Germanium nadir və faydalı yarımmetaldır. germanium elementi

Almaniyanın adını daşıyır. Bu ölkədən bir alim kəşf etdi və istədiyini adlandırmağa haqqı var idi. Deməli var germanium.

Lakin bəxti gətirən Mendeleyev deyil, Klemens Vinkler olub. Ona argiroditləri öyrənmək tapşırılıb. Himmelfurst mədənində əsasən bunlardan ibarət yeni mineral tapıldı.

Winkler daşın tərkibinin 93% -ni təyin etdi və qalan 7% ilə çıxılmaz vəziyyətə düşdü. Nəticə belə oldu ki, onların tərkibində naməlum element var.

Daha diqqətli təhlil öz bəhrəsini verdi. germanium aşkar edilmişdir. Bu metaldır. Bəşəriyyət üçün nə dərəcədə faydalıdır? Bu barədə və yalnız deyil, daha ətraflı danışacağıq.

germanium xüsusiyyətləri

Germanium - dövri sistemin 32 elementi. Belə çıxır ki, metal 4-cü qrupa daxildir. Rəqəm elementlərin valentliyinə uyğundur.

Yəni germanium 4 kimyəvi bağ yaratmağa meyllidir. Bu, Winkler tərəfindən kəşf edilən elementi .

Mendeleyevin Si kimi işarələnən hələ də kəşf edilməmiş elementi ekosilisium adlandırmaq istəyi belədir. Dmitri İvanoviç 32-ci metalın xüsusiyyətlərini əvvəlcədən hesablamışdır.

Germanium kimyəvi xassələrinə görə silikona bənzəyir. Yalnız qızdırıldıqda turşularla reaksiya verir. Qələvilərlə oksidləşdirici maddələrin iştirakı ilə "əlaqələnir".

Su buxarına davamlıdır. Hidrogen, karbon, ilə reaksiya vermir. Germanium 700 dərəcə Selsi temperaturunda yanır. Reaksiya germanium dioksidin əmələ gəlməsi ilə müşayiət olunur.

32-ci element halogenlərlə asanlıqla qarşılıqlı təsir göstərir. Bunlar cədvəlin 17-ci qrupunun duz əmələ gətirən maddələridir.

Çaşqın olmamaq üçün diqqətimizi yeni standarta yönəltdiyimizi qeyd edirik. Köhnə dövri cədvəlin 7-ci qrupudur.

Cədvəl nə olursa olsun, içindəki metallar pilləli diaqonal xəttin solunda yerləşir. 32-ci element istisnadır.

Başqa bir istisnadır. O da reaksiya verə bilər. Sürmə substratın üzərinə qoyulur.

ilə aktiv qarşılıqlı əlaqə təmin edilir. Əksər metallar kimi, germanium da buxarlarında yanmağa qadirdir.

Xarici olaraq germanium elementi, bozumtul-ağ, açıq metal parıltı ilə.

Daxili quruluşu nəzərdən keçirərkən, metalın kub quruluşu var. Elementar hüceyrələrdə atomların düzülməsini əks etdirir.

Onlar kublar şəklindədir. Səkkiz atom təpələrdə yerləşir. Quruluş qəfəsə yaxındır.

Element 32-də 5 sabit izotop var. Onların varlığı hər kəsin mülkiyyətidir germanium alt qrupunun elementləri.

Onlar hətta sabit izotopların mövcudluğunu müəyyən edir. Məsələn, onlardan 10-u var.

Germaniumun sıxlığı hər kub santimetr üçün 5,3-5,5 qramdır. Birinci göstərici dövlət üçün xarakterikdir, ikincisi - maye metal üçün.

Yumşaldılmış formada, yalnız daha sıx deyil, həm də plastikdir. Otaq temperaturunda kövrək olan maddə 550 dərəcədə olur. Bunlar germaniumun xüsusiyyətləri.

Otaq temperaturunda metalın sərtliyi təxminən 6 baldır.

Bu vəziyyətdə 32-ci element tipik bir yarımkeçiricidir. Lakin, temperatur yüksəldikcə əmlak "parlaq" olur. Müqayisə üçün sadəcə keçiricilər qızdırıldıqda öz xüsusiyyətlərini itirirlər.

Germanium cərəyanı yalnız standart formada deyil, həm də məhlullarda keçirir.

Yarımkeçirici xassələri baxımından 32-ci element də silikona yaxındır və eyni dərəcədə ümumidir.

Bununla belə, maddələrin tətbiqi sahələri fərqlidir. Silikon nazik təbəqəli tip də daxil olmaqla günəş batareyalarında istifadə olunan yarımkeçiricidir.

Element fotosellər üçün də lazımdır. İndi germaniumun harada faydalı olduğunu düşünün.

Germaniumun tətbiqi

Germanium istifadə olunur qamma spektroskopiyasında. Onun alətləri, məsələn, qarışıq katalizator oksidlərindəki aşqarların tərkibini öyrənməyə imkan verir.

Keçmişdə germanium diodlara və tranzistorlara əlavə olunurdu. Günəş batareyalarında yarımkeçiricinin xüsusiyyətləri də faydalıdır.

Ancaq standart modellərə silikon əlavə edilirsə, germanium yüksək effektiv, yeni nəsillərə əlavə olunur.

Əsas odur ki, germaniumdan mütləq sıfıra yaxın bir temperaturda istifadə etməyin. Belə şəraitdə metal gərginliyi ötürmək qabiliyyətini itirir.

Germaniumun keçirici olması üçün içindəki çirklər 10% -dən çox olmamalıdır. Mükəmməl Ultra Təmiz kimyəvi element.

Germanium zona əriməsinin bu üsulu ilə hazırlanır. Bu, yad elementlərin maye və fazalarda müxtəlif həllediciliyinə əsaslanır.

germanium formulası praktikada tətbiq etməyə imkan verir. Burada artıq elementin yarımkeçirici xüsusiyyətlərindən deyil, onun sərtləşmə qabiliyyətindən danışırıq.

Eyni səbəbdən, germanium diş protezlərində tətbiq tapdı. Tacların köhnəlməsinə baxmayaraq, onlara hələ də az tələbat var.

Germanium üçün silikon və alüminium əlavə etsəniz, lehimlər əldə edilir.

Onların ərimə nöqtəsi həmişə birləşmiş metalların ərimə nöqtəsindən aşağı olur. Beləliklə, mürəkkəb, dizayn dizaynları edə bilərsiniz.

Hətta germanium olmadan İnternet mümkünsüz olardı. 32-ci element optik lifdə mövcuddur. Əsasında qəhrəman qarışığı olan kvarsdır.

Və onun dioksidi lifin əksetmə qabiliyyətini artırır. Ona olan tələbatı nəzərə alsaq, elektronika, sənayeçilər böyük həcmdə germanium lazımdır. Hansıları və necə təmin edildiyini aşağıda öyrənəcəyik.

germanium hasilatı

Germanium olduqca yaygındır. Yer qabığında 32-ci element, məsələn, surma və ya daha çoxdur.

Kəşf edilmiş ehtiyatlar 1000 tona yaxındır. Onların demək olar ki, yarısı ABŞ-ın bağırsaqlarında gizlənir. Digər 410 tonu isə mülkiyyətdir.

Deməli, qalan ölkələr, əsasən, xammal almalıdırlar. Səma İmperiyası ilə əməkdaşlıq edir. Bu həm siyasi baxımdan, həm də iqtisadi baxımdan özünü doğruldur.

Germanium elementinin xüsusiyyətləri, geniş yayılmış maddələrlə geokimyəvi əlaqəsi ilə əlaqəli, metalın öz minerallarını meydana gətirməsinə imkan vermir.

Adətən, metal mövcud olanların şəbəkəsinə daxil edilir. Qonaq, əlbəttə ki, çox yer tutmayacaq.

Buna görə də, germaniumu az-az çıxarmaq lazımdır. Bir ton qaya üçün bir neçə kilo tapa bilərsiniz.

Enargitlərdə 1000 kiloqramda 5 kiloqramdan çox olmayan germanium var. Pirargiritdə 2 dəfə çoxdur.

Bir ton element 32 sulvanitin tərkibində 1 kiloqramdan çox deyil. Çox vaxt germanium digər metalların filizlərindən, məsələn, xromit, maqnetit, rutit kimi əlvan filizlərdən əlavə məhsul kimi çıxarılır.

Germaniumun illik istehsalı tələbatdan asılı olaraq 100-120 ton arasında dəyişir.

Əsasən, maddənin monokristal forması satın alınır. Spektrometrlərin, optik liflərin, qiymətlilərin istehsalı üçün məhz bu lazımdır. Gəlin tarifləri öyrənək.

germanium qiyməti

Monokristal germanium əsasən tonla alınır. Böyük sənayelər üçün bu faydalıdır.

32-ci elementin 1000 kiloqramı təxminən 100.000 rubla başa gəlir. 75.000 - 85.000 arası təkliflər tapa bilərsiniz.

Polikristal, yəni daha kiçik aqreqatlar və artan güclə götürsəniz, hər kiloqram xammal üçün 2,5 dəfə çox verə bilərsiniz.

Standart uzunluq 28 santimetrdən az deyil. Bloklar havada solduğu üçün filmlə qorunur. Polikristal germanium - tək kristalların yetişdirilməsi üçün "torpaq".

Ümumi məlumat və əldə etmə üsulları

Germanium (Ge) yığcam vəziyyətdə boz-ağ, dağılmış vəziyyətdə isə boz rəngli elementdir. Bu elementin mövcudluğu və xassələri 1871-ci ildə onu ekasilicium adlandıran D.I.Mendeleyev tərəfindən proqnozlaşdırılmışdır. Yeni element A.Vinklsr tərəfindən 1886-cı ildə Frayberqdə (Almaniya) arqirodit 4 Ag 2 S - GeS 2 mineralında aşkar edilmiş və alimin ailəsinin şərəfinə germanium adlandırılmışdır. Bu elementə praktiki maraq İkinci Dünya Müharibəsi illərində yarımkeçirici elektronikanın inkişafı ilə əlaqədar yaranmışdır. Germaniumun sənaye istehsalının başlanğıcı 1945-1950-ci illərə təsadüf edir.

Yer qabığında germaniumun tərkibi 7 * 10 -4% (kütləvi) təşkil edir. Elementin əsas miqdarı sulfoduzlar olan silikatlar, sulfidlər və minerallarda dispers vəziyyətdədir. Yüksək miqdarda germanium olan sulfoduz tipli bir neçə sənaye əhəmiyyəti olmayan minerallar məlumdur: arqodit-Ag 8 GeS 6 (5-7%), germanit Cu 3 (Fe, Ge, Ca, Zn) (As, S) 4 (6- 10%), reniernt (Cu, Fe) 3 (Fc, Ge, Zn, Sn) (S, As) 4 (6,37-7,8%). Germaniumun alınması mənbələri sulfid filizləri, həmçinin aşağı metamorfozlanmış kömürlər və bəzi dəmir filizləridir (0,01%-ə qədər Ge).

Xammalın tərkibindən asılı olaraq onun ilkin emalının müxtəlif üsullarından istifadə olunur:

Kükürd turşusu ilə yuyulma, ardınca germaniumun məhlullardan ayrılması;

Materialların sulfatla yandırılması;

GeS sulfid və ya GcO monoksidin azaldıcı mühitdə sublimasiyası;

Materialın sulfatlaşdırıcı atəşi;

Mis və ya dəmirin iştirakı ilə ərimənin azaldılması;

Ekstraksiya;

İon mübadiləsinin sorbsiyası.

Germanium konsentratları məhlullardan aşağıdakı üsullarla ayrıla bilər:

Az həll olunan birləşmələr şəklində yağıntı;

Dəmir, sink hidratları, sink, mis və s. sulfidləri ilə birgə çökmə;

Sülfürik turşu məhlullarından sink tozunun üzərinə çökmə (sementləşdirmə).

Germanium tetrakloridini əldə etmək üçün germanium konsentratları xlor axınında konsentratlaşdırılmış xlor turşusu ilə işlənir. Alınan germanium tetraklorid (GeCI 4) daha yüksək qaynama nöqtələrinə malik metal xloridlərdən distillə edilir.Təmizlənmiş germanium tetraxloridinin hidrolizi nəticəsində germanium dioksidi Qe 0 2 alınır.Elementar germanium təmizlənmiş və qurudulmuş oksidin azaldılması yolu ilə əldə edilir. hidrogen. Azaldılmış germanium fraksiya kristallaşma yolu ilə çirklərdən əlavə təmizlənməyə məruz qalır. İstənilən elektrofiziki xassələrə malik monokristallar yüksək təmizlikli germaniumdan zona əriməsi və ya Çoxralski üsulu ilə yetişdirilir. Sənaye poli və tək kristal germanium istehsal edir.

Germanium dərəcəli GPZ-1 bir kristal ərintili və aşqarlanmış germaniumun istehsalı üçün, habelə xüsusi məqsədlər üçün, GPZ-2 dərəcəli - tək kristal aşqarlanmış germaniumun istehsalı və digər məqsədlər üçün, GPZ-3 dərəcəli - optik hissələr üçün ərintilərin və blankların istehsalı. Germanium hər biri plastik torbaya yığılmış seqment şəklində külçələr şəklində verilir. Polietilen qablaşdırmada olan külçə karton və ya plastik qaba yerləşdirilir və daşınma və saxlama zamanı onun təhlükəsizliyini təmin edən yumşaq conta ilə bağlanır. Çatdırılma istənilən növ qapalı nəqliyyat vasitəsi ilə həyata keçirilir.

Fiziki xüsusiyyətlər

Atom xarakteristikası Atom nömrəsi 32, atom kütləsi 72,59 amu, atom həcmi 13,64-10^ 6 m 3 /mol, atom radiusu 0,139 nm, ion radiusu Qe 2 + 0,065 nm, Ge 4 + 0,044 nm. Sərbəst germanium atomunun elektron quruluşu 4s 2 p 2 . İonlaşma potensialları / (eV): 7,88; 15,93; 34.21. Elektromənfilik 2.0. Germaniumun kristal qəfəsi a = 0,5657 nm dövrü olan kub almaz növüdür. Kristal qəfəsin enerjisi 328,5 μJ/kmol təşkil edir. Koordinasiya nömrəsi 4. Hər bir germanium atomu tetraedrin təpələrində bərabər məsafədə yerləşən dörd qonşu ilə əhatə olunmuşdur. Atomlar arasındakı bağlar qoşalaşmış valent elektronlar tərəfindən həyata keçirilir.

Kimyəvi xassələri

Birləşmələrdə germanium +2 və +4, daha az +1 və +3 oksidləşmə vəziyyətini nümayiş etdirir. Ge reaksiyasının normal elektrod potensialı -2e "= * * ± Ge 2 + f 0 \u003d - 0,45 V-dir.

Quru hava atmosferində germanium təxminən 2 nm qalınlığında nazik oksid təbəqəsi ilə örtülür, lakin rəngini dəyişmir. Rütubətli havada germanium, xüsusən də polikristal germanium tədricən qaralır. Gözə çarpan oksidləşmə 500°C-də başlayır.

Bir sıra gərginliklərdə germanium hidrogendən sonra - mis və gümüş arasında yerləşir. Germanium su ilə qarşılıqlı təsir göstərmir və seyreltilmiş və qatılaşdırılmış xlorid turşusunda həll olunmur. Ge (S 04) u əmələ gətirmək və SO 2 buraxmaq üçün isti konsentratlaşdırılmış sulfat turşusunda həll olunur. Nitrat turşusu ilə qarşılıqlı əlaqədə olduqda, germanium dioksid xGe 02- (/ H 2 0) çöküntüsü əmələ gətirir. Aqua regia və aqua regiada yaxşı həll olunur. HF + HNC 4 qarışığı. Germanium üçün ən yaxşı həlledici hidrogen peroksidin qələvi məhluludur. Ərimiş kaustik qələvilər germaniyni tez həll edir. Bu halda su ilə hidrolizləşən qələvi metal cücərmələri əmələ gəlir.

GeO 2 dioksidi havada germaniumun kalsifikasiyası, sulfidlərin kalsifikasiyası, elementar germaniumun 3%-li hidrogen peroksiddə platin tigedə həll edilməsi, ardınca məhlulun buxarlanması və qalığın kalsifikasiyası yolu ilə əldə edilə bilər. Ge 0 2 iki polimorfik modifikasiyada mövcuddur: aşağı temperatur a tetraqonal qəfəslə (1123°C) və yüksək temperatur d altıbucaqlı qəfəslə (1123°C-dən yuxarı). Ge 0 2-nin ərimə nöqtəsi 1725°C-dir. Əridikdə şəffaf bir ərimə əmələ gəlir. Germanium dioksid german turşusu HggeO3 əmələ gəlməsi ilə suda həll olunur, german turşusunun duzlarını - germanatları əmələ gətirmək üçün qələvilərlə asanlıqla məhlula köçürülür. Hidrogen peroksidin "" ep-manatların konsentratlaşdırılmış məhlullarına təsiri altında, kristal hidratlar əmələ gətirən pergerman turşularının duzları əldə edilir, məsələn, Na 2 Ge 0 5 -4 H 2 0.

Germaniumun hidrogenlə bir neçə birləşmələri var. Qaranlıq, asanlıqla partlayan toz olan GeH-nin varlığı müəyyən edilmişdir. Alman tipli GenH 2 „+ 2 (məsələn, Ge 2 H 4, Ge 2 He) birləşmələri də məlumdur, onlar aşağı n dəyərlərində uçucudur. Monogermane GeH 4 qaynama nöqtəsi 88,9 °C olan rəngsiz bir qazdır. Dngermane və tngermane otaq temperaturunda və normal təzyiqdə maye fazada mövcuddur. 800 ° C-də germaniumda hidrogenin həlli 1,5-10 -7% -dən çox deyil (et.).

Karbon germaniumda praktiki olaraq həll olunmur. Ərimə nöqtəsinə yaxın maye germaniumda karbonun həllolma qabiliyyəti 0,23% (at.) olaraq qiymətləndirilir. Müxtəlif müəlliflərin fikrincə, monokristal germaniumda karbonun konsentrasiyası 7*10 -4-dən 5.2*10 -3% -ə qədər müəyyən edilmişdir.

Germanium azotda və ya NH 3-də 700-750 ° C-ə qədər qızdırıldıqda, Ge 3 N 4 və Ge 3 N 2 əmələ gəlir. Germanium nitridi Ge 3 N 2 asanlıqla hidroliz olunan tünd qəhvəyi kristallardır. Elementlərə termal parçalanma 500 °C-də başlayır. Daha sabit 1000 °C-dən yuxarı olan Ge 2 N 4 nitrididir.

Germaniumun halogenlərlə birbaşa qarşılıqlı təsiri təxminən 250 ° C-də başlayır. Yarımkeçirici germaniumun istehsalında əsas ara məhsul olan GeCl 4 tetraxlorid ən böyük praktik əhəmiyyətə malikdir. Yod ilə germanium, ərimə nöqtəsi 146 ° C və qaynama nöqtəsi 375 ° C olan sarı bir maddə olan Gel 4 yodidi əmələ gətirir. Gel 4 nəqliyyat reaksiyaları ilə yüksək saflıqda germanium istehsal etmək üçün istifadə olunur. Halogenidlər suya qeyri-sabitdir.

Kükürdlü birləşmələr arasında güclü hidrogen sulfid cərəyanı keçdikdə tetravalent germanium duzlarının güclü turşu məhlullarından ayrılan GeS 2 disulfidi məlumdur. Kristal GcS 2 mirvari parıltılı ağ lopalardır, ərinti bərkiyir və kəhrəba-sarı şəffaf kütləyə çevrilir və yarımkeçirici xüsusiyyətlərini ortaya qoyur.GeS 2-nin ərimə temperaturu -825 ° С-dir. Germanium monosulfide GeS amorf və monokristal vəziyyətlərində mövcuddur. Kristal GeS tünd boz rəngdədir, 615 "C-də əriyir. Bütün germanium xalkogenləri (sulfidlər, selenidlər və telluridlər) yarımkeçirici xüsusiyyətlər nümayiş etdirir. Fosforla germanium GeP birləşməsini verir.

Texnoloji xüsusiyyətlər

Germanium nisbətən yüksək sərtlik, yüksək kövrəklik ilə xarakterizə olunur və buna görə də təzyiqlə soyuq işləməyə məruz qala bilməz. Deformasiya ərimə nöqtəsinə yaxın temperaturda və hərtərəfli qeyri-bərabər sıxılma şəraitində mümkündür.

Bir almaz mişarı ilə bir germanium külçəsi nazik dilimlərə kəsilə bilər. Plitələrin səthi şüşə üzərində incə korund tozu ilə cilalanır və alüminium oksidin süspansiyonu ilə keçə üzərində cilalanır.

İstifadə sahələri

Germanium radioelektronikada müstəsna rol oynayır. Kompüterlərdə, telemexanikada, radar qurğularında və s. istifadə olunan kristal düzəldicilərin (diodların) və kristal gücləndiricilərin (triodların) istehsalı üçün istifadə olunur.

Germanium əsasında 10 000 A və daha çox cərəyanlar üçün nəzərdə tutulmuş adi tezlikli alternativ cərəyanı düzəltmək üçün yüksək effektivliyə malik yüksək güclü rektifikatorlar da yaradılmışdır.

Germanium triodları elektrik rəqslərini gücləndirmək, yaratmaq və ya çevirmək üçün geniş istifadə olunur.

Radiotexnikada 1000 ohm-dan bir neçə meqaohm-a qədər olan film müqavimətləri geniş yayılmışdır.

Radiasiyanın təsiri altında keçiriciliyin əhəmiyyətli dərəcədə dəyişməsi səbəbindən germanium müxtəlif fotodiodlarda və fotorezistorlarda istifadə olunur.

Germanium termistorların istehsalı üçün tətbiq tapır (bu halda germaniumun elektrik müqavimətinin güclü temperatur asılılığından istifadə olunur).

Nüvə texnologiyasında radiasiya üçün germanium detektorlarından istifadə olunur.

Qızıl qatqılı germanium linzaları infraqırmızı texnologiyalı cihazların tərkib hissəsidir. Yüksək sındırma indeksinə malik xüsusi optik eynəklər germanium dioksiddən hazırlanır. Germanium həmçinin yüksək həssas termocütlər üçün ərintilərin tərkibinə daxil edilir.

Süni lif istehsalında katalizator kimi germaniumun istehlakı əhəmiyyətli dərəcədə artır.

Keçid metalları ilə germaniumun bir sıra birləşmələri superkeçirici vəziyyətə yüksək keçid temperaturuna malikdir, xüsusən də Nb 3 Ge birləşməsinə əsaslanan materiallar (T „>22 K).

Bəzi germanium üzvi birləşmələrinin bioloji aktiv olduğu güman edilir: bədxassəli şişlərin inkişafını ləngidir, qan təzyiqini aşağı salır və ağrıkəsici təsir göstərir.

1870-ci ildə D.I. Mendeleyev dövri qanun əsasında IV qrupun hələ kəşf edilməmiş elementini proqnozlaşdıraraq onu ekasilicium adlandırmış və onun əsas xassələrini təsvir etmişdir. 1886-cı ildə alman kimyaçısı Klemens Vinkler argirodit mineralının kimyəvi analizi zamanı bu kimyəvi elementi kəşf etdi. Əvvəlcə Vinkler yeni elementi "neptunium" adlandırmaq istəyirdi, lakin bu ad artıq təklif olunan elementlərdən birinə verilmişdi, ona görə də element alimin vətəni - Almaniyanın şərəfinə adlandırılmışdı.

Təbiətdə olmaq, əldə etmək:

Germanium sulfid filizlərində, dəmir filizlərində olur və demək olar ki, bütün silikatlarda olur. Tərkibində germanium olan əsas minerallar: argirodit Ag 8 GeS 6, konfieldit Ag 8 (Sn,Ce)S 6, stotit FeGe(OH) 6, germanit Cu 3 (Ge,Fe,Ga)(S,As) 4, renierit Cu 3 ( Fe,Ge,Zn)(S,As) 4 .
Filizin zənginləşdirilməsi və onun konsentrasiyası üzrə mürəkkəb və vaxt aparan əməliyyatlar nəticəsində germanium 600°C-də hidrogenlə sadə maddəyə qədər reduksiya edilən GeO 2 oksidi şəklində təcrid olunur.
GeO 2 + 2H 2 \u003d Ge + 2H 2 O
Germanium zona əriməsi ilə təmizlənir, bu da onu kimyəvi cəhətdən ən təmiz materiallardan birinə çevirir.

Fiziki xassələri:

Metal parıltılı boz-ağ bərk maddə (mp 938°C, bp 2830°C)

Kimyəvi xassələri:

Normal şəraitdə germanium havaya və suya, qələvilərə və turşulara davamlıdır, aqua regia və hidrogen peroksidin qələvi məhlulunda həll olunur. Germaniumun birləşmələrində oksidləşmə dərəcələri: 2, 4.

Ən vacib əlaqələr:

Germanium (II) oksidi, GeO, boz-qara, bir qədər sol. in-in, qızdırıldığı zaman qeyri-mütənasib olur: 2GeO \u003d Ge + GeO 2
Germanium (II) hidroksid Ge(OH) 2, qırmızı-narıncı. kristal,
germanium (II) yodid, GeI 2 , sarı cr., sol. suda, hidrol. sağol.
Germanium (II) hidrid, GeH 2 , tv. ağ por., asanlıqla oksidləşir. və çürümə.

Germanium (IV) oksidi, GeO 2 , ağ xlorid, sulfid, germanium hidridin hidrolizi və ya germaniumun azot turşusu ilə reaksiyası nəticəsində əldə edilən amfoter kristallar.
Germanium (IV) hidroksid, (german turşusu), H 2 GeO 3 , zəif. unst. ikioxlu to-ta, germanat duzları, məsələn. natrium germanat, Na 2 GeO 3 , ağ kristal, sol. suda; hiqroskopik. Na 2 heksahidroksigermanatlar (orto-germanatlar) və poligermanatlar da var
Germanium (IV) sulfat, Ge(SO 4) 2 , rəngsiz. cr., su ilə GeO 2-ə qədər hidrolizə edilmiş, germanium (IV) xloridini kükürdlü anhidrid ilə 160 ° C-də qızdırmaqla əldə edilmişdir: GeCl 4 + 4SO 3 \u003d Ge (SO 4) 2 + 2SO 2 + 2Cl 2
Germanium(IV) halidləri, ftorid GeF 4 - ən yaxşılar. qaz, xam hidrol., HF ilə reaksiya verir, H 2 - germanoflorik turşusu əmələ gətirir: GeF 4 + 2HF \u003d H 2,
xlorid GeCl 4, rəngsiz. maye, hidr., bromid GeBr 4 , ser. cr. və ya rəngsiz. maye, sol. org-da. əlaqə,
yodid GeI 4, sarı-narıncı. cr., yavaş. hid., sol. org-da. əlaqə.
Germanium (IV) sulfid, GeS 2 , ağ kr., zəif sol. suda, hidrol., qələvilərlə reaksiya verir:
3GeS 2 + 6NaOH = Na 2 GeO 3 + 2Na 2 GeS 3 + 3H 2 O, germanatlar və tiogermanatlar əmələ gətirir.
Germanium (IV) hidrid, "alman", GeH 4 , rəngsiz qaz, tetrametilgerman Ge(CH 3) 4, tetraetilgerman Ge(C 2 H 5) 4 üzvi törəmələri - rəngsiz. mayelər.

Ərizə:

Ən mühüm yarımkeçirici material, əsas tətbiq sahələri: optika, radioelektronika, nüvə fizikası.

Germanium birləşmələri bir qədər zəhərlidir. Germanium insan orqanizmində orqanizmin immun sisteminin effektivliyini artıran, xərçənglə mübarizə aparan və ağrıları azaldan mikroelementdir. Həmçinin qeyd edilir ki, germanium oksigenin orqanizmin toxumalarına ötürülməsinə kömək edir və güclü antioksidantdır - orqanizmdə sərbəst radikalların blokatorudur.
İnsan orqanizminin gündəlik tələbatı 0,4-1,5 mqdir.
Sarımsaq qida məhsulları arasında germanium tərkibinə görə çempiondur (1 q sarımsaq mixəklərinin quru kütləsinə 750 mikroqram germanium).

Material Tümen Dövlət Universitetinin Fizika və Kimya İnstitutunun tələbələri tərəfindən hazırlanmışdır
Demchenko Yu.V., Bornovolokova A.A.
Mənbələr:
Germanium//Wikipedia./ URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=63504262 (giriş tarixi: 06/13/2014).
Germanium//Allmetals.ru/URL: http://www.allmetals.ru/metals/germanium/ (giriş tarixi: 06/13/2014).

Dövri cədvəl yaradılan zaman germanium hələ kəşf edilməmişdi, lakin Mendeleyev onun mövcudluğunu proqnozlaşdırmışdı. Və hesabatdan 15 il sonra Frayberq mədənlərinin birində naməlum mineral aşkar edildi və 1886-cı ildə ondan yeni element təcrid olundu. Kredit elementə vətəninin adını verən alman kimyaçısı Winklerə məxsusdur. Aralarında müalicə üçün bir yer olan germaniumun bir çox faydalı xüsusiyyətlərinə baxmayaraq, onu yalnız İkinci Dünya Müharibəsinin əvvəlində istifadə etməyə başladılar və hətta o zaman da çox aktiv deyildilər. Buna görə də, indi də elementin yaxşı öyrənildiyini söyləmək olmaz, lakin onun bəzi qabiliyyətləri artıq sübut edilmiş və uğurla tətbiq edilmişdir.

Germaniumun müalicəvi xüsusiyyətləri

Element təmiz formada tapılmır, onun izolyasiyası zəhmətlidir, buna görə də ilk fürsətdə daha ucuz komponentlərlə əvəz edilmişdir. Əvvəlcə diodlarda və tranzistorlarda istifadə edildi, lakin silikon daha rahat və əlverişli oldu, buna görə germaniumun kimyəvi xüsusiyyətlərinin öyrənilməsi davam etdi. İndi mikrodalğalı cihazlarda, infraqırmızı texnologiyada istifadə olunan termoelektrik ərintilərin bir hissəsidir.

Tibb də yeni bir elementlə maraqlandı, lakin əhəmiyyətli bir nəticə yalnız ötən əsrin 70-ci illərinin sonunda əldə edildi. Yapon mütəxəssislər germaniumun müalicəvi xüsusiyyətlərini kəşf etməyə və onlardan istifadə yollarını göstərməyə nail oldular. Heyvanlar üzərində sınaqdan keçirildikdən və insanlara təsirinin klinik müşahidələrindən sonra elementin aşağıdakılara qadir olduğu məlum oldu:

• stimullaşdırmaq;
• toxumalara oksigeni çatdırmaq;
• şişlərlə mübarizə;
• sinir impulslarının keçiriciliyini artırmaq.

İstifadənin mürəkkəbliyi böyük dozalarda germaniumun toksikliyindədir, buna görə də bədəndəki müəyyən proseslərə minimal zərərlə müsbət təsir göstərə biləcək bir dərman tələb olunurdu. Birincisi, insanın immun vəziyyətini yaxşılaşdırmağa kömək edən, hemoglobin səviyyəsinin aşağı düşməsi halında oksigen çatışmazlığının qarşısını almağa kömək edən "Germanium-132" idi. Təcrübələr həmçinin elementin sürətlə bölünən (şiş) hüceyrələrinə müqavimət göstərən interferonların istehsalına təsirini göstərdi. Fayda yalnız ağızdan tətbiq edildikdə müşahidə olunur, germanium ilə zərgərlik taxmaq heç bir effekt verməyəcək.

Germaniumun olmaması bədənin xarici təsirlərə qarşı təbii müqavimətini azaldır və bu da müxtəlif pozğunluqlara səbəb olur. Tövsiyə olunan gündəlik doza 0,8-1,5 mq təşkil edir. Süd, qızılbalıq, göbələk, sarımsaq və lobya müntəzəm istifadəsi ilə lazımi elementi əldə edə bilərsiniz.

Mini - mücərrəd

"Element Germanium"

Hədəf:

Ge elementini təsvir edin

Ge elementinin xassələrinin təsvirini verin

Bu elementin tətbiqi və istifadəsi haqqında məlumat verin

Element tarixçəsi……………………………………………………… bir

Element xassələri …………………………………………..…… 2

Tətbiq ……………….….…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 3

Sağlamlığa təhlükə…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 4

Mənbələr ………………………………………………………………… 5

Elementin tarixindən..

Ggermanium(lat. Germanium) - IV qrupun kimyəvi elementi, D.İ.-nin dövri sisteminin əsas yarımqrupu. Ge simvolu ilə işarələnən Mendeleyev metallar ailəsinə aiddir, seriya nömrəsi 32, atom kütləsi 72,59. Bu, metal parıltılı boz-ağ bərk maddədir.

Almaniyanın mövcudluğu və xassələri 1871-ci ildə Mendeleyev tərəfindən proqnozlaşdırıldı və xassələrinin silisiumla oxşarlığına görə hələ də məlum olmayan bu elementi - "Ekasilikon" adlandırdı.

1886-cı ildə alman kimyaçısı K.Vinkler mineralı tədqiq edərkən onun tərkibində hansısa naməlum elementin olduğunu, analizlə aşkarlanmadığını müəyyən etdi. Gərgin işdən sonra o, yeni elementin duzlarını kəşf etdi və müəyyən miqdarda elementin özünü təmiz formada təcrid etdi. Kəşflə bağlı ilk hesabatda Winkler yeni elementin sürmə və arsenin analoqu olduğunu irəli sürdü. Winkler elementi Neptunium adlandırmaq niyyətində idi, lakin bu ad artıq saxta aşkar edilmiş bir elementə verilmişdi. Winkler kəşf etdiyi elementin adını vətəninin şərəfinə germanium (germanium) adlandırdı. Və hətta Mendeleyev, Winkler-ə yazdığı məktubda elementin adını güclü şəkildə dəstəklədi.

Lakin 20-ci əsrin ikinci yarısına qədər Almaniyanın praktiki istifadəsi çox məhdud qaldı. Bu elementin sənaye istehsalı yarımkeçirici elektronikanın inkişafı ilə əlaqədar yaranmışdır.

Element xassələriGe

Tibbi ehtiyaclar üçün germanium Yaponiyada ən çox istifadə edilən ilk məhsuldur. Heyvanlar üzərində aparılan təcrübələrdə və insanların klinik sınaqlarında müxtəlif orqanogermanium birləşmələrinin sınaqları onların insan orqanizminə müxtəlif dərəcədə müsbət təsir göstərdiyini göstərmişdir. Tərəqqi 1967-ci ildə Dr. K. Asai üzvi germaniumun geniş spektrli bioloji təsirlərə malik olduğunu kəşf etdikdə baş verdi.

Xüsusiyyətlər:

Bədənin toxumalarında oksigeni daşıyır - qanda germanium hemoglobinə bənzər davranır. O, bütün bədən sistemlərinin normal fəaliyyətinə zəmanət verən bədənin toxumalarına oksigenin ötürülməsi prosesində iştirak edir.

immunitet sistemini stimullaşdırır - üzvi birləşmələr şəklində germanium sürətlə bölünən mikrob hüceyrələrinin çoxalmasına mane olan qamma-interferonların istehsalını təşviq edir və spesifik immun hüceyrələrini (T-hüceyrələri) aktivləşdirir.

antitümör - germanium bədxassəli yenitörəmələrin inkişafını gecikdirir və metastazların görünüşünün qarşısını alır, həmçinin radiasiya məruz qalmasına qarşı qoruyucu xüsusiyyətlərə malikdir.

biosidal (antifungal, antiviral, antibakterial) - germanium üzvi birləşmələri interferonun istehsalını stimullaşdırır - xarici cisimlərin daxil olmasına cavab olaraq orqanizm tərəfindən istehsal olunan qoruyucu protein.

Germanium elementinin həyatda tətbiqi və istifadəsi

Sənaye praktikasında germanium əsasən əlvan metal filizlərinin emalının əlavə məhsullarından alınır. Germanium konsentratı (2-10% Almaniya) xammalın tərkibindən asılı olaraq müxtəlif üsullarla alınır. Yarımkeçirici cihazlarda istifadə olunan çox təmiz germaniumu təcrid etmək üçün metal zona ilə əridilir. Yarımkeçiricilər sənayesi üçün zəruri olan monokristallı germanium adətən zona əriməsi ilə alınır.

Müasir yarımkeçirici texnologiyasında ən qiymətli materiallardan biridir. Diodlar, triodlar, kristal detektorlar və güc rektifikatorları hazırlamaq üçün istifadə olunur. Germanium həmçinin dozimetrik cihazlarda və sabit və dəyişən maqnit sahələrinin intensivliyini ölçən cihazlarda istifadə olunur. Elementin tətbiqinin mühüm sahəsi infraqırmızı texnologiya, xüsusən də infraqırmızı şüalanma detektorlarının istehsalıdır. Tərkibində germanium olan bir çox ərintilər praktik istifadə üçün perspektivlidir. Məsələn, GeO 2 və digər Ge birləşmələrinə əsaslanan eynəklər. Otaq temperaturunda germanium havaya, suya, qələvi məhlullara, seyreltilmiş xlorid və sulfat turşularına davamlıdır, lakin aqua regia və hidrogen peroksidin qələvi məhlulunda asanlıqla həll olunur. Azot turşusu isə yavaş-yavaş oksidləşir.

Yüksək sərtliyə və möhkəmliyə malik olan alman ərintiləri zərgərlik və protez texnologiyasında dəqiq tökmə üçün istifadə olunur. Germanium təbiətdə yalnız bağlı vəziyyətdə olur və heç vaxt sərbəst vəziyyətdə olmur. Ən çox yayılmış germanium tərkibli minerallar argirodit və germanitdir.Germanium minerallarının böyük ehtiyatları nadirdir, lakin elementin özü digər minerallarda, xüsusən sulfidlərdə (ən çox sink sulfidlərində və silikatlarında) geniş yayılmışdır. Kiçik miqdarlara da müxtəlif növ daş kömürlərində rast gəlinir.

Dünya istehsalı Almaniya ildə 65 kq-dır.

sağlamlıq təhlükəsi

İş sağlamlığı ilə bağlı problemlər germanium konsentratının yüklənməsi, germanium metalını təcrid etmək üçün dioksidin üyüdülməsi və yüklənməsi, toz halında germaniumun yenidən əridilməsi üçün çubuqlara yüklənməsi zamanı tozun dağılması nəticəsində yarana bilər. Sağlamlığa zərərin digər mənbələri boru sobalarından və toz halında germaniumun çubuqlara əridilməsi prosesi zamanı istilik şüalanması, həmçinin dəm qazının əmələ gəlməsidir.

Udulmuş germanium bədəndən sürətlə, əsasən sidiklə xaric olur. Qeyri-üzvi germanium birləşmələrinin insanlar üçün toksikliyi haqqında az məlumat var. Germanium tetraklorid dərini qıcıqlandırır. Klinik sınaqlarda və 16 q-a qədər spiroqermaniumun, üzvi germanium antitümör dərmanının və ya digər germanium birləşmələrinin kumulyativ dozalarının ağızdan qəbulunun digər uzunmüddətli hallarda neyrotoksik və nefrotoksik aktivlik qeyd edilmişdir. Belə dozalar adətən istehsal şərtlərinə məruz qalmır. Germanium və onun birləşmələrinin orqanizmə təsirini müəyyən etmək üçün heyvanlar üzərində aparılan təcrübələr göstərmişdir ki, metal germanium və germanium dioksidin tozu yüksək konsentrasiyalarda nəfəs aldıqda, sağlamlığın ümumi pisləşməsinə (çəki artımının məhdudlaşdırılması) səbəb olur. Heyvanların ağciyərlərində proliferativ reaksiyalara bənzər morfoloji dəyişikliklər, məsələn, alveolyar kəsiklərin qalınlaşması və bronxlar və qan damarlarının ətrafındakı limfa damarlarının hiperplaziyası aşkar edilmişdir. Germanium dioksid dərini qıcıqlandırmır, lakin gözün nəmli selikli qişası ilə təmasda olduqda, okulyar qıcıqlandırıcı rolunu oynayan german turşusu əmələ gətirir. 10 mq/kq dozada uzunmüddətli intraperitoneal inyeksiyalar periferik qanda dəyişikliklərə səbəb olur. .

Ən zərərli germanium birləşmələri germanium hidrid və germanium xloriddir. Hidrid kəskin zəhərlənməyə səbəb ola bilər. Kəskin mərhələdə ölmüş heyvanların orqanlarının morfoloji müayinəsi zamanı qan dövranı sistemində pozğunluqlar və parenximal orqanlarda degenerativ hüceyrə dəyişiklikləri aşkar edilmişdir. Beləliklə, hidrid sinir sisteminə və periferik qan dövranı sisteminə təsir edən çoxməqsədli bir zəhərdir.

Germanium tetraklorid güclü tənəffüs yollarını, dəri və gözləri qıcıqlandırır. Eşik konsentrasiyası - 13 mq / m 3. Bu konsentrasiyada, eksperimental heyvanlarda hüceyrə səviyyəsində ağciyər reaksiyasını boğur. Yüksək konsentrasiyalarda yuxarı tənəffüs yollarının və konjonktivitin qıcıqlanmasına, həmçinin tənəffüs tezliyində və ritmində dəyişikliklərə səbəb olur. Kəskin zəhərlənmədən sağ çıxan heyvanlarda bir neçə gün sonra kataral desquamativ bronxit və interstisial pnevmoniya inkişaf etmişdir. Germanium xlorid də ümumi zəhərli təsirə malikdir. Heyvanların qaraciyərində, böyrəklərində və digər orqanlarında morfoloji dəyişikliklər müşahidə edilmişdir.

Verilən bütün məlumatların mənbələri