تغییر مسیر از: Germanium

Gallium - Germanium - Arsenic Si Ge Sn جدول کامل
عمومی
نام , علامت اختصاری , شماره	Germanium, Ge, 32
گروه شیمیایی	شبه فلز
گروه , تناوب , بلوک	14 IVA, 4 , بلوک p
جرم حجمی , سختی	5323 kg/m3, 6
رنگ	سفید مایل به خاکستری
خواص اتمی
وزن اتمی	72.64 amu
شعاع اتمی (calc.)	125 (125) pm
شعاع کووالانسی	122 pm
شعاع وندروالس	اطلاعات موجود نیست
ساختار الکترونی	argon]3d10 4s2 4p2]
-e بازای هر سطح انرژی	2, 8, 18, 4
درجه اکسیداسیون (اکسید)	4 (آمفوتریک)
ساختار کریستالی	مکعبی face centered
خواص فیزیکی
حالت ماده	جامد
نقطه ذوب	1211.4 K (1720.9 °F)
نقطه جوش	3093 K (5108 °F)
حجم مولی	13.63 scientific notation|ש10-6 m3/mol
گرمای تبخیر	330.9 kJ/mol
گرمای هم‌جوشی	36.94 kJ/mol
فشار بخار	0.0000746 Pa at 1210 K
سرعت صوت	5400 m/s at 293.15 K
متفرقه
الکترونگاتیویته	2.01 (درجه پائولینگ)
ظرفیت گرمایی ویژه	320 J/kg*K
رسانائی الکتریکی	1.45 اهم
رسانائی گرمایی	59.9 W/m*K
1st پتانسیل یونیزاسیون	762 kJ/mol
2nd پتانسیل یونیزاسیون	1537.5 kJ/mol
3rd پتانسیل یونیزاسیون	3302.1 kJ/mol
4th پتانسیل یونیزاسیون	4411 kJ/mol
5th پتانسیل یونیزاسیون	9020 kJ/mol
پایدارترین ایزوتوپها
ایزو وفور طبیعی نیم عمر DM DE MeV DP 70Ge 21.23% Ge با 38 نوترون پایدار است 72Ge 27.66% Ge با 40 نوترون پایدار است 73Ge 7.73% Ge با 41 نوترون پایدار است 74Ge 35.94% Ge با 42 نوترون پایدار است
واحدهای SI& STP استفاده شده ، مگر آنکه ذکر شده باشد.

اطلاعات اولیه

ژرمانیم عنصر شیمیایی است که با نشان Ge و عدد اتمی 32 در جدول تناوبی وجود دارد. ژرمانیم ، شبه فلزی است سخت ، درخشان ، به رنگ سفید خاکستری که از نظر شیمیایی شبیه قلع می‌باشد. این عنصر تعداد بسیار زیادی از ترکیبات آلی – فلزی را تشکیل داده و ماده نیمه هادی مهمی در ترانزیستورها و نورسنج‌ها به‌حساب می‌آید.

تاریخچه

ژرمانیم ( از واژه لاتین Germania به معنی آلمان ) یکی از عناصری بود که "مندلیف" در سال 1871 وجود آن را بعنوان یک آنالوگ گم شده گروه سیلیکون پیش‌بینی کرده بود ( مندلیف آنرا ekasilicon نامید ). وجود این عنصر را "Clemens Winkler" در سال 1886 اثبات نمود. این کشف تاییدیه مهمی برای نظریه مندلیف در مورد وضعیت تناوبی عناصر بود.

خاصیت		اکاسیلیکون		ژرمانیوم
جرم اتمی		72		72.59
چگالی(g/cm3)		5.5		5.35
نقطه جوش(°C)		بالا		947
رنگ		خاکستری		خاکستری

ساخت ترانزیستورهای ژرمانیم مقدمه استفاده‌های بی‌شمار از علم الکترونیک solid-state گشت. از سال 1950 تا اوایل دهه 80 این حوزه بازار روزافزونی برای ژرمانیم بوجود آورد، اما بعد از آن ، سیلیکون خالص کم‌کم در ترانزیستورها ، دیودها و یکسو کننده‌ها جایگزین ژرمانیم شد. سیلیکون خصوصیات الکتریکی برتری دارد، اما نمونه‌های بسیار خالص‌تری نیاز دارد، درجه خلوصی که در روزهای اولیه بصورت تجاری قابل دستیابی نبود، در حالیکه نیاز به ژرمانیم در شبکه‌های ارتباطی فیبر نوری ، سیستم‌های مادون قرمز دید در شب و کاتالیزورهای پلیمریزاسیون شدیدا" افزایش یافت. این کاربردهای نهائی ، 85% مصرف جهانی ژرمانیم را در سال 2000 تشکیل می‌دهد.

پیدایش

این فلز در کانی‌های آرژیرودیت یا سیم سنگ ( سولفید ژرمانیم و نقره ) ، زغال سنگ ، ژرمانیت ، روی و کانیهای دیگر یافت می‌شود.

ژرمانیم بصورت تجاری از پردازش سنگ معدن مذاب روی و از سوختن محصولات جانبی زغال سنگهای خاصی بدست می‌آید، بنابراین اندوخته زیادی از این عنصر در منابع زغال سنگ وجود دارند. این شبه فلز را می‌توان بوسیله تقطیر جزئی تترا کلرید فرار آن از فلزات دیگر نیز تهیه نمود. این روش باعث تولید ژرمانیم با خلوص بسیار بالا می‌شود. قیمت هر گرم ژرمانیم در سال 1997 تقریبا" 3 دلار آمریکا و قیمت هر کیلو آن در پایان سال 2000 معادل 1150 دلار بود.

خصوصیات قابل توجه

ژرمانیم عنصری سخت و به رنگ سفید مایل به خاکستری است که دارای درخشش فلزی و ساختار بلوری همانند الماس می‌باشد. توجه به این نکته ضروری است که ژرمانیم یک نیمه هادی با ویژگیهای الکتریکی بین فلز و عایق است. نوع خالص این شبه فلز ، بلورین و شکننده بوده و در دمای اطاق درخشش خود در هوا را حفظ می‌کند. روشهای تصفیه منطقه‌ای باعث تولید ژرمانیم بلورین برای نیمه هادیها گشته که فقط دارای یک جزء در 10¹⁰ ناخالصی هستند.

کاربردها

ژرمانیم برخلاف بیشتر نیمه هادی‌ها دارای band gap یا شکاف نوار کوچکی است که امکان واکنش موثر به اشعه مادون قرمز را بوجود می‌آورد، بنابراین ژرمانیم در طیف نماهای مادون قرمز و سایر تجهیزات دیداری که نیازمند یابنده‌های حساس مادون قرمز است، کاربرد دارد. ضریب شکست و ویژگیهای تجزیه اکسید آن ، استفاده از ژرمانیم را در عدسی‌های زاویه باز دوربین و عدسیهای شیئی میکروسکوپ سودمند می‌کند.

موسیقیدانانی که مایل به بازآفرینی حالت خاص تقویت کننده‌های اوایل دوره Rock and roll هستند، هنوز هم در تقویت کننده‌های گیتار برقی از ترانزیستورهای ژرمانیم استفاده می‌کنند.

آلیاژ ژرمانید سیلیکون ( SiGe ) در حال تبدیل سریع به ماده نیمه هادی مهم در IC های سرعت بالا می‌باشد. مدارهایی که از پیوندهای Si-SiGe استفاده می‌کنند، می‌توانند نسبت به مدارهایی که تنها سیلیکون بکار می‌برند سرعت خیلی بیشتری داشته باشند.

ترکیبات خاصی از ژرمانیم برای پستانداران مسمومیت کمی دارند، اما برای باکتریهای خاصی اثرات سمی دارند. این ویژگی ، اینگونه ترکیبات را به عوامل شیمی درمانی مفیدی تبدیل کرده است.

مباحث مرتبط با عنوان

• آرایش الکترونی عناصر
• جدول تناوبی
• رادیواکتیویته
• عنصر شیمیایی
• فلز

منبع

• Los

اتصال خارجی

• http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Ge/index.html WebElements.com - Germanium
• http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Ge.html EnvironmentalChemistry.com - Germanium