้เปรียบเทียบแนวโน้มของขนาดอะตอม พลังงานไอออไนเซชัน และพฤติกรรมการเกิดพันธะได้

รูปแบบทางเคมี

สารประกอบ ไอออน และวัสดุ

เจอร์เมเนียมสร้างสารได้หลายชนิดตามโครงสร้างอิเล็กตรอนและสภาพแวดล้อมทางเคมี ออกไซด์ เฮไลด์ ไฮไดรด์ โลหะผสม หรือสารโคเวเลนต์อาจมีความสำคัญ โดยออกซิเดชันสถานะมีผลต่อพันธะ โครงสร้าง และความไวต่อปฏิกิริยา

พฤติกรรมทางกายภาพ

สถานะและการเปลี่ยนสถานะ

ที่อุณหภูมิห้อง สถานะอ้างอิงคือของแข็ง ความหนาแน่นที่ระบุคือ 5.323 g/cm³ จุดหลอมเหลวคือ 1 211 K (938.3 °C) จุดเดือดคือ 3 106 K (2 833 °C) ความดัน ความบริสุทธิ์ โครงสร้างผลึก และอัญรูปสามารถทำให้ค่าที่วัดเปลี่ยนได้ จึงควรอ่านข้อมูลทางกายภาพพร้อมเงื่อนไขการวัด

การพบและการใช้งาน

พบเจอร์เมเนียมที่ไหนและนำไปใช้อย่างไร

ในทางปฏิบัติเจอร์เมเนียมพบการใช้งานในด้าน ใยแก้วนำแสง, สารกึ่งตัวนำ และ ทัศนศาสตร์อินฟราเรด เหตุผลของการใช้งานอาจมาจากสมบัติของธาตุบริสุทธิ์ โลหะผสม สารประกอบ หรือไอโซโทปเฉพาะ จึงควรพิจารณารูปทางเคมีควบคู่กับการใช้งานเสมอ

ตัวอย่างการใช้งานจริง

ตัวอย่างการใช้งานในโลกจริง

ใยแก้วนำแสง

เจอร์เมเนียมใช้ในใยแก้วนำแสงหรือสารเติมแต่งเพื่อควบคุมการส่งผ่าน การขยาย หรือการตอบสนองต่อแสงอินฟราเรดเฉพาะช่วง

สารกึ่งตัวนำ

ในงานสารกึ่งตัวนำเจอร์เมเนียมถูกใช้เพราะสมบัติทางไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ หรือออปโตอิเล็กทรอนิกส์ของธาตุและสารประกอบของมันสามารถควบคุมการนำไฟฟ้า การเก็บประจุ หรือการตอบสนองต่อแสงได้

ทัศนศาสตร์อินฟราเรด

ในงานทัศนศาสตร์อินฟราเรดเจอร์เมเนียมหรือสารประกอบของมันใช้เพื่อควบคุมการดูดกลืน การปล่อย การหักเห หรือการสะท้อนของแสงในช่วงความยาวคลื่นที่ต้องการ

ตำแหน่งในตารางธาตุ

ธาตุข้างเคียงบอกอะไรเรา

เจอร์เมเนียมอยู่ในคาบ 4 และหมู่ 14 ธาตุข้างเคียงจริงในตาราง ได้แก่ อะลูมิเนียม, ซิลิคอน, ฟอสฟอรัสการเปรียบเทียบตำแหน่งเหล่านี้ช่วยให้เห็นแนวโน้มของขนาดอะตอม พลังงานไอออไนเซชัน พันธะ และความไวต่อปฏิกิริยาได้โดยตรง

ข้อมูลอ้างอิง

สมบัติทางกายภาพและอะตอม

การจัดประเภทกึ่งโลหะ

สถานะที่อุณหภูมิห้องของแข็ง

ชั้นอิเล็กตรอน2 · 8 · 18 · 4

ความหนาแน่น5.323 g/cm³

จุดหลอมเหลว1 211 K (938.3 °C)

จุดเดือด3 106 K (2 833 °C)

อิเล็กโตรเนกาติวิตีแบบพอลิง2.01

พลังงานไอออไนเซชันลำดับแรก762 kJ/mol

สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน118.9 kJ/mol

เมื่อเหมาะสม ค่าต่าง ๆ อธิบายธาตุหรืออะตอมเป็นกลาง สมบัติทางกายภาพอาจขึ้นอยู่กับอัญรูป ความดัน ความบริสุทธิ์ และเงื่อนไขการวัด

ประวัติ

การค้นพบและการระบุชนิด

เจอร์เมเนียมถูกระบุจากสมบัติทางกายภาพและเคมีที่โดดเด่นระหว่างพัฒนาการของวิชาเคมี ปัจจุบันนิยามธาตุนี้อย่างแน่นอนด้วยเลขอะตอมและโครงสร้างอะตอม ไม่ใช่เพียงลักษณะของตัวอย่างที่มองเห็นได้

ไอโซโทปและน้ำหนักอะตอม

องค์ประกอบไอโซโทปเปลี่ยนตัวเลขอย่างไร

น้ำหนักอะตอมมาตรฐานของเจอร์เมเนียมคือ 72.630(8) ค่านี้เป็นค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักขององค์ประกอบไอโซโทปในวัสดุธรรมชาติ ไม่ใช่มวลของอะตอมเดี่ยว

ไอโซโทปของเจอร์เมเนียมมีจำนวนโปรตอนเท่ากันจึงเป็นธาตุเดียวกัน แต่มีจำนวนนิวตรอนและมวลอะตอมต่างกัน สัดส่วนไอโซโทปธรรมชาติสามารถทำให้ค่าน้ำหนักอะตอมมาตรฐานเปลี่ยนได้

ความปลอดภัย

การจัดการและการสัมผัส

ความเสี่ยงของเจอร์เมเนียมขึ้นอยู่กับรูปทางเคมี ปริมาณ และเส้นทางการสัมผัส ธาตุบริสุทธิ์ ไอออน และสารประกอบอาจมีผลต่อร่างกายและสิ่งแวดล้อมต่างกัน จึงควรตรวจข้อมูลความปลอดภัยของสารจริงเสมอ