Германій

Германій (Ge) — хімічний елемент з атомним номером 32. Він розташований у періоді 4, групі 14, p-блоці. За кімнатної температури проста речовина зазвичай тверда. Атомний номер дорівнює числу протонів у ядрі й однозначно визначає елемент.

Атомний номер32

Стандартна атомна маса72.630(8)

Група14

Період4

Блокp

Електронна конфігурація[Ar] 3d10 4s2 4p2

Електронна будова

Що визначає хімічні властивості

Елемент «Германій» міститься в групі 14 і має чотири валентні електрони. Для легких елементів особливо важливі ковалентні зв’язки, а вниз по групі металевий характер посилюється.

Конфігурація [Ar] 3d10 4s2 4p2 допомагає зрозуміти, чому в цій групі трапляються сітчасті, молекулярні та більш металеві структури.

Хімічні форми

Сполуки, йони та матеріали

Елемент «Германій» утворює різноманітні сполуки, властивості яких залежать від ступеня окиснення та типу зв’язку. Серед важливих класів можуть бути оксиди, галогеніди, гідриди, солі й координаційні сполуки.

Фізичні властивості

Стан і фазові переходи

За кімнатної температури проста речовина перебуває у твердому стані. Густина: 5.323 g/cm³. Температура плавлення: 1 211 K (938.3 °C). Температура кипіння: 3 106 K (2 833 °C). Вимірювані фізичні величини можуть залежати від тиску, чистоти зразка та кристалічної структури.

Поширення та застосування

Де трапляється і як застосовується Германій?

На практиці елемент «Германій» або його сполуки використовують у таких напрямах: Волоконна оптика, Напівпровідники та Інфрачервона оптика. Конкретна роль залежить від хімічної форми та властивості, яку потрібно використати.

На практиці

Приклади реального застосування

Волоконна оптика

Елемент «Германій» та його сполуки взаємодіють зі світлом так, що це можна використовувати для генерації, перетворення, передавання або керування випромінюванням.

Напівпровідники

Елемент «Германій» та його сполуки застосовують в електронних компонентах, напівпровідниках, контактах або функціональних шарах, де важливі електричні властивості.

Інфрачервона оптика

Положення в періодичній системі

Що показують сусідні елементи

Елемент «Германій» розташований у періоді 4, групі 14 та p-блоці; класифікація: металоїд. Порівняння з елементами тієї самої групи показує подібність валентної електронної будови, а рух уздовж періоду — закономірні зміни радіуса, енергії йонізації, електронегативності та характеру зв’язків.

Довідкові дані

Фізичні та атомні властивості

Класифікаціяметалоїд

Стан за кімнатної температуритвердий стан

Електронні оболонки2 · 8 · 18 · 4

Густина5.323 g/cm³

Температура плавлення1 211 K (938.3 °C)

Температура кипіння3 106 K (2 833 °C)

Електронегативність за Полінгом2.01

Перша енергія йонізації762 kJ/mol

Спорідненість до електрона118.9 kJ/mol

Значення стосуються елемента або нейтрального атома там, де це доречно. Фізичні величини можуть залежати від алотропної форми, тиску, чистоти та умов вимірювання.

Історія

Відкриття та ідентифікація

Історія вивчення елемента «Германій» охоплює розпізнавання його хімічної індивідуальності, виділення або одержання речовини та подальший точний опис як елемента з атомним номером 32.

Ізотопи та атомна маса

Як ізотопний склад впливає на значення

Стандартна атомна маса дорівнює 72.630(8). Це не маса одного конкретного атома, а зважене середнє, що відповідає типовому ізотопному складу природної речовини.

Елемент «Германій» має принаймні один стабільний ізотоп. Усі ізотопи мають однакову кількість протонів, але різняться кількістю нейтронів і масою атома.

Безпека

Поводження та вплив

Ризики під час роботи з елементом «Германій» залежать від хімічної форми, дози та шляху впливу. Проста речовина, йони та сполуки можуть істотно різнитися за біологічною й екологічною дією, тому слід орієнтуватися на дані для конкретної речовини.