Elektroni za valence za Ujerumani. Je, mwili wako una germanium ya kutosha: ni faida gani za microelement, jinsi ya kutambua upungufu au ziada

Mwili wa mwanadamu una kiasi kikubwa cha micro- na macroelements, bila ambayo utendaji kamili wa viungo vyote na mifumo itakuwa vigumu tu. Watu husikia kuhusu baadhi yao wakati wote, wakati wengine hawajui kabisa kuwepo kwao, lakini wote wana jukumu la afya njema. Kundi la mwisho pia linajumuisha germanium, ambayo iko katika mwili wa binadamu katika fomu ya kikaboni. Ni aina gani ya kipengele hiki, ni michakato gani inawajibika na ni kiwango gani kinachukuliwa kuwa cha kawaida - soma.

Maelezo na sifa

Kwa ufahamu wa jumla, germanium ni mojawapo ya vipengele vya kemikali vilivyowasilishwa katika meza ya mara kwa mara inayojulikana (ni ya kundi la nne). Kwa asili, inaonekana kama dutu ngumu, kijivu-nyeupe na sheen ya metali, lakini katika mwili wa binadamu hupatikana katika fomu ya kikaboni.

Inapaswa kusemwa kuwa haiwezi kuitwa nadra sana, kwani hupatikana katika ore za chuma na sulfidi na silikati, ingawa germanium haifanyi madini yake mwenyewe. Maudhui ya kipengele cha kemikali katika ukoko wa Dunia huzidi mkusanyiko wa fedha, antimoni na bismuth mara kadhaa, na katika baadhi ya madini kiasi chake hufikia kilo 10 kwa tani. Maji ya bahari ya dunia yana takriban 6 10-5 mg / l ya germanium.

Mimea mingi inayokua katika mabara tofauti ina uwezo wa kunyonya kiasi kidogo cha kipengele hiki cha kemikali na misombo yake kutoka kwenye udongo, baada ya hapo wanaweza kuingia ndani ya mwili wa mwanadamu. Katika fomu ya kikaboni, vipengele vyote vile vinahusika moja kwa moja katika michakato mbalimbali ya kimetaboliki na kurejesha, ambayo itajadiliwa hapa chini.

Ulijua?Kipengele hiki cha kemikali kiligunduliwa kwa mara ya kwanza mnamo 1886, na walijifunza juu yake kutokana na juhudi za mwanakemia wa Ujerumani K. Winkler. Ukweli, hadi wakati huu Mendeleev alikuwa amezungumza pia juu ya uwepo wake (mnamo 1869), ambaye mwanzoni aliiita "eca-silicon."

Kazi na jukumu katika mwili

Hadi hivi majuzi, wanasayansi waliamini kuwa germanium haina maana kabisa kwa wanadamu na, kimsingi, haifanyi kazi yoyote katika mwili wa viumbe hai. Walakini, leo inajulikana kwa hakika kuwa misombo ya kikaboni ya kipengele hiki cha kemikali inaweza kutumika kwa mafanikio hata kama misombo ya dawa, ingawa ni mapema sana kuzungumza juu ya ufanisi wao.

Majaribio yaliyofanywa kwa panya za maabara yameonyesha kuwa hata kiasi kidogo cha germanium kinaweza kuongeza muda wa kuishi kwa wanyama kwa 25-30%, na hii yenyewe ni sababu nzuri ya kufikiri juu ya faida zake kwa wanadamu.
Tafiti zilizofanywa tayari za jukumu la germanium ya kikaboni katika mwili wa binadamu huturuhusu kutambua kazi zifuatazo za kibaolojia za kipengele hiki cha kemikali:

• kuzuia njaa ya oksijeni ya mwili kwa kuhamisha oksijeni kwa tishu (hatari ya kinachojulikana kama "hypoxia ya damu", ambayo inajidhihirisha wakati kiasi cha hemoglobin katika seli nyekundu za damu hupungua);
• kuchochea kwa maendeleo ya kazi za kinga za mwili kwa kukandamiza michakato ya kuenea kwa seli za microbial na kuamsha seli maalum za kinga;
• athari ya antifungal, antiviral na antibacterial hai kutokana na uzalishaji wa interferon, ambayo inalinda mwili kutoka kwa microorganisms hatari;
• athari ya antioxidant yenye nguvu, iliyoonyeshwa katika kuzuia radicals bure;
• kuchelewesha ukuaji wa tumors za tumor na kuzuia malezi ya metastases (katika kesi hii, germanium inapunguza athari za chembe zilizoshtakiwa vibaya);
• hufanya kama mdhibiti wa mifumo ya valve ya digestion, mfumo wa venous na peristalsis;
• Kwa kuacha harakati za elektroni katika seli za ujasiri, misombo ya germanium husaidia kupunguza maonyesho mbalimbali ya maumivu.

Muhimu! Haupaswi kujijaribu mwenyewe athari ya kipengele hiki cha kemikali, kwa sababu hesabu isiyo sahihi ya kipimo inaweza kusababisha sumu kali.

Je, germanium ina nini: vyanzo vya chakula

Microelement yoyote katika mwili wetu hufanya kazi maalum, kwa hiyo, kwa afya njema na kudumisha tone, ni muhimu sana kuhakikisha kiwango bora cha vipengele fulani. Hii inatumika pia kwa Ujerumani. Unaweza kujaza akiba yake kila siku kwa kula kitunguu saumu (hapa ndipo kinapatikana zaidi), pumba za ngano, kunde, uyoga wa porcini, nyanya, samaki na dagaa (haswa, shrimp na mussels), na hata vitunguu mwitu na aloe.
Athari ya germanium kwenye mwili inaweza kuimarishwa kwa msaada wa seleniamu. Bidhaa nyingi hizi zinaweza kupatikana kwa urahisi katika kila nyumba ya mama wa nyumbani, kwa hiyo hakuna matatizo yanayopaswa kutokea.

Mahitaji ya kila siku na kanuni

Sio siri kwamba ziada ya hata vipengele muhimu inaweza kuwa si chini ya madhara kuliko uhaba wao, kwa hiyo, kabla ya kuendelea na kujaza kiasi kilichopotea cha germanium, ni muhimu kujua kuhusu ulaji wake wa kila siku unaoruhusiwa. Kwa kawaida thamani hii inaanzia 0.4 hadi 1.5 mg na inategemea umri wa mtu na upungufu uliopo wa microelement.

Mwili wa mwanadamu hustahimili kunyonya kwa germanium (kunyonya kwa kipengele hiki cha kemikali ni 95%) na kuisambaza kwa usawa katika tishu na viungo (haijalishi ikiwa tunazungumza juu ya nafasi ya nje ya seli au ndani ya seli). Gerinium hutolewa pamoja na mkojo (hadi 90% hutolewa).

Upungufu na ziada

Kama tulivyosema hapo juu, uliokithiri wowote sio mzuri. Hiyo ni, uhaba na ziada ya germanium katika mwili inaweza kuathiri vibaya sifa zake za kazi. Kwa hiyo, kwa upungufu wa microelement (kutokana na matumizi yake mdogo na chakula au ukiukaji wa michakato ya kimetaboliki katika mwili), maendeleo ya osteoporosis na demineralization ya tishu mfupa inawezekana, na uwezekano wa hali ya oncological huongezeka mara kadhaa.

Kiasi kikubwa cha germanium kina athari ya sumu kwa mwili, na misombo ya kipengele cha kila miaka miwili inachukuliwa kuwa hatari sana. Katika hali nyingi, ziada yake inaweza kuelezewa kwa kuvuta pumzi ya mvuke safi chini ya hali ya viwanda (kiwango cha juu kinachoruhusiwa katika hewa kinaweza kuwa 2 mg/cub.m). Kwa kuwasiliana moja kwa moja na kloridi ya germanium, hasira ya ngozi ya ndani inawezekana, na kuingia kwake ndani ya mwili mara nyingi hujaa uharibifu wa ini na figo.

Ulijua?Kwa madhumuni ya matibabu, Wajapani kwanza walipendezwa na kipengele kilichoelezwa, na mafanikio halisi katika mwelekeo huu ilikuwa utafiti wa Dk Asai, ambaye aligundua madhara mbalimbali ya kibiolojia ya germanium.

Ujerumani(Kilatini Germanium), Ge, kipengele cha kemikali cha kikundi cha IV cha mfumo wa upimaji wa Mendeleev; nambari ya serial 32, molekuli ya atomiki 72.59; kijivu-nyeupe imara na mng'ao wa metali. Natural Germanium ni mchanganyiko wa isotopu tano thabiti zenye namba za wingi 70, 72, 73, 74 na 76. Uwepo na mali ya Germanium ilitabiriwa mwaka 1871 na D.I. Mendeleev na kukiita kipengele hiki ambacho bado hakijajulikana eca-silicon kutokana na kufanana kwake. mali na silicon. Mnamo mwaka wa 1886, mwanakemia wa Ujerumani K. Winkler aligundua kipengele kipya katika argyrodite ya madini, ambayo aliita Ujerumani kwa heshima ya nchi yake; Ujerumani iligeuka kuwa sawa na eca-silicon. Hadi nusu ya pili ya karne ya 20, matumizi ya vitendo ya Ujerumani yalibaki kidogo sana. Uzalishaji wa viwanda nchini Ujerumani uliibuka kuhusiana na maendeleo ya umeme wa semiconductor.

Maudhui ya jumla ya germanium katika ukanda wa dunia ni 7 · 10 -4% kwa wingi, yaani, zaidi ya, kwa mfano, antimoni, fedha, bismuth. Walakini, madini ya Ujerumani yenyewe ni nadra sana. Karibu wote ni sulfosalts: germanite Cu 2 (Cu, Fe, Ge, Zn) 2 (S, As) 4, argyrodite Ag 8 GeS 6, confieldite Ag 8 (Sn, Ge) S 6 na wengine. Wingi wa Ujerumani umetawanyika kwenye ukoko wa dunia kwa idadi kubwa ya miamba na madini: katika ore za sulfidi za metali zisizo na feri, katika ore za chuma, katika madini fulani ya oksidi (chromite, magnetite, rutile na wengine), katika granites, diabases. na basalts. Kwa kuongeza, Ujerumani iko katika karibu silicates zote, katika baadhi ya amana za makaa ya mawe na mafuta.

Mali ya kimwili Ujerumani. Germanium inang'aa katika muundo wa ujazo wa aina ya almasi, kigezo cha seli ya kitengo a = 5.6575 Å. Uzito wa germanium imara ni 5.327 g/cm 3 (25°C); kioevu 5.557 (1000 ° C); t pl 937.5 ° C; kiwango cha kuchemsha kuhusu 2700 ° C; mgawo wa upitishaji wa hewa joto ~60 W/(m K), au 0.14 cal/(cm sec deg) ifikapo 25°C. Hata germanium safi sana ni brittle kwa joto la kawaida, lakini zaidi ya 550 ° C inaweza kuathiriwa na deformation ya plastiki. Ugumu Ujerumani kwa kiwango cha mineralogical 6-6.5; mgawo wa ukandamizaji (katika safu ya shinikizo 0-120 H/m 2, au 0-12000 kgf/mm 2) 1.4 · 10 -7 m 2 /mn (1.4 · 10 -6 cm 2 /kgf); mvutano wa uso 0.6 n/m (600 dynes/cm). Germanium ni semiconductor ya kawaida yenye pengo la bendi ya 1.104 · 10 -19 J au 0.69 eV (25 ° C); resistivity umeme Ujerumani usafi wa juu 0.60 ohm m (60 ohm cm) saa 25 ° C; uhamaji wa elektroni 3900 na uhamaji wa shimo 1900 cm 2 /v sec (25°C) (yenye maudhui ya uchafu chini ya 10 -8%). Inaangazia miale ya infrared yenye urefu wa mawimbi unaozidi mikroni 2.

Kemikali mali Ujerumani. Katika misombo ya kemikali, germanium kawaida huonyesha valensi za 2 na 4, na misombo ya germanium 4-valent kuwa thabiti zaidi. Kwa joto la kawaida, Germanium inakabiliwa na hewa, maji, ufumbuzi wa alkali na asidi hidrokloriki na sulfuriki kuondokana, lakini hupasuka kwa urahisi katika aqua regia na ufumbuzi wa alkali wa peroxide ya hidrojeni. Inaoksidishwa polepole na asidi ya nitriki. Inapokanzwa hewani hadi 500-700°C, germanium hutiwa oksidi kwa GeO na GeO 2. Ujerumani (IV) oksidi - poda nyeupe yenye kiwango myeyuko 1116°C; umumunyifu katika maji 4.3 g/l (20°C). Kulingana na mali yake ya kemikali, ni amphoteric, mumunyifu katika alkali na kwa shida katika asidi ya madini. Inapatikana kwa kukokotwa kwa mvua ya hidrati (GeO 3 ·nH 2 O) iliyotolewa wakati wa hidrolisisi ya GeCl 4 tetrakloridi. Kwa kuunganisha GeO 2 na oksidi nyingine, derivatives ya asidi ya germanic inaweza kupatikana - metal germanates (Li 2 GeO 3, Na 2 GeO 3 na wengine) - vitu vikali na pointi za juu za kuyeyuka.

Wakati germanium humenyuka na halojeni, tetrahalides sambamba huundwa. Mmenyuko huendelea kwa urahisi zaidi na florini na klorini (tayari kwenye joto la kawaida), kisha kwa bromini (inapokanzwa chini) na kwa iodini (saa 700-800 ° C mbele ya CO). Moja ya misombo muhimu zaidi Ujerumani tetrakloridi GeCl 4 ni kioevu isiyo na rangi; t pl -49.5 ° C; kiwango cha kuchemsha 83.1 ° C; msongamano 1.84 g/cm 3 (20°C). Imechangiwa sana na maji, ikitoa mvua ya oksidi hidrati (IV). Inapatikana kwa kutia klorini germanium ya metali au kuitikia GeO 2 yenye HCl iliyokolea. Pia inajulikana ni Germanium dihalides ya fomula ya jumla GeX 2, GeCl monochloride, hexachlorodigermane Ge 2 Cl 6 na Germanium oxychlorides (kwa mfano, CeOCl 2).

Sulfuri humenyuka kwa nguvu pamoja na Germanium katika 900-1000°C na kutengeneza disulfidi GeS 2 - kingo nyeupe, kiwango myeyuko 825°C. GeS monosulfide na misombo sawa ya Ujerumani na selenium na tellurium, ambayo ni semiconductors, pia huelezwa. Hidrojeni humenyuka kidogo pamoja na Germanium katika 1000-1100°C na kutengeneza germine (GeH) X, kiwanja kisicho imara na tete sana. Kwa kuitikia germanides na asidi hidrokloriki iliyoyeyushwa, hidrojeni za germanide za mfululizo wa Ge n H 2n+2 hadi Ge 9 H 20 zinaweza kupatikana. Germylene ya muundo wa GeH 2 pia inajulikana. Germanium haifanyi moja kwa moja na nitrojeni, hata hivyo, kuna nitridi Ge 3 N 4, iliyopatikana kwa hatua ya amonia kwenye Germanium saa 700-800 ° C. Ujerumani haiingiliani na kaboni. Ujerumani huunda misombo yenye metali nyingi - germanides.

Misombo mingi tata ya Germanium inajulikana, ambayo inazidi kuwa muhimu katika kemia ya uchanganuzi ya Ujerumani na katika michakato ya utayarishaji wake. Germanium huunda misombo changamano na molekuli za haidroksili zenye haidroksili (polyhydric alkoholi, asidi polybasic na zingine). Heteropolyacids za Ujerumani zilipatikana. Kama vipengele vingine vya kundi la IV, germanium ina sifa ya kuundwa kwa misombo ya organometallic, mfano ambao ni tetraethylgermane (C 2 H 5) 4 Ge 3.

Receipt Ujerumani. Katika mazoezi ya viwanda, Germanium hupatikana hasa kutokana na bidhaa za usindikaji wa madini ya metali zisizo na feri (zinki blende, zinki-shaba-lead polymetallic concentrates) zenye 0.001-0.1% Germanium. Majivu kutoka kwa mwako wa makaa ya mawe, vumbi kutoka kwa jenereta za gesi na taka kutoka kwa mimea ya coke pia hutumiwa kama malighafi. Hapo awali, mkusanyiko wa germanium (2-10% ya Ujerumani) hupatikana kutoka kwa vyanzo vilivyoorodheshwa kwa njia tofauti, kulingana na muundo wa malighafi. Uchimbaji wa Ujerumani kutoka kwa makini kawaida hujumuisha hatua zifuatazo: 1) klorini ya mkusanyiko na asidi hidrokloric, mchanganyiko wake na klorini katika kati ya maji au mawakala wengine wa klorini kupata GeCl 4 ya kiufundi. Ili kusafisha GeCl 4, urekebishaji na uchimbaji wa uchafu na HCl iliyojilimbikizia hutumiwa. 2) Haidrolisisi ya GeCl 4 na ukokotoaji wa bidhaa za hidrolisisi kupata GeO 2. 3) Kupunguza GeO 2 na hidrojeni au amonia kwa chuma. Ili kutenganisha germanium safi sana, inayotumiwa katika vifaa vya semiconductor, kuyeyuka kwa eneo la chuma hufanyika. Germanium ya fuwele moja, inayohitajika kwa tasnia ya semiconductor, kwa kawaida hupatikana kwa kuyeyuka kwa eneo au mbinu ya Czochralski.

Maombi Ujerumani. Ujerumani ni moja ya nyenzo muhimu zaidi katika teknolojia ya kisasa ya semiconductor. Inatumika kutengeneza diodes, triodes, detectors kioo na rectifiers nguvu. Monocrystalline Germanium pia hutumika katika ala za dosimetriki na ala ambazo hupima nguvu ya uga wa sumaku unaobadilika na unaobadilika. Eneo muhimu la matumizi nchini Ujerumani ni teknolojia ya infrared, hasa uzalishaji wa vigunduzi vya mionzi ya infrared vinavyofanya kazi katika eneo la microns 8-14. Aloi nyingi zilizo na germanium, glasi kulingana na GeO 2 na misombo mingine ya germanium inaahidi kwa matumizi ya vitendo.

Mnamo 1870 D.I. Kulingana na sheria ya upimaji, Mendeleev alitabiri kipengele ambacho bado hakijagunduliwa cha kikundi cha IV, akiita eca-silicon, na akaelezea mali yake kuu. Mnamo 1886, mwanakemia wa Ujerumani Clemens Winkler aligundua kipengele hiki cha kemikali wakati wa uchambuzi wa kemikali wa argyrodite ya madini. Hapo awali, Winkler alitaka kuiita kipengele kipya "neptunium," lakini jina hili lilikuwa tayari limepewa moja ya vipengele vilivyopendekezwa, hivyo kipengele hicho kiliitwa jina kwa heshima ya nchi ya mwanasayansi, Ujerumani.

Kuwa katika asili, kupokea:

Gerimani hupatikana katika madini ya sulfidi, madini ya chuma, na hupatikana katika karibu silikati zote. Madini kuu yenye germanium ni: 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 , renierite Cu 3 ( Fe,Ge,Zn)(S,As) 4 .
Kama matokeo ya operesheni ngumu na ya nguvu ya kazi ya urutubishaji na ukolezi wa ore, germanium imetengwa kwa njia ya oksidi ya GeO 2, ambayo hupunguzwa na hidrojeni saa 600 ° C hadi dutu rahisi.
GeO 2 + 2H 2 =Ge + 2H 2 O
Germanium husafishwa kwa kutumia mbinu ya kuyeyusha eneo, ambayo inafanya kuwa mojawapo ya nyenzo safi zaidi za kemikali.

Sifa za kimwili:

Imara ya kijivu-nyeupe yenye mng'ao wa metali (mp 938°C, bp 2830°C)

Tabia za kemikali:

Katika hali ya kawaida, germanium inakabiliwa na hewa na maji, alkali na asidi, na hupasuka katika aqua regia na katika ufumbuzi wa alkali wa peroxide ya hidrojeni. Majimbo ya oxidation ya germanium katika misombo yake: 2, 4.

Viunganisho muhimu zaidi:

Oksidi ya Ujerumani(II)., GeO, kijivu-nyeusi, mumunyifu kidogo. b-in, inapowashwa haiwiani na uwiano: 2GeO = Ge + GeO 2
Hidroksidi ya Ujerumani(II). Ge(OH) 2, nyekundu-machungwa. kristo.,
Iodidi ya Ujerumani (II)., GeI 2, njano. cr., sol. katika maji, hidroli. kwaheri.
Geridi (II) hidridi, GeH 2, tv. nyeupe pores, iliyooksidishwa kwa urahisi. na kuoza.

Oksidi ya Ujerumani(IV)., GeO 2 , nyeupe kioo, amphoteric, iliyopatikana kwa hidrolisisi ya kloridi ya germanium, sulfidi, hidridi, au majibu ya germanium na asidi ya nitriki.
Hidroksidi ya Ujerumani(IV) (asidi ya kijerumani), H 2 GeO 3, dhaifu. undef. biaxial kwa mfano, chumvi za kuota, kwa mfano. sodiamu kuota, Na 2 GeO 3 , nyeupe kioo, sol. katika maji; RISHAI. Pia kuna Na 2 hexahydroxogermanates (ortho-germanates), na polygermanates
sulfate ya Ujerumani (IV)., Ge(SO 4) 2, isiyo na rangi. fuwele, iliyofanywa hidrolisisi na maji hadi GeO 2, inayopatikana kwa kupasha joto kloridi ya germanium(IV) na anhidridi ya sulfuriki ifikapo 160°C: GeCl 4 + 4SO 3 = Ge(SO 4) 2 + 2SO 2 + 2Cl 2
Gerimani(IV) halidi, floridi GeF 4 - bora. gesi, ghafi hidroli., humenyuka pamoja na HF, na kutengeneza H 2 - asidi hidrofloriki: GeF 4 + 2HF = H 2,
kloridi GeCl 4, isiyo na rangi. kioevu, maji., bromidi GeBr 4, kijivu cr. au isiyo na rangi kioevu, sol. katika org. conn.,
iodidi GeI 4, njano-machungwa cr., polepole. maji., sol. katika org. conn.
Gerimani (IV) sulfidi, GeS 2, nyeupe cr., haimumunyiki vizuri. katika maji, hidroli., humenyuka pamoja na alkali:
3GeS 2 + 6NaOH = Na 2 GeO 3 + 2Na 2 GeS 3 + 3H 2 O, ikitengeneza chembe na thiogermanates.
Kijerumani (IV) hidridi, "kijerumani", GeH 4, isiyo na rangi. gesi, derivatives ya kikaboni tetramethylgermane Ge (CH 3) 4, tetraethylgermane Ge (C 2 H 5) 4 - isiyo na rangi. vimiminika.

Maombi:

Nyenzo muhimu zaidi za semiconductor, maeneo kuu ya maombi: optics, umeme wa redio, fizikia ya nyuklia.

Misombo ya Ujerumani ni sumu kidogo. Germanium ni kipengele cha kufuatilia ambacho katika mwili wa binadamu huongeza ufanisi wa mfumo wa kinga ya mwili, hupigana na saratani, na kupunguza maumivu. Pia inajulikana kuwa germanium inakuza uhamisho wa oksijeni kwa tishu za mwili na ni antioxidant yenye nguvu - blocker ya radicals bure katika mwili.
Mahitaji ya kila siku ya mwili wa binadamu ni 0.4-1.5 mg.
Bingwa katika maudhui ya germanium kati ya bidhaa za chakula ni vitunguu (750 mcg ya germanium kwa 1 g ya uzito kavu wa karafuu za vitunguu).

Nyenzo hiyo ilitayarishwa na wanafunzi wa Taasisi ya Fizikia na Kemia ya Chuo Kikuu cha Jimbo la Tyumen
Demchenko Yu.V., Bornovolokova A.A.
Vyanzo:
Germanium//Wikipedia./ URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=63504262 (tarehe ya ufikiaji: 06/13/2014).
Germanium//Allmetals.ru/URL: http://www.allmetals.ru/metals/germanium/ (tarehe ya kufikia: 06/13/2014).

UFAFANUZI

Ujerumani- kipengele cha thelathini na pili cha Jedwali la Periodic. Uteuzi - Ge kutoka kwa Kilatini "germanium". Iko katika kipindi cha nne, kikundi cha IVA. Inahusu semimetals. Gharama ya nyuklia ni 32.

Katika hali yake ya kuunganishwa, germanium ina rangi ya fedha (Mchoro 1) na ni sawa na kuonekana kwa chuma. Katika joto la kawaida ni sugu kwa hewa, oksijeni, maji, hidrokloriki na kuondokana na asidi ya sulfuriki.

Mchele. 1. Ujerumani. Mwonekano.

Uzito wa atomiki na molekuli ya germanium

UFAFANUZI

Uzito wa molekuli wa dutu hii (M r) ni nambari inayoonyesha ni mara ngapi uzito wa molekuli fulani ni mkubwa kuliko 1/12 ya wingi wa atomi ya kaboni, na wingi wa atomiki wa kipengele (A r)— ni mara ngapi wastani wa wingi wa atomi za kipengele cha kemikali ni mkubwa kuliko 1/12 ya uzito wa atomi ya kaboni.

Kwa kuwa germanium iko katika hali ya bure katika mfumo wa molekuli za monatomiki za Ge, maadili ya misa yake ya atomiki na molekuli yanaambatana. Wao ni sawa na 72.630.

Isotopu za germanium

Inajulikana kuwa katika asili germanium inaweza kupatikana katika mfumo wa isotopu tano thabiti 70 Ge (20.55%), 72 Ge (20.55%), 73 Ge (7.67%), 74 Ge (36.74%) na 76 Ge (7.67%). ) Idadi yao ya wingi ni 70, 72, 73, 74 na 76, mtawaliwa. Kiini cha atomi ya isotopu ya germanium 70 Ge ina protoni thelathini na mbili na neutroni thelathini na nane; isotopu zingine hutofautiana nayo tu kwa idadi ya neutroni.

Kuna isotopu za mionzi zisizo imara za germanium na idadi ya wingi kutoka 58 hadi 86, kati ya ambayo isotopu ya muda mrefu zaidi ya 68 Ge na nusu ya maisha ya siku 270.95.

Ions za Ujerumani

Ngazi ya nishati ya nje ya atomi ya germanium ina elektroni nne, ambazo ni elektroni za valence:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 2 .

Kutokana na mwingiliano wa kemikali, germanium hutoa elektroni zake za valence, i.e. ni wafadhili wao, na hubadilika kuwa ioni iliyojaa chaji chanya:

Ge 0 -2e → Ge 2+ ;

Ge 0 -4e → Ge 4+ .

Molekuli ya Ujerumani na atomi

Katika hali ya bure, germanium ipo katika mfumo wa molekuli za Ge za monatomiki. Hapa kuna sifa za atomi ya germanium na molekuli:

Mifano ya kutatua matatizo

MFANO 1

MFANO 2

GERMANIUM, Ge (kutoka Kilatini Germania - Ujerumani * a. germanium; n. Germanium; f. germanium; i. germanio), ni kipengele cha kemikali cha kundi la IV la mfumo wa upimaji wa Mendeleev, nambari ya atomiki 32, molekuli ya atomiki 72.59. Gerimani asilia ina isotopu 4 thabiti 70 Ge (20.55%), 72 Ge (27.37%), 73 Ge (7.67%), 74 Ge (36.74%) na moja ya mionzi 76 Ge (7. 67%) yenye nusu ya maisha. miaka 2.10 6. Iligunduliwa mwaka wa 1886 na mwanakemia wa Ujerumani K. Winkler katika madini ya argyrodite; ilitabiriwa mwaka wa 1871 na D. N. Mendeleev (exasilicon).

Ujerumani katika asili

Ujerumani ni mali ya. Wingi wa germanium ni (1-2).10 -4%. Inapatikana kama uchafu katika madini ya silicon, na kwa kiwango kidogo katika madini na. Madini ya Ujerumani mwenyewe ni nadra sana: sulfosalts - argyrodite, germanite, renerite na wengine wengine; oksidi ya hidrati mbili ya germanium na chuma - schottite; sulfati - itoite, fleischerite na zingine. Gerinium hujilimbikiza katika michakato ya hydrothermal na sedimentary, ambapo uwezekano wa kuitenganisha na silicon hufanyika. Inapatikana kwa kiasi kilichoongezeka (0.001-0.1%) ndani, na. Vyanzo vya germanium ni pamoja na ore polymetallic, makaa ya mawe, na baadhi ya aina za amana za volkeno-sedimentary. Kiasi kikubwa cha germanium hupatikana kama bidhaa kutoka kwa maji ya lami wakati wa kuoka makaa, kutoka kwa majivu ya makaa ya joto, sphalerite na magnetite. Germanium hutolewa kwa asidi, usablimishaji katika mazingira ya kupunguza, fusion na caustic soda, nk. Gerinium huzingatia hutibiwa na asidi hidrokloric wakati wa joto, condensate husafishwa na hupitia mtengano wa hidrolitiki kuunda dioksidi; mwisho hupunguzwa na hidrojeni hadi germanium ya metali, ambayo husafishwa kwa njia za fuwele za sehemu na mwelekeo na kuyeyuka kwa eneo.

Utumiaji wa germanium

Germanium hutumiwa katika vifaa vya elektroniki vya redio na uhandisi wa umeme kama nyenzo ya semiconductor kwa utengenezaji wa diode na transistors. Lenzi za IR optics, photodiodes, photoresistors, dosimita za mionzi ya nyuklia, vichanganuzi vya spectroscopy ya X-ray, vibadilishaji vya nishati ya kuoza kwa mionzi kuwa nishati ya umeme, nk hufanywa kutoka kwa germanium. Aloi za germanium na metali fulani, zinazojulikana na kuongezeka kwa upinzani kwa mazingira ya fujo ya tindikali, hutumiwa katika utengenezaji wa vyombo, uhandisi wa mitambo na madini. Baadhi ya aloi za germanium na vipengele vingine vya kemikali ni superconductors.