Камень германий его свойства

Химический элемент Германий

Германий использовался в ранних транзисторах, подобных представленному здесь.

Серебристо-белый полуметалл. Он хрупкий.

Германий — полупроводник. Чистый элемент обычно был легирован мышьяком, галлием или другими элементами и использовался в качестве транзистора в тысячах электронных устройств. Однако сегодня его заменили другие полупроводники.Оксид германия имеет высокий показатель преломления и дисперсии.

Это делает его пригодным для использования в широкоугольных объективах фотоаппаратов и объективах для микроскопов. Сейчас это основное применение этого элемента.Германий также используется в качестве легирующего агента (добавление 1% германия к серебру предотвращает его потускнение), в люминесцентных лампах и в качестве катализатора. И германий, и оксид германия прозрачны для инфракрасного излучения и поэтому используются в инфракрасных спектроскопах.

Германий не имеет известной биологической роли. Элемент нетоксичен. Некоторые соединения германия обладают низкой токсичностью для млекопитающих, но эффективны против некоторых бактерий. Это побудило некоторых ученых изучить возможность их использования в фармацевтике.

Германий — Полуметалл, Создающий СКОРОСТНОЙ ИНТЕРНЕТ!

Германиевые руды очень редки. В небольших количествах они встречаются в виде минералов германит и аргиродит.Минералы германия также присутствуют в цинковых рудах, а промышленное производство германия осуществляется путем переработки дымовой пыли цинковых заводов. Его также можно извлечь из побочных продуктов сгорания некоторых углей.

История химического элемента Германий

Германий был открыт Клеменсом Винклером во Фрайберге, Германия, в 1886 году. Его существование было предсказано Менделеевым, который предсказал, что его атомный вес будет около 71, а плотность — около 5,5 г / см 3 .

В сентябре 1885 года шахтер, работавший на серебряном руднике Химмельсфюрст недалеко от Фрайберга, наткнулся на необычную руду. Его передали Альбину Вайсбаху в соседнюю Горную академию, который подтвердил, что это новый минерал, и попросил своего коллегу Винклера проанализировать его. Он обнаружил, что в его составе 75% серебра, 18% серы и 7%, которые он не мог объяснить. К февралю 1886 года он понял, что это новый металлоподобный элемент, и когда его свойства были обнаружены, стало ясно, что это был недостающий элемент ниже кремния, как и предсказывал Менделеев. Минерал, из которого он появился, известен как аргиродит, Ag 8 GeS 6 .

Атомный радиус, несвязанный (Å)	2.11	Ковалентный радиус (Å)	1,20
Сродство к электрону (кДж моль -1 )	118 939	Электроотрицательность (шкала Полинга)	2,01
Энергия ионизационной (кДж моль -1 )	1- й 762,1792- й 1537,4563- й3302,1244 чт 4410,6445 чт 9021,46 чт -7 чт -8 чт-

Состояния окисления и изотопы Германий

Общие состояния окисления	4
Изотопы	Изотоп	Атомная масса	Естественное изобилие (%)	Период полураспада	Режим распада
70 гэ	69,924	20,57	—	—
72 Гэ	71,922	27,45	—	—
73 Ge	72,923	7,75	> 1,8 × 10 23 лет	β-
74 Ge	73,921	36,5	—	—
76 Гэ	75,921	7,73	1,6 × 10 21 г	β-β-

Данные о давлении и температуре

Германий. Польза и действие на организм.

Удельная теплоемкость (Дж кг −1 K −1 )	320	Модуль Юнга (ГПа)	Неизвестно
Модуль сдвига (ГПа)	Неизвестно	Объемный модуль (ГПа)	Неизвестно
Давление газа
Температура (K)	400600800100012001400160018002000 г.22002400
400	600	800	1000	1200	1400	1600	1800	2000 г.	2200	2400
Давление (Па)	————
—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—

• Германий
• Химический элеменит Германий
• Свойства Германий
• Группа Германий
• Температура плавления Германий

• Политика конфиденциальности
• Контакты
• О сайте

Мы используем куки для наилучшего представления нашего сайта. Если Вы продолжите использовать сайт, мы будем считать что Вас это устраивает. Ok

Источник: tablitsa-mendeleeva.ru

Германий как химический элемент таблицы Менделеева

Г Германий является химическим элементом таблицы Менделеева с атомным номером 32 и условным обозначением Ge. Германий представляет собой блестящий, хрупкий, серовато-белый металлоид из углеродной группы.

• Как был открыт Германий;
• Где и как добывают Германий;
• Распространенность Германия;
• Применение Германия;
• Интересные факты

Как был открыт Германий

История открытия германия очень таинственная. Русский ученый и химик Д.И. Менделеев в своей работе «Периодический закон химических элементов» предположил существование нескольких неизвестных пока химических элементов в 1869 году. Одним из таких элементов был как раз и германий. Дмитрий Иванович назвал этот элемент «экосиликон» и предположил, что его вес будет равен 72 а.е.м.

Через 16 лет в середине 1885 года в одной из шахт расположенных вблизи Фрайдберга (Германия) бвл обнаружен новый минерал. Его назвали аргиродитом из-за высокого содержания серебра. Немецкий химик Клеменс Винклер проанализировал новый минерал и выяснил, что он состоит из серебра, серы и неизвестного элемента. В 1886 году Винклер смог выделить новый элемент и выявил, что он похож на сурьму.

Клеменс Винклер перед тем как опубликовать данные своих опытов решил, что назовет новый элемент нептуний. Это решение он принял потому что открытию планеты Нептун так же предшествовали математические расчеты, как и в истории с Менделеевым. Как оказалось это имя было уже занято другим элементом, но не тем которое имеет такое название сейчас. Сегодняшний нептуний был открыт только в 1940 году. По-этому Винклер принял решение назвать новый элемент Германием в честь своей Родины, аналогично Галлию.

До конца 1930-х годов предполагалось, что этот элемент плохо проводит электричество. В те времена мировое производство германия насчитывало всего несколько килограммов в год. Ситуация координально изменилась только в 1945 году, когда его признали значимым полупроводником. В 1955 году были получены первые кремний-германиевые сплавы, которые уже имели значительный коммерческий вес. К концу этого десятилетия мировое производство германия составляло порядка 40 тонн ежегодно.

Где и как добывают Германий

Интересным моментом является то, что это не самый главный источник этого элемента. По оценкам экспертов в месторождениях угля находится порядка 120 000 тонн этого элемента. В таких месторождениях германий добывают из так называемой «летучей золы», которая являлась топливом для электростанций. Такой метод добычи германия был разработан и введен в производство в СССР в 1959 году.

Алекса́ндр Адо́льфович Бу́рба совместно с Институтом «Унипромедь» разработали и внедрили его в производство на Медногорский медно-серный комбинат. Еще через три года этот метод внедрили на Ангренском химико-металлургическом заводе. Эти два завода перекрывали потребность СССР в этом химическом элементе и в 1970 году начали продавать его на экспорт. После такого успеха этой технологией начал пользоваться и Китай.

Процесс получения германия из металлических руд на примере сфалерита выглядит следующим образом. Руда методом нагревания и обжига на воздухе превращается в оксиды. В результате одна часть германия остается в пыли, а другая превращается в германаты. Вместе с цинком они выщелачиваются из шлака серной кислотой.

В результате в растворе остается только цинк, а остальные металлы выпадают в виде осадка. После этого оставшийся в осадке цинк удаляется так называемым «вельц-процессом» и выщелачивается еще раз. В результате в осадке остается диоксид германия который под воздействием хлора или соляной кислоты преобразуется в тетрахлорид германия. Из-за того, что германий имеет низкую температуру кипения он может быть выделен методом отгонки.

Распространенность Германия

Применение Германия

Применение германия является довольно ограниченным из-за его редкости и высокой стоимости. Основное распределение этого элемента идет по следующим направлениям в зависимости от спроса. 35% идет на изготовление оптоволоконной продукции. 30% находят применение в различного рода тепловизорах. 15% приходится на катализаторы полимеризации.

Еще 15% осваиваются для производства электроники и солнечно-электронных приборов. Оставшиеся 5% распределяются между металлургией, химиотерапией и люминофором.

Благодаря таким свойствам германия, как высокий показатель преломления и низкая оптическая дисперсия, он становится полезным для производства широкоугольных объективов камер, микроскопов и сердечной жилы оптоволокна. Так как германий прозрачен в инфракрасных длиннах волн, он становится важным оптическим материалом. Его часто используют в качестве передней оптики тепловизионных камер. Обычно такие приборы работают в диапазоне от 8 до 14 микрон.

Широко распространены в приборах ночного видения и системах пожаротушения. Так же дистанционные измерители температуры. Которые находят применение как в технике(автомобильный измеритель температуры антифриза), медицине(измеритель температуры тела) и военной сфере(самонаводящиеся головки тепловых ракет). В электронике кремниево-германиевые сплавы находят применение в высокоскоростных интегральных схемах. Как показала практика микропроцессоры из кремниево-германиевого сплава намного быстрее чем просто кремниевые.

Так же довольно существенный процент применения германия занимают солнечные батареи. Германий обычно выступает подложкой для пластин высокоэффективных многопереходных фотоэлементов.

Интересные факты

Интересных фактов связанных с германием достаточно много. Стоит начать с того, что некоторые соединения германия являются очень реакционноспособными. В связи с этим они могут взаимодействовать со слизистой человека и могут привести даже к смерти.

Так же интересным фактом является то, что в 1948 году был разработан первый транзистор на основе германия. Считается, что этот момент положил начало твердотельной электронике. На сегодняшний день, германий является самым чистым химическим элементом, который людям удалось очистить. Количество примесей в этом образце составила 1 часть на 10 10 . В 2005 году из-за этого открытия германий стал первым в мире сверхпроводником и его применение открыло второе дыхание.

Источник: biobloger.ru

Германий: элемент технического прогресса

Германий считается одним из главных элементов технического прогресса – в свое время он стал важнейшим полупроводником. В частности, именно появление транзисторов на основе германия положило конец использованию ламп в радио- и аудиоаппаратуре. Позже германий в транзисторах стал уступать кремнию. Тем не менее «тридцать второй элемент» свои позиции не сдает – исследования приводят к открытию новых областей его применения.

История появления «элемента №32», его перспективы применения, и о том, как сегодня германий добывает одноименная организация в составе холдинга «Швабе» – в нашем материале.

Предсказанный Менделеевым, открытый Винклером

Германий – один из элементов, который был предсказан благодаря Периодической системе. Еще в 1871 году Дмитрий Иванович Менделеев предположил о существовании некого аналога кремния: «Это будет металл, следующий тотчас же за кремнием, и потому назовем его экасилицием». Для «временных» названий элементов Менделеев использовал приставки «эка», «дви» и «три» – от санскритских слов «один», «два» и «три». Это обозначало то, на сколько позиций вниз от уже известного элемента с похожими свойствами находится предсказанный элемент.

Подтвердить догадку Менделеева на практике удалось немецкому химику Клеменсу Винклеру. В 1886 году при анализе редкого минерала аргиродита он впервые выделил новый элемент – предсказанный экасилиций.

Винклер решил поступить патриотично и назвать новый элемент «германием» в честь своей страны. Однако, эта идея была негативно воспринята со стороны некоторых химиков, которые стали обвинять немецкого ученого в присвоении открытия Менделеева, уже давшего элементу имя «экасилиций».

Дмитрий Иванович Менделеев и Клеменс Винклер

Для разрешения ситуации Клеменс Винклер обратился за советом к самому Дмитрию Ивановичу. В своем письме к русскому ученому он писал: «Уведомляю Вас о весьма вероятном триумфе Вашего гениального исследования и свидетельствую Вам свое почтение и глубокое уважение». Менделеев в ответном письме объяснил, что именно первооткрыватель элемента должен дать ему название: «Так как открытие германия является венцом периодической системы, то Вам, как «отцу» германия, принадлежит этот венец; для меня же является ценной моя роль предшественника и то дружеское отношение, которое я встретил у Вас».

С тех пор портрет Клеменса Винклера – в общей рамке «Укрепители периодического закона», наряду с другими химиками-открывателями элементов, предсказанных ранее Менделеевым. Ну, а германий навсегда занял свое законное место в Периодической таблице элементов под номером 32 и химическим символом Ge.

Германий – всюду и нигде

Скорее всего, большинству из нас не приходилось видеть германий. Детали из германия в электронных приборах настолько малы, что их не разглядеть их, даже заглянув внутрь. Однако, можно с уверенностью утверждать, что каждый из землян сталкивается с германием ежесекундно. Основная его масса содержится в почве и морской воде, растениях, даже в чесноке и томатном соке. Как говорят химики, «германий – всюду и нигде».

В общей массе в земной коре германия больше, чем серебра и свинца. Несмотря на это, добывать его трудно – германий очень рассеян. Минералы, в которых германий превышает один процент, это аргиродит (в котором Винклеру и удалось найти Ge), германит, ультрабазит и другие. Сами по себе эти минералы считаются очень редкими. Поэтому способы добычи германия очень сложны.

Полупромышленное производство диоксида германия было начато в США примерно в 1941 году. Тогда же, накануне войны, впервые в СССР была получена чистая двуокись германия. Возобновить исследования элемента №32 и способов его возможного получения удалось лишь после войны, в 1947 году. Это время можно назвать «звездным часом» германия – его стали использовать в качестве полупроводника. В частности, транзисторы на основе германия совершили настоящую революцию в радиоэлектронике.

Германиевый точечный диод в герметичном стеклянном корпусе

Производство германия в промышленных масштабах в нашей стране началось в 1959 году, когда на Медногорском медно-серном комбинате был введен в действие цех переработки пыли. Специалисты комбината разработали уникальную технологию – получение германиевого концентрата из пыли металлургических печей и золы от сжигания угля. Пуск этого цеха относят к крупнейшим внедрениям в цветной металлургии XX века.

Для переработки германиевого концентрата в конечные продукты (чистый германий и его соединения) в 1961 году на Красноярском заводе цветных металлов был создан цех по производству германия. После этого СССР смог полностью отказаться от импорта германия, а в 1970-е годы начать его экспорт и стать мировым лидером в отрасли.

В 1991 году производство в Красноярске было преобразовано в государственное предприятие «Германий». Сегодня АО «Германий» находится под управлением холдинга «Швабе» Госкорпорации Ростех.

Применение: от электроники и оптики до косметики и парфюмерии

В первые годы промышленного производства германий в большей степени рассматривался в качестве компонента полупроводниковой электроники. Но уже в 1986 году доля германия в электронике сократилась до трех процентов – в транзисторах его все больше вытеснял более дешевый кремний.

Однако, в некоторых областях позиции германия оказались достаточно прочны. К примеру, этот элемент является наиболее подходящим материалом для изготовления линз и окон инфракрасных оптических систем. Германий пропускает излучения в интервале 2-16 мкм и имеет высокий коэффициент преломления, что позволяет получать высокую оптическую мощность приборов в диапазоне 8-12 мкм.

Именно в этом диапазоне работают системы для обнаружения объектов по их собственному излучению, ⎯ как военного, так и гражданского назначения. При этом максимальная дальность действия таких приборов зависит от диаметра объектива. Из монокристаллов германия изготовляют большие по размеру линзы – диаметром более 250 мм.

Такие кристаллы для Ge-оптики производят немногие компании в мире, в России это – «Германий». Предприятие не приостанавливает научно-исследовательскую работу по этому направлению. К примеру, в результате проведения в последние годы НИР «Германий-400» предприятие имеет возможность выпуска монокристаллов германия диаметром до 400 мм.

Выращивание кристаллов германия. Фото: АО «Германий»

Дальнейшие исследования свойств германия привели к открытию дополнительных областей его применения. После ИК-оптики, волоконная оптика является основным потребителем германия. Сердцевина оптических волокон состоит из SiO2 + GeO2, что обеспечивает низкие потери энергии на важных для телекоммуникации длинах волн.

Германий умеет и «лечить» – германийсодержащие полимеры эффективны при аутоиммунных заболеваниях, а противоопухолевая активность германийорганического соединения 2-карбоксиэтилгермсесквиоксана используется в лечебной практике с 1968 года.

За последние годы германий нашел применение и в не совсем традиционных для себя областях. К примеру, в косметике и парфюмерии – его можно встретить в дезодорантах, кремах и лосьонах. Установлено, что коллоидный германий улучшает циркуляцию крови.

Ну и, пожалуй, самый неожиданный факт – почти половина всего выпускаемого в мире товарного диоксида германия, или 20-30% производимого германия, приходится на пластиковую упаковку для пищевых продуктов. Диоксид германия применяют в качестве компонента катализаторов при изготовлении синтетических волокон и полиэтиленфтолатных смол (PET).

Таким образом, производители германия после упадка интереса к элементу №32, снова «в деле». Сегодня «Германий» выпускает ежегодно около десяти тонн одноименного материала. Больше половины выпускаемой продукции экспортируется, в частности, в такие страны как США, Япония, Корея, Германия, Великобритания и другие.

События, связанные с этим

Новинки в «Мире лазеров и оптики»

Источник: rostec.ru

Для чего необходим германий?

Одно из ценных свойств германия – противоопухолевая активность. Ультрамикроэлемент помогает предотвратить возникновение метастазов, избежать онкологических осложнений. Помимо этого, он производит гипотензивный, анальгезирующий, гепатопротективный, адаптогенный, противовирусный, антианемический эффект.

В частности, германий способствует:

• Стимуляции насыщения тканей кислородом.
• Выведению токсинов из организма.
• Подавлению развития вредоносных бактерий, грибков, вирусов.
• Нейтрализации свободных радикалов.
• Улучшению состава крови.
• Повышению иммунитета.
• Ускорению ранозаживления, восстановления после нагрузок, снятию усталости.
• Профилактике пищеварительных, сосудистых, неврологических нарушений.

Потребность и источники

Ежедневная потребность организма в германии составляет от 0,4 до 1,5 мг.

Восполнение дефицита органического германия обеспечивается за счет употребления томатного сока, молокопродуктов, чеснока, грибов, пшеничных отрубей, женьшеня, алоэ, черемши, семян тыквы, подсолнуха, растений из семейства бобовых, свеклы, картофеля.

Также для устранения недостатка германия используются биологически активные комплексы, например, Органический германий Сибирское Здоровье.

Признаки дефицита

Дефицит германия проявляется раковыми болезнями, остеопорозом, остеоартрозом, анемией, атеросклерозом, ослабленным иммунитетом, частыми инфекциями.

Для того чтобы сбалансировать меню, не допустить переизбытка или дефицита германия, рекомендуется предварительно проконсультироваться с многоопытным нутрициологом.

Источник: transferfaktory.ru