Cordyceps อาหารเพื่อสุขภาพ Fohow จากยาทิเบต คุณสมบัติของวัสดุธรรมชาติ

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 พ.ศ. 2414 และตั้งชื่อธาตุนี้ว่า "Ekasilicon" เนื่องจากมีคุณสมบัติคล้ายคลึงกันกับซิลิคอน

ในปี พ.ศ. 2429 นักเคมีชาวเยอรมัน K. Winkler ขณะตรวจสอบแร่พบว่ามีองค์ประกอบที่ไม่รู้จักอยู่ซึ่งไม่ถูกตรวจพบโดยการวิเคราะห์ หลังจากทำงานหนัก เขาได้ค้นพบเกลือของธาตุใหม่และแยกธาตุจำนวนหนึ่งออกมาในรูปแบบที่บริสุทธิ์ ในรายงานการค้นพบครั้งแรก Winkler แนะนำว่าองค์ประกอบใหม่นั้นคล้ายคลึงกับพลวงและสารหนู 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 การแผ่รังสีความร้อนจากเตาหลอมหลอดและจากกระบวนการหลอมผงเจอร์เมเนียมเป็นแท่งรวมถึงการก่อตัวของคาร์บอนมอนอกไซด์

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 สัตว์ที่รอดชีวิตจากพิษเฉียบพลันได้พัฒนาหลอดลมอักเสบ desquamative โรคหวัดและโรคปอดบวมคั่นระหว่างหน้าในสองสามวันต่อมา เจอร์เมเนียมคลอไรด์ยังมีพิษทั่วไป พบการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาในตับ ไต และอวัยวะอื่นๆ ของสัตว์

ที่มาของข้อมูลทั้งหมดที่มีให้

GERMANIUM, Ge (จาก lat. Germania - Germany * a. germanium; n. Germanium; f. germanium; และ germanio) - องค์ประกอบทางเคมีของกลุ่ม IV ของระบบธาตุ Mendeleev เลขอะตอม 32 มวลอะตอม 72.59 เจอร์เมเนียมธรรมชาติประกอบด้วยไอโซโทปเสถียร 4 ไอโซโทป 70 Ge (20.55%) 72 Ge (27.37%) 73 Ge (7.67%) 74 Ge (36.74%) และกัมมันตภาพรังสี 76 Ge (7, 67%) ที่มีครึ่งชีวิต จาก 2.10 6 ปี ค้นพบในปี 1886 โดยนักเคมีชาวเยอรมัน K. Winkler ในแร่อาร์ไจโรไดต์; ถูกทำนายในปี 1871 โดย D. N. Mendeleev (ecasilicon)

เจอร์เมเนียมในธรรมชาติ

เจอร์เมเนียมหมายถึง ความชุกของเจอร์เมเนียมใน (1-2).10 -4%. เป็นสิ่งเจือปน มันถูกพบในแร่ธาตุซิลิกอน ในระดับที่น้อยกว่าในแร่ธาตุและ แร่ธาตุของเจอร์เมเนียมเองนั้นหายากมาก: ซัลโฟซอลต์ - อาร์ไจโรไดต์, เจอร์มันต์, เรนนี่ไรต์และอื่น ๆ เจอร์เมเนียมและเหล็กไฮเดรตออกไซด์สองเท่า - schtottite; ซัลเฟต - ไอโตไทต์, ฟลีเชไรต์และอื่น ๆ พวกมันแทบไม่มีค่าทางอุตสาหกรรม เจอร์เมเนียมสะสมในกระบวนการไฮโดรเทอร์มอลและตะกอนซึ่งแยกมันออกจากซิลิกอนได้ ในปริมาณที่เพิ่มขึ้น (0.001-0.1%) จะพบในและ แหล่งที่มาของเจอร์เมเนียม ได้แก่ แร่โพลิเมทัลลิก ถ่านหินฟอสซิล และตะกอนจากภูเขาไฟบางชนิด ปริมาณเจอร์เมเนียมหลักได้มาโดยบังเอิญจากน้ำทาร์ระหว่างโค้กถ่านหิน จากเถ้าถ่านความร้อน สฟาเลอไรต์และแมกนีไทต์ เจอร์เมเนียมสกัดด้วยกรด ระเหิดในตัวกลางรีดิวซ์ หลอมรวมกับโซดาไฟ ฯลฯ เจอร์เมเนียมเข้มข้นจะได้รับการบำบัดด้วยกรดไฮโดรคลอริกเมื่อถูกความร้อน คอนเดนเสทจะถูกทำความสะอาดและอยู่ภายใต้การสลายตัวของไฮโดรไลติกเพื่อสร้างไดออกไซด์ หลังถูกทำให้ลดลงโดยไฮโดรเจนเป็นโลหะเจอร์เมเนียมซึ่งถูกทำให้บริสุทธิ์โดยการตกผลึกแบบเศษส่วนและตามทิศทางการหลอมโซน

แอพลิเคชันของเจอร์เมเนียม

เจอร์เมเนียมใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์วิทยุและวิศวกรรมไฟฟ้าเป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์สำหรับการผลิตไดโอดและทรานซิสเตอร์ เจอร์เมเนียมใช้ทำเลนส์สำหรับเลนส์อินฟราเรด, โฟโตไดโอด, โฟโตรีซีสเตอร์, เครื่องวัดปริมาณรังสีนิวเคลียร์, เครื่องวิเคราะห์เอ็กซ์เรย์สเปกโทรสโกปี, ตัวแปลงพลังงานการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีเป็นพลังงานไฟฟ้า ฯลฯ โลหะผสมของเจอร์เมเนียมกับโลหะบางชนิด ซึ่งมีความต้านทานเพิ่มขึ้นต่อสภาวะแวดล้อมที่เป็นกรดที่เป็นกรด ถูกนำมาใช้ในการผลิตเครื่องมือ วิศวกรรมเครื่องกล และโลหะวิทยา โลหะผสมของเจอร์เมเนียมกับองค์ประกอบทางเคมีอื่น ๆ บางชนิดเป็นตัวนำยิ่งยวด

เจอร์เมเนียมถูกค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์เมื่อปลายศตวรรษที่ 19 ซึ่งแยกมันออกจากกันในระหว่างการทำให้ทองแดงและสังกะสีบริสุทธิ์ เจอร์เมเนียมมีแร่ธาตุเจอร์เมเนียมอยู่ในรูปที่บริสุทธิ์ ซึ่งพบได้ในการสกัดถ่านหินฟอสซิล ในสี อาจเป็นสีเทาเข้มหรือสีอ่อนที่มีเงาสีเงิน เจอร์เมเนียมมีโครงสร้างที่เปราะบางและสามารถแตกหักได้เหมือนแก้วเมื่อถูกกระแทกอย่างแรง แต่จะไม่เปลี่ยนคุณสมบัติของมันภายใต้อิทธิพลของน้ำ อากาศ ด่างและกรดส่วนใหญ่ จนถึงกลางศตวรรษที่ 20 เจอร์เมเนียมถูกใช้เพื่ออุตสาหกรรม - ในโรงงาน ทำเลนส์สายตา เซมิคอนดักเตอร์ และเครื่องตรวจจับไอออน

การค้นพบเจอร์เมเนียมอินทรีย์ในร่างกายของสัตว์และมนุษย์ทำให้เกิดการศึกษารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับองค์ประกอบขนาดเล็กนี้โดยนักวิทยาศาสตร์ทางการแพทย์ ในระหว่างการทดสอบหลายครั้ง ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าธาตุเจอร์เมเนียมขนาดเล็กมีผลดีต่อร่างกายมนุษย์ โดยทำหน้าที่เป็นตัวพาออกซิเจนในระดับที่เท่าเทียมกับเฮโมโกลบิน และไม่สะสมในเนื้อเยื่อกระดูกอย่างตะกั่ว

บทบาทของเจอร์เมเนียมในร่างกายมนุษย์

ธาตุมนุษย์ทำหน้าที่หลายประการ: ภูมิคุ้มกัน (มีส่วนร่วมในการต่อสู้กับจุลินทรีย์), ผู้ช่วยเฮโมโกลบิน (ปรับปรุงการเคลื่อนไหวของออกซิเจนในระบบไหลเวียนโลหิต) และมีผลกดขี่ต่อการเติบโตของเซลล์มะเร็ง (การพัฒนาของการแพร่กระจาย) . เจอร์เมเนียมในร่างกายกระตุ้นการผลิตอินเตอร์เฟอรอนเพื่อต่อสู้กับจุลินทรีย์ที่เป็นอันตราย แบคทีเรีย และการติดเชื้อไวรัสที่เข้าสู่ร่างกาย

เจอร์เมเนียมส่วนใหญ่ยังคงอยู่ในกระเพาะอาหารและม้าม บางส่วนถูกดูดซึมโดยผนังลำไส้เล็ก หลังจากนั้นจะเข้าสู่กระแสเลือดและถูกส่งไปยังไขกระดูก เจอร์เมเนียมในร่างกายมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในกระบวนการเคลื่อนย้ายของเหลว - ในกระเพาะอาหารและลำไส้และยังช่วยเพิ่มการเคลื่อนไหวของเลือดผ่านระบบหลอดเลือดดำ เจอร์เมเนียมซึ่งเคลื่อนที่ในช่องว่างระหว่างเซลล์ถูกเซลล์ของร่างกายดูดซึมไปเกือบหมด แต่หลังจากนั้นไม่นาน ประมาณ 90% ของธาตุนี้จะถูกขับออกจากร่างกายโดยไตพร้อมกับปัสสาวะ สิ่งนี้อธิบายได้ว่าทำไมร่างกายมนุษย์ถึงต้องการการบริโภคเจอร์เมเนียมอินทรีย์ควบคู่ไปกับผลิตภัณฑ์อย่างต่อเนื่อง

ภาวะขาดออกซิเจนเป็นภาวะที่เจ็บปวดเมื่อปริมาณฮีโมโกลบินในเลือดลดลงอย่างรวดเร็ว (การสูญเสียเลือด การได้รับรังสี) และออกซิเจนไม่กระจายไปทั่วร่างกาย ซึ่งทำให้ขาดออกซิเจน ประการแรก การขาดออกซิเจนทำร้ายสมองและระบบประสาท เช่นเดียวกับอวัยวะภายในหลัก เช่น กล้ามเนื้อหัวใจ ตับ และไต เจอร์เมเนียม(โดยธรรมชาติ) ในร่างกายบุคคลสามารถมีความสัมพันธ์กับออกซิเจนและกระจายไปทั่วร่างกายโดยรับหน้าที่ของเฮโมโกลบินชั่วคราว

ข้อดีอีกประการหนึ่งที่เจอร์เมเนียมมีคือความสามารถในการมีอิทธิพลต่อการชำระความเจ็บปวด (ไม่เกี่ยวข้องกับการบาดเจ็บ) เนื่องจากแรงกระตุ้นทางอิเล็กทรอนิกส์ที่เกิดขึ้นในเส้นใยของระบบประสาทในช่วงเวลาที่มีความเครียดรุนแรง การเคลื่อนไหวที่วุ่นวายของพวกเขาทำให้เกิดความตึงเครียดอันเจ็บปวดนี้

ผลิตภัณฑ์ที่มีเจอร์เมเนียม

เจอเมเนียมอินทรีย์พบได้ในผลิตภัณฑ์ที่ทุกคนรู้จัก เช่น กระเทียม เห็ดที่รับประทานได้ เมล็ดทานตะวันและเมล็ดฟักทอง ผัก - แครอท มันฝรั่งและหัวบีต รำข้าวสาลี ถั่ว (ถั่วเหลือง ถั่ว) มะเขือเทศ ปลา

ร่างกายขาดธาตุเจอร์เมเนียม

ทุกวันคนต้องการเจอร์เมเนียม 0.5 มก. ถึง 1.5 มก. เจอร์เมเนียมตามรอยธาตุได้รับการยอมรับทั่วโลกว่าปลอดภัยและไม่เป็นพิษต่อมนุษย์ ขณะนี้ยังไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับการใช้ยาเกินขนาดของเจอร์เมเนียม แต่การขาดเจอร์เมเนียมจะเพิ่มความเสี่ยงของการเกิดขึ้นและการพัฒนาของเซลล์มะเร็งให้เป็นเนื้องอกที่ร้ายแรง การเกิดโรคกระดูกพรุนยังสัมพันธ์กับการขาดเจอร์เมเนียมในร่างกาย

โปรดทราบว่าเรานำเจอร์เมเนียมมาในปริมาณและรูปแบบใด ๆ รวมทั้ง รูปแบบของเศษ คุณสามารถขายเจอร์เมเนียมได้โดยโทรไปที่หมายเลขโทรศัพท์ในมอสโกที่ระบุไว้ข้างต้น

เจอร์เมเนียมเป็นโลหะกึ่งโลหะสีขาวเงินที่เปราะซึ่งค้นพบในปี พ.ศ. 2429 แร่นี้ไม่พบในรูปแบบบริสุทธิ์ พบในแร่ซิลิเกต เหล็ก และซัลไฟด์ สารประกอบบางชนิดเป็นพิษ เจอร์เมเนียมถูกใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมไฟฟ้า ซึ่งคุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์มีประโยชน์ เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการผลิตอินฟราเรดและใยแก้วนำแสง

เจอร์เมเนียมมีคุณสมบัติอย่างไร?

แร่นี้มีจุดหลอมเหลว 938.25 องศาเซลเซียส นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถอธิบายตัวบ่งชี้ความจุความร้อนได้ ซึ่งทำให้ขาดไม่ได้ในหลายพื้นที่ เจอร์เมเนียมมีความสามารถในการเพิ่มความหนาแน่นเมื่อละลาย มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ซึ่งทำให้เป็นเซมิคอนดักเตอร์ช่องว่างทางอ้อมที่ดีเยี่ยม

ถ้าเราพูดถึงคุณสมบัติทางเคมีของกึ่งโลหะนี้ ก็ควรสังเกตว่ามันทนต่อกรดและด่าง น้ำและอากาศ เจอร์เมเนียมละลายในสารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และอะควากัดเซาะ

การขุดเจอร์เมเนียม

ตอนนี้มีการขุดกึ่งโลหะจำนวนจำกัด เงินฝากของมันมีขนาดเล็กกว่ามากเมื่อเทียบกับบิสมัท พลวง และเงิน

เนื่องจากสัดส่วนของแร่ธาตุนี้ในเปลือกโลกมีน้อย มันจึงก่อตัวเป็นแร่ธาตุของตัวเองเนื่องจากการนำโลหะอื่น ๆ เข้าไปในโครงผลึก ปริมาณสูงสุดของเจอร์เมเนียมพบได้ใน sphalerite, pyrargyrite, sulfanite ในแร่ที่ไม่ใช่เหล็กและเหล็ก มันเกิดขึ้น แต่น้อยกว่ามากในแหล่งน้ำมันและถ่านหิน

การใช้เจอร์เมเนียม

แม้จะมีการค้นพบเจอร์เมเนียมเมื่อนานมาแล้ว แต่ก็เริ่มใช้ในอุตสาหกรรมเมื่อประมาณ 80 ปีที่แล้ว กึ่งโลหะถูกนำมาใช้ครั้งแรกในการผลิตทางทหารสำหรับการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บางชนิด ในกรณีนี้พบว่าใช้เป็นไดโอด ตอนนี้สถานการณ์มีการเปลี่ยนแปลงบ้าง

พื้นที่ที่นิยมใช้มากที่สุดของเจอร์เมเนียม ได้แก่ :

• การผลิตเลนส์ Semimetal กลายเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการผลิตองค์ประกอบออปติคัล ซึ่งรวมถึงหน้าต่างออปติคัลของเซนเซอร์ ปริซึม และเลนส์ คุณสมบัติความโปร่งใสของเจอร์เมเนียมในบริเวณอินฟราเรดมีประโยชน์ Semimetal ใช้ในการผลิตเลนส์สำหรับกล้องถ่ายภาพความร้อน, ระบบดับเพลิง, อุปกรณ์มองเห็นตอนกลางคืน
• การผลิตวิทยุอิเล็คทรอนิคส์ ในบริเวณนี้ มีการใช้กึ่งโลหะในการผลิตไดโอดและทรานซิสเตอร์ อย่างไรก็ตาม ในปี 1970 อุปกรณ์เจอร์เมเนียมถูกแทนที่ด้วยซิลิคอน เนื่องจากซิลิกอนทำให้สามารถปรับปรุงลักษณะทางเทคนิคและการทำงานของผลิตภัณฑ์ที่ผลิตขึ้นได้อย่างมาก เพิ่มความต้านทานต่อผลกระทบของอุณหภูมิ นอกจากนี้อุปกรณ์เจอร์เมเนียมยังส่งเสียงดังระหว่างการทำงาน

สถานการณ์ปัจจุบันกับเยอรมนี

ปัจจุบันมีการใช้เซมิเมทัลในการผลิตอุปกรณ์ไมโครเวฟ เจอร์เมเนียม Telleride ได้พิสูจน์ตัวเองว่าเป็นวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริก ราคาเจอร์เมเนียมตอนนี้ค่อนข้างสูง เจอร์เมเนียมโลหะหนึ่งกิโลกรัมมีราคา 1,200 ดอลลาร์

ซื้อเยอรมนี

เจอร์เมเนียมสีเทาเงินเป็นของหายาก เซมิเมทัลที่เปราะนั้นโดดเด่นด้วยคุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อสร้างเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ทันสมัย นอกจากนี้ยังใช้เพื่อสร้างเครื่องมือออปติคัลและอุปกรณ์วิทยุที่มีความแม่นยำสูง เจอร์เมเนียมมีค่ามหาศาลทั้งในรูปของโลหะบริสุทธิ์และในรูปของไดออกไซด์

บริษัท Goldform เชี่ยวชาญด้านการจัดซื้อเจอร์เมเนียม เศษโลหะต่างๆ และส่วนประกอบวิทยุ เราให้ความช่วยเหลือในการประเมินวัสดุด้วยการขนส่ง คุณสามารถส่งเจอร์เมเนียมทางไปรษณีย์และรับเงินคืนเต็มจำนวน

เจอร์เมเนียมเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีเลขอะตอม 32 ในระบบธาตุ แทนด้วยสัญลักษณ์ Ge (Ger. เจอร์เมเนียม).

ประวัติการค้นพบเจอร์เมเนียม

D.I. ทำนายการมีอยู่ของธาตุอีคาซิลิเซียมซึ่งเป็นอะนาล็อกของซิลิกอน Mendeleev ย้อนกลับไปในปี 1871 และในปี 1886 หนึ่งในอาจารย์ของ Freiberg Mining Academy ได้ค้นพบแร่เงินชนิดใหม่ - อาร์ไจโรไดต์ จากนั้นจึงมอบแร่ธาตุนี้ให้กับศาสตราจารย์ด้านเคมีเทคนิค Clemens Winkler เพื่อการวิเคราะห์ที่สมบูรณ์

สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นโดยบังเอิญ: Winkler วัย 48 ปีถือเป็นนักวิเคราะห์ที่ดีที่สุดของสถาบันการศึกษา

เขาพบว่าเงินในแร่นั้นเร็วมาก 74.72%, กำมะถัน - 17.13, ปรอท - 0.31, เหล็กออกไซด์ - 0.66, ซิงค์ออกไซด์ - 0.22% และเกือบ 7% ของน้ำหนักของแร่ใหม่เกิดจากองค์ประกอบที่เข้าใจยาก ซึ่งส่วนใหญ่ยังไม่ทราบ วิงเคลอร์แยกแยะองค์ประกอบที่ไม่ปรากฏหลักฐานของอาร์ไจโรไดท์ ศึกษาคุณสมบัติของอาร์ไจโรไดต์ และตระหนักว่าเขาได้พบธาตุใหม่จริงๆ ซึ่งเป็นคำอธิบายที่เมนเดเลเยฟทำนายไว้ นี่เป็นประวัติโดยย่อของธาตุที่มีเลขอะตอม 32

อย่างไรก็ตาม มันผิดที่จะคิดว่างานของ Winkler ดำเนินไปอย่างราบรื่น นี่คือสิ่งที่ Mendeleev เขียนเกี่ยวกับเรื่องนี้ในบทเสริมของบทที่แปดของ Fundamentals of Chemistry: “ในตอนแรก (กุมภาพันธ์ 2429) การขาดวัสดุ การไม่มีสเปกตรัมในเปลวไฟของเตา และการละลายของสารประกอบเจอร์เมเนียมหลายชนิดทำให้ Winkler's การวิจัยยาก ... " ให้ความสนใจกับ "การขาดคลื่นความถี่ในเปลวไฟ ได้อย่างไร? อันที่จริงในปี พ.ศ. 2429 วิธีการวิเคราะห์สเปกตรัมมีอยู่แล้ว วิธีการนี้ค้นพบรูบิเดียม ซีเซียม แทลเลียม อินเดียม และฮีเลียมบนดวงอาทิตย์ นักวิทยาศาสตร์รู้ดีว่าองค์ประกอบทางเคมีแต่ละชนิดมีสเปกตรัมที่แยกจากกันโดยสิ้นเชิง และทันใดนั้นก็ไม่มีสเปกตรัม!

คำอธิบายมาในภายหลัง เจอร์เมเนียมมีเส้นสเปกตรัมที่มีลักษณะเฉพาะ - มีความยาวคลื่น 2651.18, 3039.06 Ǻ และอีกเล็กน้อย แต่พวกเขาทั้งหมดอยู่ในส่วนรังสีอัลตราไวโอเลตที่มองไม่เห็นของสเปกตรัมและถือได้ว่าโชคดีที่การยึดมั่นในวิธีการวิเคราะห์แบบดั้งเดิมของ Winkler - นำไปสู่ความสำเร็จ

วิธีการของ Winkler ในการแยกเจอร์เมเนียมนั้นคล้ายกับวิธีทางอุตสาหกรรมวิธีใดวิธีหนึ่งในปัจจุบันในการรับองค์ประกอบหมายเลข 32 อย่างแรก เจอร์เมเนียมที่มีอยู่ในอาร์การีตถูกแปลงเป็นไดออกไซด์ จากนั้นผงสีขาวนี้ถูกทำให้ร้อนถึง 600...700 องศาเซลเซียสในบรรยากาศไฮโดรเจน ปฏิกิริยาชัดเจน: GeO 2 + 2H 2 → Ge + 2H 2 O

ดังนั้นจึงได้รับเจอร์เมเนียมที่ค่อนข้างบริสุทธิ์เป็นครั้งแรก วิงเคลอร์ตั้งใจจะตั้งชื่อธาตุใหม่ว่าเนปจูนตามชื่อดาวเนปจูน (เช่นเดียวกับองค์ประกอบ #32 ดาวเคราะห์ดวงนี้ถูกทำนายก่อนที่จะถูกค้นพบ) แต่ปรากฏว่าก่อนหน้านี้ชื่อดังกล่าวถูกกำหนดให้กับองค์ประกอบที่ค้นพบอย่างไม่ถูกต้อง และไม่ต้องการประนีประนอมกับการค้นพบของเขา Winkler ละทิ้งความตั้งใจแรกของเขา เขาไม่ยอมรับข้อเสนอให้เรียกองค์ประกอบใหม่เชิงมุมนั่นคือ “เชิงมุม ขัดแย้ง” (และการค้นพบนี้ทำให้เกิดการโต้เถียงกันมากจริงๆ) จริงอยู่ Rayon นักเคมีชาวฝรั่งเศสผู้ซึ่งเสนอแนวคิดดังกล่าวกล่าวในภายหลังว่าข้อเสนอของเขาไม่มีอะไรมากไปกว่าเรื่องตลก วิงเคลอร์ตั้งชื่อธาตุใหม่ว่าเจอร์เมเนียมตามประเทศของเขา และชื่อนี้ก็ติดอยู่

ควรสังเกตว่าในกระบวนการวิวัฒนาการทางธรณีเคมีของเปลือกโลก เจอร์เมเนียมจำนวนมากถูกชะล้างออกจากพื้นผิวดินส่วนใหญ่ลงสู่มหาสมุทร ดังนั้นในปัจจุบันปริมาณของธาตุนี้ที่มีอยู่ในดินคือ ไม่มีนัยสำคัญอย่างยิ่ง

ปริมาณเจอร์เมเนียมทั้งหมดในเปลือกโลกคือ 7 × 10 −4% โดยมวล นั่นคือมากกว่าตัวอย่างเช่นพลวงเงินบิสมัท เจอร์เมเนียมเนื่องจากเนื้อหาไม่มีนัยสำคัญในเปลือกโลกและความสัมพันธ์ทางธรณีเคมีกับองค์ประกอบที่แพร่หลายบางอย่าง แสดงให้เห็นถึงความสามารถที่จำกัดในการสร้างแร่ธาตุในตัวเอง ซึ่งกระจายตัวในโครงตาข่ายของแร่ธาตุอื่นๆ ดังนั้นแร่ธาตุของเจอร์เมเนียมเองจึงหายากมาก เกือบทั้งหมดเป็นซัลโฟซอลต์: germanite Cu 2 (Cu, Fe, Ge, Zn) 2 (S, As) 4 (6 - 10% Ge), argyrodite Ag 8 GeS 6 (3.6 - 7% Ge), Confildite Ag 8 (Sn, Ge) S 6 (มากถึง 2% Ge) เป็นต้น เจอร์เมเนียมจำนวนมากกระจายอยู่ในเปลือกโลกในหินและแร่ธาตุจำนวนมาก ตัวอย่างเช่น ในสฟาเลไรต์บางชนิด ปริมาณเจอร์เมเนียมถึงกิโลกรัมต่อตัน ในเอนนาร์ไจต์สูงถึง 5 กก./ตัน ในไพราร์ไจไรต์สูงถึง 10 กก./ตัน ในซัลวาไนต์และแฟรงไคต์ 1 กก./ตัน ในซัลไฟด์และซิลิเกตอื่นๆ - g/t. t. ตัน เจอร์เมเนียมมีความเข้มข้นในการสะสมของโลหะหลายชนิด - ในแร่ซัลไฟด์ของโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก ในแร่เหล็ก ในแร่ออกไซด์บางชนิด (โครไมต์ แมกนีไทต์ รูไทล์ ฯลฯ) ในหินแกรนิต ไดเบส และหินบะซอลต์ นอกจากนี้ เจอร์เมเนียมยังมีอยู่ในซิลิเกตเกือบทั้งหมด ในแหล่งถ่านหินและน้ำมันบางส่วน

เจอร์เมเนียมได้มาจากผลิตภัณฑ์พลอยได้จากการแปรรูปแร่โลหะนอกกลุ่มเหล็ก เถ้าจากการเผาไหม้ถ่านหิน ฝุ่นจากเครื่องกำเนิดก๊าซ และของเสียจากโรงงานโค้กยังใช้เป็นวัตถุดิบอีกด้วย ในขั้นต้น เจอร์เมเนียมเข้มข้น (2-10% ของเยอรมนี) ได้มาจากแหล่งที่มาที่ระบุไว้ในรูปแบบต่างๆ ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของวัตถุดิบ การสกัดเจอร์เมเนียมจากสมาธิมักเกี่ยวข้องกับขั้นตอนต่อไปนี้:

1) คลอรีนเข้มข้นด้วยกรดไฮโดรคลอริกผสมกับคลอรีนในตัวกลางที่เป็นน้ำหรือสารคลอรีนอื่น ๆ เพื่อให้ได้ GeCl 4 ทางเทคนิค ในการทำให้ GeCl 4 บริสุทธิ์ จะใช้การแก้ไขและการสกัดสิ่งเจือปนด้วย HCl เข้มข้น

2) การไฮโดรไลซิสของ GeCl 4 และการเผาผลิตภัณฑ์ไฮโดรไลซิสเพื่อให้ได้ GeO 2

3) การลด GeO 2 ด้วยไฮโดรเจนหรือแอมโมเนียเป็นโลหะ เพื่อแยกเจอร์เมเนียมบริสุทธิ์มาก ซึ่งใช้ในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ โลหะจะถูกหลอมตามโซน เจอร์เมเนียมผลึกเดี่ยวซึ่งจำเป็นสำหรับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ มักจะได้มาจากการหลอมโซนหรือโดยวิธี Czochralski

GeO 2 + 4H 2 \u003d Ge + 2H 2 O

เจอร์เมเนียมความบริสุทธิ์ของเซมิคอนดักเตอร์ที่มีเนื้อหาเจือปน 10 -3 -10 -4% ได้มาจากการหลอมโซนการตกผลึกหรือเทอร์โมไลซิสของโมโนเจอร์เมน GeH 4 ที่ระเหยได้:

GeH 4 \u003d Ge + 2H 2,

ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของสารประกอบของโลหะที่ใช้งานด้วย Ge - germanides โดยกรด:

Mg 2 Ge + 4HCl \u003d GeH 4 - + 2MgCl 2

เจอร์เมเนียมเกิดขึ้นเป็นส่วนผสมในแร่โพลิเมทัลลิก นิกเกิล และทังสเตน เช่นเดียวกับในแร่ซิลิเกต อันเป็นผลมาจากการดำเนินการที่ซับซ้อนและใช้เวลานานสำหรับการเพิ่มคุณค่าของแร่และความเข้มข้น เจอร์เมเนียมถูกแยกออกในรูปของ GeO 2 ออกไซด์ ซึ่งลดลงด้วยไฮโดรเจนที่ 600 ° C เป็นสารธรรมดา:

GeO 2 + 2H 2 \u003d Ge + 2H 2 O.

การทำให้บริสุทธิ์และการเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยวของเจอร์เมเนียมทำได้โดยการหลอมโซน

ได้รับเจอร์เมเนียมไดออกไซด์บริสุทธิ์เป็นครั้งแรกในสหภาพโซเวียตเมื่อต้นปี พ.ศ. 2484 ใช้ทำแก้วเจอร์เมเนียมที่มีดัชนีการหักเหของแสงสูงมาก การวิจัยเกี่ยวกับองค์ประกอบหมายเลข 32 และวิธีการสำหรับการผลิตที่เป็นไปได้กลับมาดำเนินการอีกครั้งหลังสงครามในปี 1947 ขณะนี้ เจอร์เมเนียมเป็นที่สนใจของนักวิทยาศาสตร์โซเวียตในฐานะเซมิคอนดักเตอร์

ในลักษณะที่ปรากฏเจอร์เมเนียมจะสับสนกับซิลิกอนได้ง่าย

เจอร์เมเนียมตกผลึกในโครงสร้างลูกบาศก์ชนิดเพชร พารามิเตอร์เซลล์หนึ่งหน่วย a = 5.6575Å

องค์ประกอบนี้ไม่แข็งแรงเท่ากับไททาเนียมหรือทังสเตน ความหนาแน่นของเจอร์เมเนียมที่เป็นของแข็งคือ 5.327 g/cm 3 (25 องศาเซลเซียส); ของเหลว 5.557 (1000 ° C); t pl 937.5 ° C; bp ประมาณ 2700 องศาเซลเซียส; ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน ~60 W/(m K) หรือ 0.14 cal/(cm วินาที deg) ที่ 25°C

เจอร์เมเนียมเกือบจะเปราะเหมือนแก้วและสามารถปฏิบัติตามได้ แม้ในอุณหภูมิปกติ แต่สูงกว่า 550 ° C ก็คล้อยตามการเปลี่ยนรูปพลาสติก ความแข็งของเยอรมนีในระดับแร่ 6-6,5; ค่าสัมประสิทธิ์การอัด (ในช่วงแรงดัน 0-120 Gn/m 2 หรือ 0-12000 kgf/mm 2) 1.4 10 -7 m 2 /mn (1.4 10 -6 cm 2 /kgf); แรงตึงผิว 0.6 N/m (600 dynes/cm) เจอร์เมเนียมเป็นสารกึ่งตัวนำทั่วไปที่มีช่องว่างระหว่างแถบ 1.104 10 -19 J หรือ 0.69 eV (25 องศาเซลเซียส) ความต้านทานไฟฟ้ามีความบริสุทธิ์สูง เยอรมนี 0.60 โอห์ม-เมตร (60 โอห์ม-ซม.) ที่ 25°C; การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนคือ 3900 และการเคลื่อนที่ของรูคือ 1900 cm 2 /v วินาที (25 ° C) (ที่มีเนื้อหาเจือปนน้อยกว่า 10 -8%)

การดัดแปลงผลึกเจอร์เมเนียมที่ "ผิดปกติ" ทั้งหมดนั้นเหนือกว่า Ge-I และการนำไฟฟ้า การกล่าวถึงคุณสมบัติพิเศษนี้ไม่ได้ตั้งใจ: ค่าการนำไฟฟ้า (หรือค่าส่วนกลับ - ความต้านทาน) มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับองค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์

ในสารประกอบทางเคมี เจอร์เมเนียมมักจะมีความจุ 4 หรือ 2 สารประกอบที่มีความจุ 4 จะเสถียรกว่า ภายใต้สภาวะปกติ มันสามารถทนต่ออากาศและน้ำ ด่างและกรด ละลายได้ในกรดกัดทองและในสารละลายอัลคาไลน์ของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ใช้โลหะผสมเจอร์เมเนียมและแก้วที่มีเจอร์เมเนียมไดออกไซด์

ในสารประกอบทางเคมี เจอร์เมเนียมมักจะมีความจุ 2 และ 4 โดยที่สารประกอบเจอร์เมเนียม 4-วาเลนต์จะมีความเสถียรมากกว่า ที่อุณหภูมิห้อง เจอร์เมเนียมสามารถทนต่ออากาศ น้ำ สารละลายอัลคาไล และกรดไฮโดรคลอริกและกรดซัลฟิวริกเจือจาง แต่สามารถละลายได้ง่ายในกรดน้ำย้อนและในสารละลายอัลคาไลน์ของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ กรดไนตริกจะค่อยๆ ออกซิไดซ์ เมื่อให้ความร้อนในอากาศที่อุณหภูมิ 500-700 องศาเซลเซียส เจอร์เมเนียมจะถูกออกซิไดซ์เป็นออกไซด์ของ GeO และ GeO 2 เยอรมนีออกไซด์ (IV) - ผงสีขาวที่มี t pl 1116°C; ความสามารถในการละลายในน้ำ 4.3 g/l (20°C) ตามคุณสมบัติทางเคมี มันเป็นแอมโฟเทอริก ละลายได้ในด่าง และมีปัญหาในกรดแร่ ได้มาจากการเผาตะกอนไฮเดรต (GeO 3 nH 2 O) ที่ปล่อยออกมาระหว่างการไฮโดรไลซิสของ GeCl 4 tetrachloride ฟิวชั่นของ GeO 2 กับออกไซด์อื่น ๆ สามารถรับอนุพันธ์ของกรดเจอร์เมนิก - เจอร์เมทโลหะ (Li 2 GeO 3 , Na 2 GeO 3 และอื่น ๆ ) - ของแข็งที่มีจุดหลอมเหลวสูง

เมื่อเจอร์เมเนียมทำปฏิกิริยากับฮาโลเจน จะเกิดเตตราฮาไลด์ที่สอดคล้องกัน ปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้ง่ายที่สุดกับฟลูออรีนและคลอรีน (ที่อุณหภูมิห้องอยู่แล้ว) ตามด้วยโบรมีน (ความร้อนต่ำ) และไอโอดีน (ที่ 700-800°C ต่อหน้า CO) หนึ่งในสารประกอบที่สำคัญที่สุดของเยอรมนี GeCl 4 tetrachloride เป็นของเหลวไม่มีสี เสื้อ pl -49.5 ° C; bp 83.1°C; ความหนาแน่น 1.84 ก./ซม. 3 (20 องศาเซลเซียส) น้ำจะไฮโดรไลซ์อย่างรุนแรงด้วยการปล่อยตะกอนไฮเดรตออกไซด์ (IV) ได้มาจากคลอรีนของโลหะเยอรมนีหรือโดยอันตรกิริยาของ GeO 2 กับ HCl เข้มข้น ยังเป็นที่รู้จักกันในนามไดฮาไลด์ของเยอรมนีในสูตรทั่วไป GeX 2 , GeCl monochloride, Ge 2 Cl 6 hexachlorodigermane และ Germany oxychlorides (เช่น CeOCl 2)

กำมะถันทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงกับเยอรมนีที่อุณหภูมิ 900-1000 °C เพื่อสร้าง GeS 2 disulfide ซึ่งเป็นของแข็งสีขาว mp 825 ° C โมโนซัลไฟด์ GeS และสารประกอบที่คล้ายกันของเยอรมนีที่มีซีลีเนียมและเทลลูเรียมซึ่งเป็นเซมิคอนดักเตอร์ก็ถูกอธิบายเช่นกัน ไฮโดรเจนทำปฏิกิริยาเล็กน้อยกับเจอร์เมเนียมที่อุณหภูมิ 1,000-1100 องศาเซลเซียส เพื่อสร้างเจิร์ม (GeH) X ซึ่งเป็นสารประกอบที่ไม่เสถียรและระเหยง่าย โดยทำปฏิกิริยาเจอร์เมไนด์กับกรดไฮโดรคลอริกเจือจาง สามารถรับเจอร์มาโนไฮโดรเจนของซีรีส์ Ge n H 2n+2 จนถึง Ge 9 H 20 ได้ องค์ประกอบของ Germylene GeH 2 เป็นที่รู้จักกันเช่นกัน เจอร์เมเนียมไม่ทำปฏิกิริยาโดยตรงกับไนโตรเจน แต่มี Ge 3 N 4 nitride ซึ่งได้มาจากการกระทำของแอมโมเนียบนเจอร์เมเนียมที่อุณหภูมิ 700-800 องศาเซลเซียส เจอร์เมเนียมไม่มีปฏิกิริยากับคาร์บอน เจอร์เมเนียมสร้างสารประกอบที่มีโลหะหลายชนิด - เจอร์เมเนียม

สารประกอบที่ซับซ้อนจำนวนมากของเยอรมนีเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้ว ซึ่งกำลังมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ทั้งในด้านเคมีวิเคราะห์ของเจอร์เมเนียมและในกระบวนการเตรียมการ เจอร์เมเนียมสร้างสารประกอบที่ซับซ้อนด้วยโมเลกุลที่ประกอบด้วยไฮดรอกซิลอินทรีย์ (แอลกอฮอล์โพลีไฮดริก กรดพอลิเบสิก และอื่นๆ) Heteropolyacids เยอรมนีได้รับ เช่นเดียวกับองค์ประกอบอื่นๆ ของกลุ่ม IV เยอรมนีมีลักษณะการก่อตัวของสารประกอบออร์แกโนเมทัลลิก ตัวอย่างเช่น tetraethylgermane (C 2 H 5) 4 Ge 3

เจอร์เมเนียม(II) ไฮไดรด์ GeH 2 ผงสีขาวไม่เสถียร (ในอากาศหรือในออกซิเจนจะสลายตัวด้วยการระเบิด) ทำปฏิกิริยากับด่างและโบรมีน

เจอร์เมเนียม (II) โมโนไฮไดรด์พอลิเมอร์ (พอลิเจอร์มีน) (GeH 2) n ผงสีน้ำตาลอมดำ ละลายได้ไม่ดีในน้ำ สลายตัวในอากาศทันทีและระเบิดเมื่อถูกความร้อนถึง 160 ° C ในสุญญากาศหรือในบรรยากาศก๊าซเฉื่อย เกิดขึ้นระหว่างอิเล็กโทรไลซิสของโซเดียมเจอร์มาไนด์ NaGe

เจอร์เมเนียม(II) ออกไซด์ GeO ผลึกสีดำที่มีคุณสมบัติพื้นฐาน สลายตัวที่ 500 °C เป็น GeO 2 และ Ge ค่อยๆ ออกซิไดซ์ในน้ำ ละลายได้เล็กน้อยในกรดไฮโดรคลอริก แสดงคุณสมบัติการบูรณะ ได้รับจากการกระทำของ CO 2 บนโลหะเจอร์เมเนียม, ให้ความร้อนถึง 700-900 ° C, ด่าง - บนเจอร์เมเนียม (II) คลอไรด์, โดยการเผา Ge (OH) 2 หรือโดยการลด GeO 2

เจอร์เมเนียมไฮดรอกไซด์ (II) Ge (OH) 2 คริสตัลสีส้มแดง เมื่อถูกความร้อนจะกลายเป็น GeO แสดงลักษณะแอมโฟเทอริก ได้มาจากการบำบัดเกลือของเจอร์เมเนียม (II) ด้วยด่างและการไฮโดรไลซิสของเกลือเจอร์เมเนียม (II)

เจอร์เมเนียม(II) ฟลูออไรด์ GeF 2 ผลึกดูดความชื้นไม่มีสี t pl =111°C ได้มาจากการกระทำของไอระเหย GeF 4 บนโลหะเจอร์เมเนียมเมื่อถูกความร้อน

เจอร์เมเนียม (II) คลอไรด์ GeCl 2 . คริสตัลไม่มีสี เสื้อ pl \u003d 76.4 ° C, t bp \u003d 450 ° C ที่อุณหภูมิ 460 องศาเซลเซียส จะสลายตัวเป็น GeCl 4 และโลหะเจอร์เมเนียม ไฮโดรไลซ์ด้วยน้ำ ละลายได้เล็กน้อยในแอลกอฮอล์ ได้มาจากการกระทำของไอระเหย GeCl 4 บนโลหะเจอร์เมเนียมเมื่อถูกความร้อน

เจอร์เมเนียม (II) โบรไมด์ GeBr 2 คริสตัลเข็มใส. เสื้อ pl \u003d 122 ° C ไฮโดรไลซ์กับน้ำ ละลายได้เล็กน้อยในน้ำมันเบนซิน ละลายได้ในแอลกอฮอล์ อะซิโตน ได้มาจากปฏิกิริยาของเจอร์เมเนียม (II) ไฮดรอกไซด์กับกรดไฮโดรโบรมิก เมื่อถูกความร้อน จะแปรสภาพเป็นโลหะเจอร์เมเนียมและเจอร์เมเนียม (IV) โบรไมด์

เจอร์เมเนียม (II) ไอโอไดด์ GeI 2 . แผ่นหกเหลี่ยมสีเหลือง ไดแม่เหล็ก t pl =460 ประมาณ C ละลายได้เล็กน้อยในคลอโรฟอร์มและคาร์บอนเตตระคลอไรด์ เมื่อได้รับความร้อนสูงกว่า 210°C จะสลายตัวเป็นเจอร์เมเนียมโลหะและเจอร์เมเนียมเตตระไอโอไดด์ ได้มาจากการรีดิวซ์ของเจอร์เมเนียม (II) ไอโอไดด์ด้วยกรดไฮโปฟอสฟอริกหรือโดยการสลายตัวด้วยความร้อนของเจอร์เมเนียม เตตระไอโอไดด์

เจอร์เมเนียม (II) ซัลไฟด์ GeS ได้รับโดยวิธีแห้ง - ผลึกทึบแสงขนมเปียกปูนสีเทาดำสดใส เสื้อ pl \u003d 615 ° C ความหนาแน่น 4.01 g / cm 3 ละลายได้เล็กน้อยในน้ำและแอมโมเนีย ละลายได้ในโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ ตกตะกอนอสัณฐานเปียก - สีน้ำตาลแดง ความหนาแน่น 3.31 g/cm 3 . ละลายได้ในกรดแร่และแอมโมเนียมโพลีซัลไฟด์ ได้มาจากการให้ความร้อนเจอร์เมเนียมด้วยกำมะถันหรือผ่านไฮโดรเจนซัลไฟด์ผ่านสารละลายเกลือเจอร์เมเนียม (II)

เจอร์เมเนียม(IV) ไฮไดรด์ GeH 4 . ก๊าซไม่มีสี (ความหนาแน่น 3.43 ก./ซม. 3) เป็นพิษมีกลิ่นไม่พึงประสงค์มากเดือดที่ -88 o C ละลายที่ประมาณ -166 o C แยกตัวจากความร้อนที่สูงกว่า 280 o C เมื่อผ่าน GeH 4 ผ่านท่อความร้อนจะได้กระจกเงาของเจอร์เมเนียมโลหะบนผนัง ได้มาจากการกระทำของ LiAlH 4 กับเจอร์เมเนียม (IV) คลอไรด์ในอีเทอร์หรือโดยการบำบัดด้วยสารละลายเจอร์เมเนียม (IV) คลอไรด์ด้วยสังกะสีและกรดซัลฟิวริก

เจอร์เมเนียมออกไซด์ (IV) GeO2 มันมีอยู่ในรูปแบบของการดัดแปลงผลึกสองแบบ (หกเหลี่ยมที่มีความหนาแน่น 4.703 g / cm 3 และจัตุรมุขที่มีความหนาแน่น 6.24 g / cm 3) ทั้งสองมีความทนทานต่ออากาศ ละลายได้เล็กน้อยในน้ำ เสื้อ pl \u003d 1116 ° C, เสื้อ kip \u003d 1200 ° C แสดงลักษณะแอมโฟเทอริก มันจะลดลงโดยอลูมิเนียม แมกนีเซียม คาร์บอนเป็นเจอร์เมเนียมโลหะเมื่อถูกความร้อน ได้จากการสังเคราะห์จากธาตุ, การเผาเกลือของเจอร์เมเนียมด้วยกรดระเหย, การเกิดออกซิเดชันของซัลไฟด์, การไฮโดรไลซิสของเจอร์เมเนียมเตตราฮาไลด์, การบำบัดโลหะอัลคาไลเจอร์เมเนียมด้วยกรด, เจอร์เมเนียมโลหะด้วยกรดซัลฟิวริกเข้มข้นหรือกรดไนตริก

เจอร์เมเนียม (IV) ฟลูออไรด์ GeF 4 . ก๊าซไม่มีสีที่สูบบุหรี่ในอากาศ t pl \u003d -15 เกี่ยวกับ C, t kip \u003d -37 ° C ไฮโดรไลซ์กับน้ำ ได้จากการสลายตัวของแบเรียมเตตระฟลูออโรเจอร์มาเนต

เจอร์เมเนียม (IV) คลอไรด์ GeCl 4 . ของเหลวไม่มีสี เสื้อ pl \u003d -50 o C, t kip \u003d 86 o C ความหนาแน่น 1.874 g / cm 3 ไฮโดรไลซ์ด้วยน้ำ ละลายได้ในแอลกอฮอล์ อีเธอร์ คาร์บอนไดซัลไฟด์ คาร์บอนเตตระคลอไรด์ ได้มาจากการให้ความร้อนกับเจอร์เมเนียมด้วยคลอรีนและผ่านไฮโดรเจนคลอไรด์ผ่านสารแขวนลอยของเจอร์เมเนียมออกไซด์ (IV)

เจอร์เมเนียม (IV) โบรไมด์ GeBr 4 . ผลึกไม่มีสีแปดด้าน เสื้อ pl \u003d 26 o C, t kip \u003d 187 o C ความหนาแน่น 3.13 g / cm 3 ไฮโดรไลซ์กับน้ำ ละลายได้ในน้ำมันเบนซิน คาร์บอนไดซัลไฟด์ ได้มาโดยการส่งผ่านไอโบรมีนเหนือเจอร์เมเนียมที่เป็นโลหะหรือโดยการกระทำของกรดไฮโดรโบรมิกต่อเจอร์เมเนียม (IV) ออกไซด์

เจอร์เมเนียม (IV) ไอโอไดด์ GeI 4 . ผลึกแปดด้านสีเหลืองส้ม t pl \u003d 146 ° C, t kip \u003d 377 ° C ความหนาแน่น 4.32 g / cm 3 ที่อุณหภูมิ 445 ° C จะสลายตัว ละลายได้ในน้ำมันเบนซิน คาร์บอนไดซัลไฟด์ และไฮโดรไลซ์ด้วยน้ำ ในอากาศจะค่อยๆสลายตัวเป็นเจอร์เมเนียม (II) ไอโอไดด์และไอโอดีน ติดแอมโมเนีย ได้มาจากการส่งผ่านไอโอดีนเหนือเจอร์เมเนียมที่ถูกให้ความร้อนหรือโดยการกระทำของกรดไฮโดรไอโอดิกต่อเจอร์เมเนียม (IV) ออกไซด์

เจอร์เมเนียม (IV) ซัลไฟด์ GeS 2 ผงผลึกสีขาว t pl \u003d 800 ° C ความหนาแน่น 3.03 g / cm 3 ละลายได้เล็กน้อยในน้ำและไฮโดรไลซ์อย่างช้าๆ ละลายได้ในแอมโมเนีย แอมโมเนียมซัลไฟด์ และโลหะอัลคาไลซัลไฟด์ ได้มาจากการให้ความร้อนเจอร์เมเนียม (IV) ออกไซด์ในกระแสของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ด้วยกำมะถันหรือโดยการส่งผ่านไฮโดรเจนซัลไฟด์ผ่านสารละลายของเกลือเจอร์เมเนียม (IV)

เจอร์เมเนียมซัลเฟต (IV) Ge (SO 4) 2 ผลึกไม่มีสี ความหนาแน่น 3.92 g/cm 3 . มันสลายตัวที่ 200 o C มันถูกลดลงโดยถ่านหินหรือกำมะถันเป็นซัลไฟด์ ทำปฏิกิริยากับสารละลายน้ำและด่าง ได้มาจากการให้ความร้อนเจอร์เมเนียมคลอไรด์ (IV) ด้วยซัลเฟอร์ออกไซด์ (VI)

มีไอโซโทปห้าชนิดที่พบในธรรมชาติ: 70 Ge (20.55% wt.), 72 Ge (27.37%), 73 Ge (7.67), 74 Ge (36.74%), 76 Ge (7.67% ) สี่ตัวแรกนั้นเสถียร ตัวที่ห้า (76 Ge) ผ่านการสลายตัวของเบตาสองครั้งด้วยครึ่งชีวิต 1.58×10 21 ปี นอกจากนี้ยังมีสิ่งประดิษฐ์ "อายุยืน" สองแบบ: 68 Ge (ครึ่งชีวิต 270.8 วัน) และ 71 Ge (ครึ่งชีวิต 11.26 วัน)

แอพลิเคชันของเจอร์เมเนียม

เจอร์เมเนียมใช้ในการผลิตเลนส์ เนื่องจากความโปร่งใสในบริเวณอินฟราเรดของสเปกตรัม เจอร์เมเนียมโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูงเป็นพิเศษจึงมีความสำคัญเชิงกลยุทธ์ในการผลิตองค์ประกอบทางแสงสำหรับเลนส์อินฟราเรด ในงานวิศวกรรมวิทยุ ทรานซิสเตอร์เจอร์เมเนียมและไดโอดเครื่องตรวจจับมีลักษณะที่แตกต่างจากซิลิคอน เนื่องจากแรงดันทริกเกอร์จุดต่อจุดเชื่อมต่อที่ต่ำกว่าในเจอร์เมเนียม - 0.4V เทียบกับ 0.6V สำหรับอุปกรณ์ซิลิคอน

สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม ดูบทความการประยุกต์ใช้เจอร์เมเนียม

เจอร์เมเนียมพบได้ในสัตว์และพืช เจอร์เมเนียมจำนวนเล็กน้อยไม่มีผลทางสรีรวิทยาต่อพืช แต่เป็นพิษในปริมาณมาก เจอร์เมเนียมไม่เป็นพิษต่อเชื้อรา

สำหรับสัตว์ เจอร์เมเนียมมีความเป็นพิษต่ำ ไม่พบสารประกอบเจอร์เมเนียมว่ามีผลทางเภสัชวิทยา ความเข้มข้นของเจอร์เมเนียมและออกไซด์ในอากาศที่อนุญาตคือ 2 มก. / ลบ.ม. ซึ่งเท่ากับฝุ่นใยหิน

สารประกอบเจอร์เมเนียมไดวาเลนท์มีพิษมากกว่ามาก

ในการทดลองที่กำหนดการกระจายของเจอร์เมเนียมอินทรีย์ในร่างกาย 1.5 ชั่วโมงหลังจากการบริหารช่องปาก ได้ผลลัพธ์ดังต่อไปนี้: พบเจอร์เมเนียมอินทรีย์จำนวนมากในกระเพาะอาหาร ลำไส้เล็ก ไขกระดูก ม้าม และเลือด นอกจากนี้เนื้อหาที่สูงในกระเพาะอาหารและลำไส้แสดงให้เห็นว่ากระบวนการดูดซึมเข้าสู่กระแสเลือดมีผลเป็นเวลานาน

ปริมาณสารอินทรีย์เจอร์เมเนียมในเลือดสูงทำให้ดร. อาไซเสนอทฤษฎีต่อไปนี้เกี่ยวกับกลไกการออกฤทธิ์ในร่างกายมนุษย์ สันนิษฐานว่าเจอร์เมเนียมอินทรีย์ในเลือดมีพฤติกรรมคล้ายกับเฮโมโกลบินซึ่งมีประจุลบและเช่นเดียวกับเฮโมโกลบินมีส่วนร่วมในกระบวนการถ่ายเทออกซิเจนในเนื้อเยื่อของร่างกาย สิ่งนี้จะช่วยป้องกันการพัฒนาของการขาดออกซิเจน (ขาดออกซิเจน) ที่ระดับเนื้อเยื่อ เจอร์เมเนียมอินทรีย์ป้องกันการพัฒนาที่เรียกว่าการขาดออกซิเจนในเลือดซึ่งเกิดขึ้นกับการลดปริมาณของเฮโมโกลบินที่สามารถแนบออกซิเจน (ลดความจุออกซิเจนของเลือด) และพัฒนาด้วยการสูญเสียเลือดพิษคาร์บอนมอนอกไซด์และการฉายรังสี การเปิดรับ. อวัยวะที่ไวต่อออกซิเจนมากที่สุด ได้แก่ ระบบประสาทส่วนกลาง กล้ามเนื้อหัวใจ เนื้อเยื่อของไต และตับ

จากผลการทดลอง ยังพบว่าเจอร์เมเนียมอินทรีย์ส่งเสริมการเหนี่ยวนำของแกมมาอินเตอร์เฟอรอน ซึ่งยับยั้งการสืบพันธุ์ของเซลล์ที่แบ่งตัวอย่างรวดเร็วและกระตุ้นเซลล์เฉพาะ (T-killers) พื้นที่หลักของการกระทำของ interferons ที่ระดับของสิ่งมีชีวิตคือการป้องกันไวรัสและ antitumor ฟังก์ชันภูมิคุ้มกันและ radioprotective ของระบบน้ำเหลือง

ในกระบวนการศึกษาเนื้อเยื่อและเนื้อเยื่อทางพยาธิวิทยาที่มีอาการเบื้องต้นของโรค พบว่ามีลักษณะขาดออกซิเจนและมีประจุบวก H + อยู่เสมอ ไอออน H + มีผลเสียอย่างมากต่อเซลล์ของร่างกายมนุษย์จนถึงความตาย ไอออนของออกซิเจนซึ่งมีความสามารถในการรวมกับไอออนของไฮโดรเจน ทำให้สามารถเลือกชดเชยความเสียหายต่อเซลล์และเนื้อเยื่อที่เกิดจากไอออนของไฮโดรเจนได้ การกระทำของเจอร์เมเนียมต่อไฮโดรเจนไอออนเกิดจากรูปแบบอินทรีย์ - รูปแบบของเซสควิออกไซด์ ในการเตรียมบทความใช้วัสดุของ Suponenko A.N.