เจอร์เมเนียมเป็นโลหะกึ่งโลหะที่หายากและมีประโยชน์ ธาตุเจอร์เมเนียม

ตั้งชื่อตามประเทศเยอรมนี นักวิทยาศาสตร์จากประเทศนี้ค้นพบและมีสิทธิที่จะเรียกมันว่าอะไรก็ได้ที่เขาต้องการ ดังนั้นในgot เจอร์เมเนียม.

อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ Mendeleev ที่โชคดี แต่เป็น Clemens Winkler เขาได้รับมอบหมายให้ศึกษาอาร์ไจโรไดท์ แร่ใหม่ ซึ่งประกอบด้วยส่วนใหญ่ ถูกพบที่เหมืองฮิมเมลเฟิร์สต์

Winkler กำหนด 93% ขององค์ประกอบของหินและเข้าสู่ทางตันโดยเหลือ 7% ที่เหลือ ข้อสรุปคือพวกเขารวมองค์ประกอบที่ไม่รู้จัก

การวิเคราะห์อย่างรอบคอบมากขึ้นก็เกิดผล พบเจอร์เมเนียม. นี่คือโลหะ มีประโยชน์ต่อมนุษย์อย่างไร? เกี่ยวกับเรื่องนี้และไม่เพียงเท่านั้นเราจะบอกเพิ่มเติม

คุณสมบัติของเจอร์เมเนียม

เจอร์เมเนียม - 32 องค์ประกอบของตารางธาตุ. ปรากฎว่าโลหะนั้นรวมอยู่ในกลุ่มที่ 4 ตัวเลขสอดคล้องกับความจุขององค์ประกอบ

นั่นคือ เจอร์เมเนียมมีแนวโน้มที่จะสร้างพันธะเคมี 4 พันธะ ทำให้องค์ประกอบที่ Winkler ค้นพบมีลักษณะดังนี้

ดังนั้นความปรารถนาของ Mendeleev ที่จะตั้งชื่อองค์ประกอบ ecosilicium ที่ยังไม่ถูกค้นพบซึ่งแสดงเป็น Si Dmitry Ivanovich คำนวณคุณสมบัติของโลหะที่ 32 ล่วงหน้า

เจอร์เมเนียมมีความคล้ายคลึงกับซิลิกอนในคุณสมบัติทางเคมี ทำปฏิกิริยากับกรดเมื่อถูกความร้อนเท่านั้น ด้วยด่าง "สื่อสาร" ในที่ที่มีสารออกซิไดซ์

ทนต่อไอน้ำ ไม่ทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน, คาร์บอน,. เจอร์เมเนียมสว่างขึ้นที่อุณหภูมิ 700 องศาเซลเซียส ปฏิกิริยานี้มาพร้อมกับการก่อตัวของเจอร์เมเนียมไดออกไซด์

องค์ประกอบที่ 32 สามารถโต้ตอบกับฮาโลเจนได้อย่างง่ายดาย เหล่านี้คือสารสร้างเกลือจากกลุ่ม 17 ของตาราง

เพื่อไม่ให้สับสน เราชี้ให้เห็นว่าเรากำลังมุ่งเน้นไปที่มาตรฐานใหม่ ในสมัยก่อนนี่คือกลุ่มที่ 7 ของตารางธาตุ

ไม่ว่าโต๊ะจะเป็นแบบใด โลหะที่อยู่ในนั้นจะอยู่ทางด้านซ้ายของเส้นทแยงมุมขั้นบันได องค์ประกอบที่ 32 เป็นข้อยกเว้น

ข้อยกเว้นอีกประการหนึ่งคือ เธออาจตอบสนองเช่นกัน พลวงวางอยู่บนพื้นผิว

มั่นใจได้ในการโต้ตอบกับ เช่นเดียวกับโลหะส่วนใหญ่ เจอร์เมเนียมสามารถเผาไหม้ในไอระเหยได้

ภายนอก ธาตุเจอร์เมเนียม, สีเทาอมขาว, ที่มีความเงาเมทัลลิกเด่นชัด.

เมื่อพิจารณาถึงโครงสร้างภายในแล้ว โลหะจะมีโครงสร้างเป็นลูกบาศก์ สะท้อนถึงการเรียงตัวของอะตอมในเซลล์ระดับประถมศึกษา

พวกมันมีรูปร่างเหมือนลูกบาศก์ อะตอมทั้งแปดตั้งอยู่ที่จุดยอด โครงสร้างอยู่ใกล้กับตาข่าย

องค์ประกอบ 32 มีไอโซโทปที่เสถียร 5 ไอโซโทป การปรากฏตัวของพวกเขาเป็นสมบัติของทุกคน องค์ประกอบของกลุ่มย่อยเจอร์เมเนียม

พวกมันเท่ากันซึ่งกำหนดการปรากฏตัวของไอโซโทปที่เสถียร ตัวอย่างเช่นมี 10 คน

ความหนาแน่นของเจอร์เมเนียมอยู่ที่ 5.3-5.5 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ตัวบ่งชี้แรกเป็นเรื่องปกติสำหรับสถานะ ตัวที่สอง - สำหรับโลหะเหลว

ในรูปแบบที่นิ่มนวลไม่เพียง แต่มีความหนาแน่นมากขึ้น แต่ยังรวมถึงพลาสติกด้วย เปราะที่อุณหภูมิห้องสารจะกลายเป็นที่ 550 องศา เหล่านี้คือ คุณสมบัติของเจอร์เมเนียม

ความแข็งของโลหะที่อุณหภูมิห้องประมาณ 6 จุด

ในสถานะนี้ องค์ประกอบที่ 32 คือเซมิคอนดักเตอร์ทั่วไป แต่ทรัพย์สินจะ "สว่างขึ้น" เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น สำหรับการเปรียบเทียบเพียงตัวนำจะสูญเสียคุณสมบัติเมื่อถูกความร้อน

เจอร์เมเนียมดำเนินการในปัจจุบันไม่เพียง แต่ในรูปแบบมาตรฐานเท่านั้น แต่ยังอยู่ในโซลูชันด้วย

ในแง่ของคุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์ องค์ประกอบที่ 32 นั้นอยู่ใกล้กับซิลิกอนและเป็นเรื่องธรรมดาเช่นเดียวกัน

อย่างไรก็ตาม พื้นที่ของการใช้สารต่างกัน ซิลิคอนเป็นสารกึ่งตัวนำที่ใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์ รวมทั้งชนิดฟิล์มบาง

องค์ประกอบนี้จำเป็นสำหรับโฟโตเซลล์ด้วย ตอนนี้ให้พิจารณาว่าเจอร์เมเนียมมีประโยชน์อย่างไร

แอพลิเคชันของเจอร์เมเนียม

ใช้เจอร์เมเนียมในแกมมาสเปกโทรสโกปี เครื่องมือช่วยให้สามารถศึกษาองค์ประกอบของสารเติมแต่งในตัวเร่งปฏิกิริยาออกไซด์แบบผสมได้

ในอดีต เจอร์เมเนียมถูกเพิ่มเข้าไปในไดโอดและทรานซิสเตอร์ ในเซลล์แสงอาทิตย์ คุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์ก็มีประโยชน์เช่นกัน

แต่ถ้าเติมซิลิกอนลงในรุ่นมาตรฐาน เจอร์เมเนียมก็จะถูกเพิ่มเข้าไปในรุ่นที่มีประสิทธิภาพสูง

สิ่งสำคัญคืออย่าใช้เจอร์เมเนียมที่อุณหภูมิใกล้เคียงกับศูนย์สัมบูรณ์ ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว โลหะจะสูญเสียความสามารถในการส่งแรงดันไฟ

เพื่อให้เจอร์เมเนียมเป็นตัวนำสิ่งเจือปนในนั้นไม่ควรเกิน 10% เพอร์เฟค อัลตร้า คลีน องค์ประกอบทางเคมี

เจอร์เมเนียมทำโดยวิธีการหลอมโซนนี้ ขึ้นอยู่กับความสามารถในการละลายที่แตกต่างกันของธาตุแปลกปลอมในของเหลวและเฟส

สูตรเจอร์เมเนียมให้คุณนำไปใช้ได้จริง ที่นี่เราไม่ได้พูดถึงคุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์ขององค์ประกอบอีกต่อไป แต่เกี่ยวกับความสามารถในการชุบแข็ง

ด้วยเหตุผลเดียวกัน เจอร์เมเนียมจึงพบการประยุกต์ใช้กับทันตกรรมประดิษฐ์ แม้ว่าครอบฟันจะล้าสมัย แต่ก็ยังมีความต้องการเพียงเล็กน้อย

หากคุณเพิ่มซิลิกอนและอลูมิเนียมลงในเจอร์เมเนียมจะได้บัดกรี

จุดหลอมเหลวต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของโลหะเชื่อมเสมอ ดังนั้น คุณสามารถออกแบบการออกแบบที่ซับซ้อนได้

แม้แต่อินเทอร์เน็ตที่ไม่มีเจอร์เมเนียมก็เป็นไปไม่ได้ องค์ประกอบที่ 32 มีอยู่ในใยแก้วนำแสง แกนกลางของมันคือควอตซ์ที่มีส่วนผสมของฮีโร่

และไดออกไซด์จะเพิ่มการสะท้อนแสงของเส้นใย เมื่อพิจารณาถึงความต้องการ อิเล็กทรอนิกส์ นักอุตสาหกรรมต้องการเจอร์เมเนียมในปริมาณมาก เราจะศึกษาด้านล่าง

การขุดเจอร์เมเนียม

เจอร์เมเนียมเป็นเรื่องธรรมดามาก ในเปลือกโลก ธาตุที่ 32 เช่น เป็นมากกว่าพลวง หรือ

ปริมาณสำรองที่สำรวจมีประมาณ 1,000 ตัน เกือบครึ่งหนึ่งซ่อนอยู่ในลำไส้ของสหรัฐอเมริกา ทรัพย์สินอีก 410 ตัน

โดยพื้นฐานแล้วประเทศอื่น ๆ จะต้องซื้อวัตถุดิบ ร่วมมือกับอาณาจักรสวรรค์ นี่เป็นเหตุผลที่ชอบธรรมทั้งจากมุมมองทางการเมืองและจากมุมมองทางเศรษฐกิจ

คุณสมบัติของธาตุเจอร์เมเนียมที่เกี่ยวข้องกับความสัมพันธ์ทางธรณีเคมีกับสารที่แพร่หลาย ไม่อนุญาตให้โลหะสร้างแร่ธาตุในตัวเอง

โดยปกติโลหะจะถูกนำเข้าสู่โครงตาข่ายที่มีอยู่ แน่นอนว่าแขกจะไม่ใช้พื้นที่มากนัก

ดังนั้นคุณต้องแยกเจอร์เมเนียมออกทีละนิด ในคุณจะพบหินสองสามกิโลกรัมต่อตัน

Enargits มีเจอร์เมเนียมไม่เกิน 5 กิโลกรัมต่อ 1,000 กิโลกรัม ใน pyrargyrite มากกว่า 2 เท่า

ธาตุซัลวาไนต์ 32 ตันบรรจุได้ไม่เกิน 1 กิโลกรัม ส่วนใหญ่มักจะสกัดเจอร์เมเนียมเป็นผลพลอยได้จากแร่ของโลหะอื่น ๆ เช่นหรือนอกกลุ่มเหล็กเช่นโครไมต์, แมกนีไทต์, รูไทต์

การผลิตเจอร์เมเนียมประจำปีมีตั้งแต่ 100-120 ตันขึ้นอยู่กับความต้องการ

โดยพื้นฐานแล้วจะมีการซื้อสารในรูปแบบผลึกเดี่ยว นี่คือสิ่งที่จำเป็นสำหรับการผลิตสเปกโตรมิเตอร์ ใยแก้วนำแสง ล้ำค่า ลองหาอัตรา

ราคาเจอร์เมเนียม

Monocrystalline germanium ส่วนใหญ่ซื้อโดยตัน สำหรับอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ สิ่งนี้จะเป็นประโยชน์

องค์ประกอบที่ 32 1,000 กิโลกรัมมีราคาประมาณ 100,000 รูเบิล คุณสามารถค้นหาข้อเสนอสำหรับ 75,000 - 85,000

หากคุณใช้คริสตัลไลน์ที่มีมวลรวมที่เล็กกว่าและความแข็งแกร่งที่เพิ่มขึ้น คุณสามารถให้วัตถุดิบเพิ่มขึ้น 2.5 เท่าต่อกิโลกรัม

ความยาวมาตรฐานไม่น้อยกว่า 28 เซนติเมตร บล็อกเหล่านี้ได้รับการปกป้องด้วยฟิล์มที่จางหายไปในอากาศ Polycrystalline germanium - "ดิน" สำหรับปลูกผลึกเดี่ยว

ข้อมูลทั่วไปและวิธีการได้มา

เจอร์เมเนียม (Ge) เป็นองค์ประกอบสีเทาอมขาวในสถานะกะทัดรัดและสีเทาในสถานะกระจัดกระจาย การมีอยู่และคุณสมบัติขององค์ประกอบนี้ถูกทำนายในปี 1871 โดย D. I. Mendeleev ผู้ซึ่งเรียกมันว่า ekasilicium องค์ประกอบใหม่นี้ถูกค้นพบโดย A. Winklsr ในปี 1886 ในเมือง Freiberg (ประเทศเยอรมนี) ในแร่ argyrodite 4 Ag 2 S - GeS 2 และตั้งชื่อว่า germanium เพื่อเป็นเกียรติแก่ครอบครัวของนักวิทยาศาสตร์ ความสนใจในทางปฏิบัติในองค์ประกอบนี้เกิดขึ้นในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เซมิคอนดักเตอร์ จุดเริ่มต้นของการผลิตทางอุตสาหกรรมของเจอร์เมเนียมมีอายุย้อนไปถึงปี ค.ศ. 1945-1950

ปริมาณเจอร์เมเนียมในเปลือกโลกคือ 7 * 10 -4% (โดยมวล) ปริมาณหลักของธาตุอยู่ในสถานะกระจัดกระจายในซิลิเกต ซัลไฟด์ และแร่ธาตุ ซึ่งก็คือซัลโฟซอลต์ แร่ธาตุหลายชนิดของซัลโฟซอลต์ที่มีเจอร์เมเนียมในปริมาณสูงเป็นที่รู้จักกันซึ่งไม่มีความสำคัญทางอุตสาหกรรม: argrodite-Ag 8 GeS 6 (5-7%), germanite 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%) แหล่งที่มาของการรับเจอร์เมเนียมคือแร่ซัลไฟด์ เช่นเดียวกับถ่านหินที่มีการแปรสภาพต่ำและแร่เหล็กบางชนิด (มากถึง 0.01% Ge)

ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของวัตถุดิบที่ใช้วิธีการต่าง ๆ ของการประมวลผลหลัก:

ชะล้างด้วยกรดซัลฟิวริกตามด้วยการแยกเจอร์เมเนียมออกจากสารละลาย

การเผาวัสดุด้วยซัลเฟต

การระเหิดของ GeS ซัลไฟด์หรือ GcO มอนอกไซด์ในตัวกลางรีดิวซ์

การเผาด้วยซัลเฟตของวัสดุ

ลดการถลุงในที่ที่มีทองแดงหรือเหล็ก

การสกัด;

การดูดซับการแลกเปลี่ยนไอออน

เจอร์เมเนียมเข้มข้นสามารถแยกได้จากสารละลายด้วยวิธีต่อไปนี้:

การตกตะกอนในรูปของสารประกอบที่ละลายได้น้อย

การตกตะกอนร่วมกับไฮเดรตของเหล็ก สังกะสี กับซัลไฟด์ของสังกะสี ทองแดง ฯลฯ

การตกตะกอนจากสารละลายกรดซัลฟิวริกบนฝุ่นสังกะสี (การซีเมนต์)

เพื่อให้ได้เจอร์เมเนียมเตตระคลอไรด์ เจอร์เมเนียมเข้มข้นจะได้รับการบำบัดด้วยกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้นในกระแสคลอรีน ผลลัพธ์ที่ได้คือเจอร์เมเนียม เตตระคลอไรด์ (GeCI 4) ที่ถูกกลั่นจากโลหะคลอไรด์ที่มีจุดเดือดสูงกว่า จากการไฮโดรไลซิสของเจอร์เมเนียม เตตระคลอไรด์บริสุทธิ์ จะได้รับเจอร์เมเนียมไดออกไซด์ Qe 0 2 ธาตุเจอร์เมเนียมได้มาจากการลดไดออกไซด์ที่ทำให้บริสุทธิ์และแห้งด้วยความบริสุทธิ์ ไฮโดรเจน เจอร์เมเนียมที่ลดลงจะถูกทำให้บริสุทธิ์เพิ่มเติมจากสิ่งเจือปนโดยการตกผลึกแบบเศษส่วน ผลึกเดี่ยวที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าฟิสิกส์ที่ต้องการจะเติบโตจากเจอร์เมเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูงโดยการหลอมแบบโซนหรือโดยวิธี Czochralski อุตสาหกรรมนี้ผลิตเจอร์เมเนียมโพลีคริสตัลและผลึกเดี่ยว

เจอร์เมเนียมเกรด GPZ-1 มีไว้สำหรับการผลิตเจอร์เมเนียมเจือผลึกเดี่ยวและเจือ รวมทั้งวัตถุประสงค์พิเศษ GPZ-2 เกรด - สำหรับการผลิตเจอร์เมเนียมเจือผลึกเดี่ยวและวัตถุประสงค์อื่น ๆ เกรด GPZ-3 - สำหรับ การผลิตโลหะผสมและช่องว่างสำหรับชิ้นส่วนออปติคัล เจอร์เมเนียมมีจำหน่ายในรูปของแท่งในรูปแบบของเซ็กเมนต์ซึ่งแต่ละอันบรรจุในถุงพลาสติก แท่งโลหะในบรรจุภัณฑ์โพลีเอทิลีนจะวางอยู่ในกระดาษแข็งหรือภาชนะพลาสติกและปิดผนึกด้วยปะเก็นอ่อนเพื่อความปลอดภัยระหว่างการขนส่งและการเก็บรักษา การจัดส่งจะดำเนินการโดยการขนส่งที่ครอบคลุมทุกประเภท

คุณสมบัติทางกายภาพ

ลักษณะอะตอม เลขอะตอม 32 มวลอะตอม 72.59 amu ปริมาตรอะตอม 13.64-10^ 6 ม. 3 /โมล รัศมีอะตอม 0.139 นาโนเมตร รัศมีไอออนิก Qe 2 + 0.065 นาโนเมตร Ge 4 + 0.044 นาโนเมตร โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมเจอร์เมเนียมอิสระ 4s 2 p 2 . ศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออน / (eV): 7.88; 15.93; 34.21. อิเล็กโตรเนกาติวิตี 2.0 ผลึกขัดแตะของเจอร์เมเนียมเป็นเพชรชนิดลูกบาศก์ที่มีคาบ a = 0.5657 นาโนเมตร พลังงานของผลึกแลตทิซคือ 328.5 ไมโครจูล/กมโมล การประสานงานหมายเลข 4 อะตอมเจอร์เมเนียมแต่ละอะตอมล้อมรอบด้วยสี่ตัวที่อยู่ใกล้เคียงซึ่งอยู่ในระยะทางเท่ากันที่จุดยอดของจัตุรมุข พันธะระหว่างอะตอมกระทำโดยวาเลนซ์อิเล็กตรอนที่จับคู่กัน

คุณสมบัติทางเคมี

ในสารประกอบ เจอร์เมเนียมแสดงสถานะออกซิเดชันที่ +2 และ +4 น้อยกว่า +1 และ +3 ศักย์ไฟฟ้าปกติของปฏิกิริยา Ge คือ -2e "= * * ± Ge 2 + f 0 \u003d - 0.45 V.

ในบรรยากาศของอากาศแห้ง เจอร์เมเนียมถูกปกคลุมด้วยชั้นออกไซด์บางๆ ที่มีความหนาประมาณ 2 นาโนเมตร แต่ไม่เปลี่ยนสี ในอากาศชื้น เจอร์เมเนียม โดยเฉพาะคริสตัลไลน์เจอร์เมเนียมจะค่อยๆ หมอง การเกิดออกซิเดชันที่เห็นได้ชัดเจนเริ่มต้นที่ 500 องศาเซลเซียส

ในชุดของแรงดันไฟฟ้า เจอร์เมเนียมตั้งอยู่หลังไฮโดรเจน - ระหว่างทองแดงและเงิน เจอร์เมเนียมไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำและไม่ละลายในกรดไฮโดรคลอริกเจือจางและเข้มข้น มันละลายในกรดซัลฟิวริกเข้มข้นร้อนเพื่อสร้าง Ge (S 04) u และปล่อย SO 2 เมื่อทำปฏิกิริยากับกรดไนตริก จะเกิดตะกอนของเจอร์เมเนียมไดออกไซด์ xGe 02- (/ H 2 0 ละลายได้ดีในกรดกัดทองและ ส่วนผสมของ HF + HNC 4 ตัวทำละลายที่ดีที่สุดสำหรับเจอร์เมเนียมคือสารละลายอัลคาไลน์ของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ด่างกัดกร่อนที่หลอมละลายจะละลายเจอร์เมเนียมได้อย่างรวดเร็ว ในกรณีนี้ โลหะอัลคาไลจะงอกขึ้นซึ่งถูกไฮโดรไลซ์ด้วยน้ำ

สามารถรับไดออกไซด์ GeO 2 ได้จากการเผาเจอร์เมเนียมในอากาศ การเผาซัลไฟด์ การละลายธาตุเจอร์เมเนียมในไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ 3% ในเบ้าหลอมทองคำขาว ตามด้วยการระเหยสารละลายและเผาสิ่งตกค้าง Ge 0 2 มีอยู่ในการดัดแปลงหลายรูปแบบ: อุณหภูมิต่ำ a กับ tetragonal lattice (1123°C) และอุณหภูมิสูง d กับ hexagonal lattice (สูงกว่า 1123°C) จุดหลอมเหลวของ Ge 0 2 คือ 1725 องศาเซลเซียส เมื่อหลอมเหลวจะเกิดการหลอมเหลวแบบโปร่งใส เจอร์เมเนียมไดออกไซด์ละลายในน้ำด้วยการก่อตัวของกรดเจอร์เมนิก HggeO3 ถูกถ่ายโอนไปยังสารละลายที่มีอัลคาลิสอย่างง่ายดายเพื่อสร้างเกลือของกรดเจอร์เมนิก - เจอร์เมท ภายใต้การกระทำของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในสารละลายเข้มข้นของ "ep-manates จะได้รับเกลือของกรดเปอร์เจอร์มานิกซึ่งก่อตัวเป็นผลึกไฮเดรตเช่น Na 2 Ge 0 5 -4 H 2 0

มีหลายสารประกอบของเจอร์เมเนียมกับไฮโดรเจน การมีอยู่ของ GeH ซึ่งเป็นผงสีเข้มที่ระเบิดได้ง่ายได้รับการจัดตั้งขึ้นแล้ว ยังเป็นที่รู้จักกันในนามสารประกอบของประเภทเยอรมัน GenH 2 „+ 2 (เช่น Ge 2 H 4 , Ge 2 He) ซึ่งมีความผันผวนที่ค่า n ต่ำ Monogermane GeH 4 เป็นก๊าซไม่มีสีที่มีจุดเดือด 88.9 °C Dngermane และ tngermane มีอยู่ในเฟสของเหลวที่อุณหภูมิห้องและความดันปกติ ความสามารถในการละลายของไฮโดรเจนในเจอร์เมเนียมที่ 800 °C ไม่เกิน 1.5-10 -7% (et.)

คาร์บอนแทบจะไม่ละลายในเจอร์เมเนียม ในเจอร์เมเนียมเหลวใกล้จุดหลอมเหลว ความสามารถในการละลายของคาร์บอนอยู่ที่ประมาณ 0.23% (at.) ผู้เขียนหลายคนระบุว่าความเข้มข้นของคาร์บอนในเจอร์เมเนียมผลึกเดี่ยวถูกกำหนดจาก 7*10 -4 ถึง 5.2*10 -3%

เมื่อเจอร์เมเนียมถูกทำให้ร้อนถึง 700-750 ° C ในไนโตรเจนหรือ NH 3 Ge 3 N 4 และ Ge 3 N 2 จะเกิดขึ้น เจอร์เมเนียมไนไตรด์ Ge 3 N 2 เป็นผลึกสีน้ำตาลเข้มที่ย่อยสลายได้ง่าย การสลายตัวด้วยความร้อนเป็นองค์ประกอบเริ่มต้นที่ 500 °C เสถียรกว่าคือ Ge 2 N 4 nitride ซึ่งสลายตัวที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,000 °C

ปฏิกิริยาโดยตรงของเจอร์เมเนียมกับฮาโลเจนเริ่มต้นที่ประมาณ 250 °C GeCl 4 tetrachloride ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นกลางหลักในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์เจอร์เมเนียมมีความสำคัญในทางปฏิบัติมากที่สุด ด้วยไอโอดีน เจอร์เมเนียมจะสร้างเจล 4 ไอโอไดด์ ซึ่งเป็นสารสีเหลืองที่มีจุดหลอมเหลว 146°C และจุดเดือด 375°C เจล 4 ใช้ในการผลิตเจอร์เมเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูงโดยปฏิกิริยาการขนส่ง เฮไลด์ไม่เสถียรต่อน้ำ

ในบรรดาสารประกอบที่มีกำมะถัน เป็นที่ทราบกันดีว่า GeS 2 ไดซัลไฟด์ ซึ่งถูกปลดปล่อยจากสารละลายที่เป็นกรดอย่างแรงของเกลือเจอร์เมเนียมเตตระวาเลนต์เมื่อผ่านกระแสไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่รุนแรง Crystalline GcS 2 เป็นเกล็ดสีขาวที่มีความแวววาวเป็นประกายมุก สารที่หลอมละลายจะแข็งตัวเป็นมวลโปร่งใสสีเหลืองอำพันและแสดงคุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์ จุดหลอมเหลวของ GeS 2 คือ -825 ° C เจอร์เมเนียมโมโนซัลไฟด์ GeS มีอยู่ในสถานะอสัณฐานและผลึกเดี่ยว Crystalline GeS มีสีเทาเข้ม ละลายที่อุณหภูมิ 615 "C เจอร์เมเนียม Chalcogens ทั้งหมด (ซัลไฟด์ ซีลีไนด์ และเทลลูไรด์) แสดงคุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์ ด้วยฟอสฟอรัส เจอร์เมเนียมจะให้สารประกอบ GeP

คุณสมบัติทางเทคโนโลยี

เจอร์เมเนียมมีความแข็งค่อนข้างสูง มีความเปราะบางสูง ดังนั้นจึงไม่สามารถรับงานเย็นด้วยแรงกดได้ การเปลี่ยนรูปสามารถทำได้ที่อุณหภูมิใกล้กับจุดหลอมเหลวและภายใต้สภาวะของการบีบอัดที่ไม่เท่ากันทุกรอบ

ด้วยเลื่อยเพชร แท่งเจอร์เมเนียมสามารถตัดเป็นชิ้นบาง ๆ ได้ พื้นผิวของเพลตขัดด้วยผงคอรันดัมชั้นดีบนกระจก และขัดบนสักหลาดด้วยการระงับอะลูมิเนียมออกไซด์

พื้นที่ใช้งาน

เจอร์เมเนียมมีบทบาทพิเศษในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์วิทยุ มันถูกใช้สำหรับการผลิตวงจรเรียงกระแสแบบผลึก (ไดโอด) และแอมพลิฟายเออร์ผลึก (ไตรโอด) ซึ่งใช้ในคอมพิวเตอร์ ระบบกลไกทางไกล การติดตั้งเรดาร์ ฯลฯ

บนพื้นฐานของเจอร์เมเนียม วงจรเรียงกระแสกำลังสูงที่มีประสิทธิภาพสูงได้ถูกสร้างขึ้นเพื่อแก้ไขกระแสสลับของความถี่ธรรมดาที่ออกแบบมาสำหรับกระแสสูงถึง 10,000 A ขึ้นไป

เจอร์เมเนียมไตรโอดใช้กันอย่างแพร่หลายในการขยาย สร้าง หรือแปลงการแกว่งของไฟฟ้า

ในทางวิศวกรรมวิทยุ ความต้านทานของฟิล์มตั้งแต่ 1,000 โอห์มถึงหลายเมกะโอห์มได้กลายเป็นที่แพร่หลาย

เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงการนำไฟฟ้าอย่างมีนัยสำคัญภายใต้การกระทำของรังสีเจอร์เมเนียมจึงถูกใช้ในโฟโตไดโอดและโฟโตรีซีสเตอร์ต่างๆ

เจอร์เมเนียมพบการใช้งานสำหรับการผลิตเทอร์มิสเตอร์ (ในกรณีนี้จะใช้การพึ่งพาอุณหภูมิที่แข็งแกร่งของความต้านทานไฟฟ้าของเจอร์เมเนียม)

ในเทคโนโลยีนิวเคลียร์ เครื่องตรวจจับเจอร์เมเนียมใช้สำหรับรังสี

เลนส์เจอร์เมเนียมเจือสีทองเป็นส่วนสำคัญของอุปกรณ์เทคโนโลยีอินฟราเรด แว่นสายตาพิเศษที่มีดัชนีการหักเหของแสงสูงทำจากเจอร์เมเนียมไดออกไซด์ เจอร์เมเนียมยังถูกนำมาใช้ในองค์ประกอบของโลหะผสมสำหรับเทอร์โมคัปเปิลที่มีความไวสูง

การบริโภคเจอร์เมเนียมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการผลิตเส้นใยประดิษฐ์เพิ่มขึ้นอย่างมาก

สารประกอบเจอร์เมเนียมจำนวนหนึ่งที่มีโลหะทรานสิชันมีอุณหภูมิทรานสิชันสูงไปสู่สถานะตัวนำยิ่งยวด โดยเฉพาะอย่างยิ่ง วัสดุที่มีพื้นฐานมาจากสารประกอบ Nb 3 Ge (T „>22 K)

สันนิษฐานว่าสารประกอบอินทรีย์เจอร์เมเนียมบางชนิดมีฤทธิ์ทางชีวภาพ: พวกมันชะลอการพัฒนาของเนื้องอกร้าย ความดันโลหิตลดลง และมีฤทธิ์ระงับปวด

ในปี พ.ศ. 2413 ดี.ไอ. Mendeleev บนพื้นฐานของกฎเป็นระยะทำนายองค์ประกอบที่ยังไม่ได้ค้นพบของกลุ่ม IV เรียกมันว่า ekasilicium และอธิบายคุณสมบัติหลักของมัน ในปี 1886 นักเคมีชาวเยอรมัน Clemens Winkler ในระหว่างการวิเคราะห์ทางเคมีของแร่ argyrodite ได้ค้นพบองค์ประกอบทางเคมีนี้ ในขั้นต้น Winkler ต้องการตั้งชื่อธาตุใหม่ว่า "neptunium" แต่ชื่อนี้ได้ถูกมอบให้กับหนึ่งในองค์ประกอบที่เสนอ ดังนั้นองค์ประกอบจึงได้รับการตั้งชื่อตามบ้านเกิดของนักวิทยาศาสตร์ - เยอรมนี

อยู่ในธรรมชาติได้รับ:

เจอร์เมเนียมพบได้ในแร่ซัลไฟด์ แร่เหล็ก และพบได้ในซิลิเกตเกือบทั้งหมด แร่ธาตุหลักที่ประกอบด้วยเจอร์เมเนียม: argyrodite Ag 8 GeS 6, confieldite Ag 8 (Sn,Ce)S 6, stottite FeGe(OH) 6, germanite Cu 3 (Ge,Fe,Ga)(S,As) 4, rhenierite Cu 3 ( Fe,Ge,Zn)(S,As) 4 .
เป็นผลมาจากการดำเนินการที่ซับซ้อนและใช้เวลานานในการเสริมแร่และความเข้มข้นของแร่ เจอร์เมเนียมถูกแยกออกในรูปของ GeO 2 ออกไซด์ ซึ่งจะลดลงด้วยไฮโดรเจนที่ 600 °C เป็นสารธรรมดา
GeO 2 + 2H 2 \u003d Ge + 2H 2 O
เจอร์เมเนียมถูกทำให้บริสุทธิ์โดยการหลอมโซน ซึ่งทำให้เป็นหนึ่งในวัสดุที่บริสุทธิ์ทางเคมีมากที่สุด

คุณสมบัติทางกายภาพ:

ของแข็งสีขาว-เทาที่มีความมันวาวแบบโลหะ (mp 938°C, bp 2830°C)

คุณสมบัติทางเคมี:

ภายใต้สภาวะปกติ เจอร์เมเนียมสามารถทนต่ออากาศและน้ำ ด่างและกรด โดยจะละลายในกรดกัดทองและในสารละลายอัลคาไลน์ของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ สถานะออกซิเดชันของเจอร์เมเนียมในสารประกอบ: 2, 4

การเชื่อมต่อที่สำคัญที่สุด:

เจอร์เมเนียม(II) ออกไซด์, GeO, เทา-ดำ, โซลเล็กน้อย in-in เมื่อถูกความร้อนมันไม่สมส่วน: 2GeO \u003d Ge + GeO 2
เจอร์เมเนียม(II) ไฮดรอกไซด์ Ge(OH) 2 , สีส้มแดง คริสตัล
เจอร์เมเนียม(II) ไอโอไดด์, GeI 2 , สีเหลือง cr.ซอล. ในน้ำไฮโดร ลาก่อน.
เจอร์เมเนียม(II) ไฮไดรด์, GeH 2 , ทีวี. สีขาว por. ออกซิไดซ์ได้ง่าย. และเน่าเปื่อย

เจอร์เมเนียม(IV) ออกไซด์, GeO 2 , สีขาว ผลึก amphoteric ที่ได้จากการไฮโดรไลซิสของคลอไรด์ ซัลไฟด์ เจอร์เมเนียมไฮไดรด์ หรือโดยปฏิกิริยาของเจอร์เมเนียมกับกรดไนตริก
เจอร์เมเนียม (IV) ไฮดรอกไซด์ (กรดเจอร์มานิก), H 2 GeO 3 อ่อนแอ unst. biaxial to-ta, germanate salts เป็นต้น โซเดียมเจอร์เมเนต, Na 2 GeO 3 , ขาว คริสตัล, โซล. ในน้ำ; ดูดความชื้น นอกจากนี้ยังมี Na 2 hexahydroxogermanates (ortho-germanates) และ polygermanates
เจอร์เมเนียม (IV) ซัลเฟต, Ge(SO 4) 2 , ไม่มีสี cr. ไฮโดรไลซ์ด้วยน้ำเป็น GeO 2 ที่ได้จากการให้ความร้อนเจอร์เมเนียม (IV) คลอไรด์ด้วยซัลฟิวริกแอนไฮไดรด์ที่ 160 ° C: GeCl 4 + 4SO 3 \u003d Ge (SO 4) 2 + 2SO 2 + 2Cl 2
เจอร์เมเนียม(IV) เฮไลด์ ฟลูออไรด์ GeF 4 - ดีที่สุด แก๊สดิบ hydrol. ทำปฏิกิริยากับ HF สร้าง H 2 - กรด germanofluoric: GeF 4 + 2HF \u003d H 2,
คลอไรด์ GeCl 4 ไม่มีสี ของเหลว, ไฮดรอก., โบรไมด์ GeBr 4 เซอร์ cr. หรือไม่มีสี ของเหลวโซล ในองค์กร คอนเนคชั่น,
ไอโอไดด์ GeI 4 สีเหลืองส้ม cr.ช้า. ไฮดรอก, โซล. ในองค์กร ต่อ
เจอร์เมเนียม (IV) ซัลไฟด์, GeS 2 , สีขาว kr. โซลไม่ดี ในน้ำ ไฮโดรล ทำปฏิกิริยากับด่าง:
3GeS 2 + 6NaOH = Na 2 GeO 3 + 2Na 2 GeS 3 + 3H 2 O สร้างเจอร์เมเนตและไธโอเจอร์มาเนต
เจอร์เมเนียม (IV) ไฮไดรด์ "เยอรมัน", GeH 4 , ไม่มีสี ก๊าซ อนุพันธ์อินทรีย์ของ tetramethylgermane Ge(CH 3) 4 , tetraethylgermane Ge(C 2 H 5) 4 - ไม่มีสี ของเหลว

แอปพลิเคชัน:

วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่สำคัญที่สุด พื้นที่หลักของการใช้งาน: เลนส์ วิทยุอิเล็กทรอนิกส์ ฟิสิกส์นิวเคลียร์

สารประกอบเจอร์เมเนียมเป็นพิษเล็กน้อย เจอร์เมเนียมเป็นองค์ประกอบย่อยที่ในร่างกายมนุษย์เพิ่มประสิทธิภาพของระบบภูมิคุ้มกันของร่างกาย ต่อสู้กับโรคมะเร็ง และลดความเจ็บปวด นอกจากนี้ยังตั้งข้อสังเกตว่าเจอร์เมเนียมส่งเสริมการถ่ายโอนออกซิเจนไปยังเนื้อเยื่อของร่างกายและเป็นสารต้านอนุมูลอิสระที่มีประสิทธิภาพซึ่งเป็นตัวบล็อกของอนุมูลอิสระในร่างกาย
ความต้องการรายวันของร่างกายมนุษย์คือ 0.4–1.5 มก.
แชมเปี้ยนในเนื้อหาของเจอร์เมเนียมในผลิตภัณฑ์อาหารคือกระเทียม (เจอร์เมเนียม 750 ไมโครกรัมต่อกานพลูกระเทียม 1 กรัมน้ำหนักแห้ง)

วัสดุนี้จัดทำโดยนักศึกษาของสถาบันฟิสิกส์และเคมีของ Tyumen State University
Demchenko Yu.V. , Bornovolokova A.A.
ที่มา:
Germanium//Wikipedia./ URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=63504262 (วันที่เข้าถึง: 06/13/2014)
Germanium//Allmetals.ru/URL: http://www.allmetals.ru/metals/germanium/ (วันที่เข้าถึง: 06/13/2014)

ในขณะที่มีการสร้างตารางธาตุ เจอร์เมเนียมยังไม่ถูกค้นพบ แต่ Mendeleev ทำนายการมีอยู่ของมัน และ 15 ปีหลังจากรายงานนี้ มีการค้นพบแร่ธาตุที่ไม่รู้จักในเหมืองแห่งหนึ่งใน Freiberg และในปี 1886 องค์ประกอบใหม่ก็ถูกแยกออกจากแร่นั้น เครดิตเป็นของนักเคมีชาวเยอรมัน Winkler ผู้ให้ชื่อองค์ประกอบว่าบ้านเกิดของเขา แม้จะมีคุณสมบัติที่มีประโยชน์มากมายของเจอร์เมเนียมซึ่งมีสถานที่สำหรับการรักษาพวกเขาเริ่มใช้มันเฉพาะในตอนต้นของสงครามโลกครั้งที่สองและถึงแม้จะไม่ค่อยกระตือรือร้น ดังนั้นแม้ตอนนี้จะพูดไม่ได้ว่าองค์ประกอบนั้นได้รับการศึกษาอย่างดี แต่ความสามารถบางอย่างได้รับการพิสูจน์แล้วและนำไปใช้ได้สำเร็จ

คุณสมบัติการรักษาของเจอร์เมเนียม

ไม่พบองค์ประกอบในรูปแบบที่บริสุทธิ์การแยกตัวนั้นลำบากดังนั้นในโอกาสแรกมันถูกแทนที่ด้วยส่วนประกอบที่ถูกกว่า ตอนแรกมันถูกใช้ในไดโอดและทรานซิสเตอร์ แต่ซิลิคอนกลับกลายเป็นว่าสะดวกกว่าและราคาไม่แพง ดังนั้นการศึกษาคุณสมบัติทางเคมีของเจอร์เมเนียมยังคงดำเนินต่อไป ตอนนี้เป็นส่วนหนึ่งของโลหะผสมเทอร์โมอิเล็กทริกที่ใช้ในอุปกรณ์ไมโครเวฟเทคโนโลยีอินฟราเรด

ยาก็เริ่มให้ความสนใจในองค์ประกอบใหม่เช่นกัน แต่ผลลัพธ์ที่สำคัญได้มาเมื่อปลายยุค 70 ของศตวรรษที่ผ่านมาเท่านั้น ผู้เชี่ยวชาญชาวญี่ปุ่นค้นพบคุณสมบัติทางยาของเจอร์เมเนียมและสรุปวิธีการใช้งาน หลังจากการทดสอบกับสัตว์และการสังเกตทางคลินิกเกี่ยวกับผลกระทบต่อมนุษย์ ปรากฎว่าองค์ประกอบดังกล่าวสามารถ:

• กระตุ้น;
• ส่งออกซิเจนไปยังเนื้อเยื่อ
• ต่อสู้กับเนื้องอก;
• เพิ่มการนำกระแสประสาท

ความซับซ้อนของการใช้งานอยู่ในความเป็นพิษของเจอร์เมเนียมในปริมาณมาก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมียาที่อาจส่งผลดีต่อกระบวนการบางอย่างในร่างกายโดยมีอันตรายน้อยที่สุด อย่างแรกคือ "เจอร์เมเนียม-132" ซึ่งช่วยปรับปรุงสถานะภูมิคุ้มกันของบุคคล ช่วยหลีกเลี่ยงการขาดออกซิเจนในกรณีที่ระดับฮีโมโกลบินลดลง การทดลองยังแสดงให้เห็นถึงผลกระทบขององค์ประกอบต่อการผลิตอินเตอร์เฟอรอน ซึ่งต่อต้านการแบ่งตัวอย่างรวดเร็ว (เนื้องอก) เซลล์ ประโยชน์จะสังเกตได้เฉพาะเมื่อรับประทาน การสวมเครื่องประดับที่มีเจอร์เมเนียมจะไม่ส่งผลใดๆ

การขาดเจอร์เมเนียมจะลดความสามารถตามธรรมชาติของร่างกายในการทนต่ออิทธิพลภายนอก ซึ่งนำไปสู่ความผิดปกติต่างๆ ปริมาณที่แนะนำต่อวันคือ 0.8-1.5 มก. คุณสามารถได้รับองค์ประกอบที่จำเป็นด้วยการใช้นม, ปลาแซลมอน, เห็ด, กระเทียมและถั่วเป็นประจำ

มินิ - นามธรรม

"ธาตุเจอร์เมเนียม"

เป้า:

อธิบายองค์ประกอบ Ge

ให้คำอธิบายคุณสมบัติของธาตุ Ge

บอกเกี่ยวกับการใช้งานและการใช้องค์ประกอบนี้

ประวัติองค์ประกอบ …………………………………………….……. หนึ่ง

คุณสมบัติขององค์ประกอบ …..……………………………………..…… 2

ใบสมัคร ………………..…………………………………….. 3

อันตรายต่อสุขภาพ ………..…………………………….… 4

ที่มา …………………………………….…………………….…………… 5

จากประวัติความเป็นมา..

จีเจอร์เมเนียม(lat. Germanium) - องค์ประกอบทางเคมีของกลุ่ม IV ซึ่งเป็นกลุ่มย่อยหลักของระบบธาตุของ D.I. Mendeleev แสดงด้วยสัญลักษณ์ Ge เป็นของตระกูลโลหะหมายเลข 32 มวลอะตอม 72.59 เป็นของแข็งสีเทาขาวที่มีความมันวาวของโลหะ

Mendeleev ทำนายการมีอยู่และคุณสมบัติของเยอรมนีในปี 1871 และตั้งชื่อธาตุนี้ว่า "Ekasilicon" เนื่องจากมีคุณสมบัติคล้ายคลึงกันกับซิลิคอน

ในปี พ.ศ. 2429 นักเคมีชาวเยอรมัน K. Winkler ขณะตรวจสอบแร่พบว่ามีองค์ประกอบที่ไม่รู้จักอยู่ซึ่งไม่ถูกตรวจพบโดยการวิเคราะห์ หลังจากทำงานหนัก เขาได้ค้นพบเกลือของธาตุใหม่และแยกธาตุจำนวนหนึ่งออกมาในรูปแบบบริสุทธิ์ ในรายงานการค้นพบครั้งแรก Winkler แนะนำว่าองค์ประกอบใหม่นี้คล้ายคลึงกับพลวงและสารหนู Winkler ตั้งใจจะตั้งชื่อธาตุ Neptunium แต่ชื่อนั้นได้ถูกกำหนดให้กับองค์ประกอบที่ค้นพบอย่างไม่ถูกต้อง Winkler เปลี่ยนชื่อองค์ประกอบที่เขาค้นพบเป็นเจอร์เมเนียม (เจอร์เมเนียม) เพื่อเป็นเกียรติแก่บ้านเกิดของเขา และแม้แต่ Mendeleev ในจดหมายถึง Winkler ก็สนับสนุนชื่อขององค์ประกอบอย่างมาก

แต่จนถึงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 การใช้งานจริงของเยอรมนียังคงมีอยู่อย่างจำกัด การผลิตภาคอุตสาหกรรมขององค์ประกอบนี้เกิดขึ้นจากการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เซมิคอนดักเตอร์

คุณสมบัติองค์ประกอบเก

สำหรับความต้องการทางการแพทย์ เจอร์เมเนียมเป็นประเทศแรกที่มีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในประเทศญี่ปุ่น การทดสอบสารประกอบออร์กาโนเจอร์เมเนียมต่างๆ ในการทดลองกับสัตว์และในการทดลองทางคลินิกของมนุษย์ แสดงให้เห็นว่าพวกมันส่งผลดีต่อร่างกายมนุษย์ในระดับต่างๆ การค้นพบนี้เกิดขึ้นในปี 1967 เมื่อ ดร.เค อาไซ ค้นพบว่าเจอร์เมเนียมอินทรีย์มีผลทางชีวภาพมากมาย

คุณสมบัติ:

มีออกซิเจนอยู่ในเนื้อเยื่อของร่างกาย - เจอร์เมเนียมในเลือดมีพฤติกรรมคล้ายกับเฮโมโกลบิน เกี่ยวข้องกับกระบวนการถ่ายเทออกซิเจนไปยังเนื้อเยื่อของร่างกาย ซึ่งรับประกันการทำงานปกติของระบบต่างๆ ในร่างกาย

กระตุ้นระบบภูมิคุ้มกัน - เจอร์เมเนียมในรูปของสารประกอบอินทรีย์ ส่งเสริมการผลิตแกมมา-อินเตอร์เฟอรอน ซึ่งยับยั้งการสืบพันธุ์ของเซลล์จุลินทรีย์ที่แบ่งตัวอย่างรวดเร็ว และกระตุ้นเซลล์ภูมิคุ้มกันจำเพาะ (T-cells)

ต้านเนื้องอก - เจอร์เมเนียมชะลอการพัฒนาของเนื้องอกร้ายและป้องกันการปรากฏตัวของการแพร่กระจายและยังมีคุณสมบัติในการป้องกันการได้รับรังสี

biocidal (ต้านเชื้อรา, ต้านไวรัส, ต้านเชื้อแบคทีเรีย) - สารประกอบอินทรีย์เจอร์เมเนียมกระตุ้นการผลิตอินเตอร์เฟอรอน - โปรตีนป้องกันที่ร่างกายผลิตขึ้นเพื่อตอบสนองต่อการแนะนำสิ่งแปลกปลอม

การประยุกต์ใช้และการใช้ธาตุเจอร์เมเนียมในชีวิต

ในทางปฏิบัติทางอุตสาหกรรม เจอร์เมเนียมได้มาจากผลพลอยได้จากการแปรรูปแร่โลหะนอกกลุ่มเหล็กเป็นหลัก เจอร์เมเนียมเข้มข้น (2-10% เยอรมนี) ได้หลายวิธีขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของวัตถุดิบ เพื่อแยกเจอร์เมเนียมบริสุทธิ์มาก ซึ่งใช้ในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ โลหะจะถูกหลอมตามโซน เจอร์เมเนียมผลึกเดี่ยวซึ่งจำเป็นสำหรับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ มักจะได้มาจากการหลอมโซน

เป็นวัสดุที่มีค่าที่สุดในเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ที่ทันสมัย ใช้ทำไดโอด ไตรโอด เครื่องตรวจจับคริสตัล และวงจรเรียงกระแส เจอร์เมเนียมยังใช้ในอุปกรณ์วัดปริมาณรังสีและอุปกรณ์ที่วัดความเข้มของสนามแม่เหล็กคงที่และแปรผัน ขอบเขตการใช้งานที่สำคัญขององค์ประกอบคือเทคโนโลยีอินฟราเรด โดยเฉพาะการผลิตเครื่องตรวจจับรังสีอินฟราเรด โลหะผสมหลายชนิดที่มีเจอร์เมเนียมมีแนวโน้มว่าจะนำไปใช้ได้จริง ตัวอย่างเช่น แว่นตาที่ใช้ GeO 2 และสารประกอบ Ge อื่นๆ ที่อุณหภูมิห้อง เจอร์เมเนียมสามารถทนต่ออากาศ น้ำ สารละลายอัลคาไล และกรดไฮโดรคลอริกและกรดซัลฟิวริกเจือจาง แต่สามารถละลายได้ง่ายในกรดน้ำย้อนและในสารละลายอัลคาไลน์ของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ และกรดไนตริกออกซิไดซ์อย่างช้าๆ

โลหะผสมเจอร์เมเนียมซึ่งมีความแข็งและความแข็งแรงสูงถูกนำมาใช้ในเครื่องประดับและเทคโนโลยีฟันปลอมเพื่อการหล่อที่มีความแม่นยำ เจอร์เมเนียมมีอยู่ในธรรมชาติเฉพาะในสถานะที่ถูกผูกไว้และไม่เคยอยู่ในสถานะอิสระ แร่ธาตุที่มีเจอร์เมเนียมที่พบมากที่สุดคือ argyrodite และ germanite แร่เจอร์เมเนียมสำรองจำนวนมากหายาก แต่ธาตุนี้พบได้ทั่วไปในแร่ธาตุอื่น ๆ โดยเฉพาะในซัลไฟด์ (ส่วนใหญ่มักอยู่ในซิงค์ซัลไฟด์และซิลิเกต) มีปริมาณเล็กน้อยในถ่านหินชนิดต่างๆ

การผลิตทั่วโลกของเยอรมนีคือ 65 กก. ต่อปี

อันตรายต่อสุขภาพ

ปัญหาด้านอาชีวอนามัยอาจเกิดจากการกระจายของฝุ่นระหว่างการบรรจุเจอร์เมเนียมเข้มข้น การเจียรและการบรรจุไดออกไซด์เพื่อแยกโลหะเจอร์เมเนียมออก และการบรรจุเจอร์เมเนียมที่เป็นผงเพื่อหลอมกลับเป็นแท่ง แหล่งอันตรายอื่น ๆ ต่อสุขภาพ ได้แก่ การแผ่รังสีความร้อนจากเตาหลอมหลอดและระหว่างกระบวนการหลอมผงเจอร์เมเนียมเป็นแท่งตลอดจนการก่อตัวของคาร์บอนมอนอกไซด์

เจอร์เมเนียมที่ดูดซับจะถูกขับออกจากร่างกายอย่างรวดเร็วโดยเฉพาะในปัสสาวะ มีข้อมูลเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับความเป็นพิษของสารประกอบอนินทรีย์เจอร์เมเนียมต่อมนุษย์ เจอร์เมเนียมเตตราคลอไรด์เป็นสารระคายเคืองต่อผิวหนัง ในการทดลองทางคลินิกและกรณีระยะยาวอื่น ๆ ของการบริหารช่องปากด้วยปริมาณสะสมสูงถึง 16 กรัมของสไปโรเจอร์มาเนียม ยาต้านเจอร์เมเนียมอินทรีย์หรือสารประกอบเจอร์เมเนียมอื่น ๆ พบว่ามีพิษต่อระบบประสาทและไต ปริมาณดังกล่าวมักจะไม่อยู่ภายใต้เงื่อนไขการผลิต การทดลองในสัตว์ทดลองเพื่อตรวจสอบผลกระทบของเจอร์เมเนียมและสารประกอบที่มีต่อร่างกายได้แสดงให้เห็นว่าฝุ่นของโลหะเจอร์เมเนียมและเจอร์เมเนียมไดออกไซด์เมื่อสูดดมเข้าไปในความเข้มข้นสูงจะทำให้สุขภาพโดยทั่วไปเสื่อมโทรม (การจำกัดน้ำหนักที่เพิ่มขึ้น) พบการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาที่คล้ายกับปฏิกิริยาการงอกขยายในปอดของสัตว์ เช่น ความหนาของถุงน้ำและต่อมน้ำเหลืองบริเวณหลอดลมและหลอดเลือด เจอร์เมเนียมไดออกไซด์ไม่ระคายเคืองผิวหนัง แต่เมื่อสัมผัสกับเยื่อเมือกที่ชื้นของตา จะเกิดกรดเจอร์เมนิกซึ่งทำหน้าที่เป็นสารระคายเคืองต่อดวงตา การฉีดเข้าช่องท้องในระยะยาวที่ขนาด 10 มก./กก. จะทำให้เลือดส่วนปลายเปลี่ยนแปลงได้ .

สารประกอบเจอร์เมเนียมที่อันตรายที่สุดคือเจอร์เมเนียมไฮไดรด์และเจอร์เมเนียมคลอไรด์ ไฮไดรด์อาจทำให้เกิดพิษเฉียบพลัน การตรวจทางสัณฐานวิทยาของอวัยวะของสัตว์ที่เสียชีวิตในระยะเฉียบพลันเผยให้เห็นความผิดปกติในระบบไหลเวียนโลหิตและการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ที่เสื่อมในอวัยวะของเนื้อเยื่อ ดังนั้นไฮไดรด์จึงเป็นพิษอเนกประสงค์ที่ส่งผลต่อระบบประสาทและระบบไหลเวียนโลหิตส่วนปลาย

เจอร์เมเนียมเตตราคลอไรด์เป็นสารระคายเคืองต่อระบบทางเดินหายใจ ผิวหนัง และดวงตาอย่างรุนแรง ความเข้มข้นของเกณฑ์ - 13 มก. / ม. 3 ที่ความเข้มข้นนี้ จะยับยั้งการตอบสนองของปอดที่ระดับเซลล์ในสัตว์ทดลอง ในระดับความเข้มข้นสูงจะทำให้เกิดการระคายเคืองของระบบทางเดินหายใจส่วนบนและเยื่อบุตาอักเสบตลอดจนการเปลี่ยนแปลงความถี่และจังหวะการหายใจ สัตว์ที่รอดชีวิตจากพิษเฉียบพลันได้พัฒนาโรคหลอดลมอักเสบ desquamative โรคหวัดและโรคปอดบวมคั่นระหว่างหน้าในสองสามวันต่อมา เจอร์เมเนียมคลอไรด์ยังมีพิษทั่วไป พบการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาในตับ ไต และอวัยวะอื่นๆ ของสัตว์

ที่มาของข้อมูลทั้งหมดที่มีให้