Germanyum değerlik elektronları. Vücudunuzda yeterli miktarda germanyum var mı: mikro elementin faydaları nelerdir, eksikliği veya fazlalığı nasıl tespit edilir

İnsan vücudu çok miktarda mikro ve makro element içerir; bu olmadan tüm organların ve sistemlerin tam işleyişi imkansızdır. İnsanlar bunların bir kısmını sürekli duyarken, bir kısmı da varlığından tamamen habersizdir ama hepsinin sağlıkta rolü vardır. Son grup ayrıca insan vücudunda organik formda bulunan germanyumu da içerir. Bu ne tür bir unsurdur, hangi süreçlerden sorumludur ve hangi düzeyde norm olarak kabul edilir - okumaya devam edin.

Açıklama ve özellikler

Genel anlayışa göre germanyum, iyi bilinen periyodik tabloda sunulan kimyasal elementlerden biridir (dördüncü gruba aittir). Doğada katı, metalik parlaklığa sahip gri-beyaz bir madde olarak görünür, ancak insan vücudunda organik formda bulunur.

Demir ve sülfür cevherleri ve silikatlarda bulunduğu için çok nadir olarak adlandırılamayacağı söylenmelidir, ancak germanyum pratikte kendi minerallerini oluşturmaz. Yer kabuğundaki kimyasal elementin içeriği gümüş, antimon ve bizmut konsantrasyonunu birkaç kez aşar ve bazı minerallerde miktarı ton başına 10 kg'a ulaşır. Dünya okyanuslarının suları yaklaşık 6.10-5 mg/l germanyum içerir.

Farklı kıtalarda yetişen birçok bitki, bu kimyasal elementin ve bileşiklerinin küçük miktarlarını topraktan emebilir ve daha sonra insan vücuduna girebilir. Organik formda, bu tür bileşenlerin tümü, aşağıda tartışılacak olan çeşitli metabolik ve restorasyon süreçlerine doğrudan dahil olur.

Biliyor musun?Bu kimyasal element ilk kez 1886 yılında fark edilmiş ve Alman kimyager K. Winkler'in çabaları sayesinde öğrenilmişti. Doğru, bu noktaya kadar Mendeleev de onun varlığından bahsetmişti (1869'da), ilk başta şartlı olarak ona "eca-silikon" adını vermişti.

Vücuttaki işlevler ve rol

Yakın zamana kadar bilim adamları, germanyumun insanlar için tamamen yararsız olduğuna ve prensip olarak canlı organizmaların vücudunda kesinlikle hiçbir işlev görmediğine inanıyordu. Bununla birlikte, bugün, bu kimyasal elementin ayrı ayrı organik bileşiklerinin, tıbbi bileşikler olarak bile başarıyla kullanılabileceği kesin olarak bilinmektedir, ancak bunların etkinliği hakkında konuşmak için henüz çok erkendir.

Laboratuvar kemirgenleri üzerinde yapılan deneyler, az miktarda germanyumun bile hayvanların yaşam beklentisini %25-30 oranında artırabildiğini göstermiştir ve bu, başlı başına, bunun insanlara faydalarını düşünmek için iyi bir nedendir.
Organik germanyumun insan vücudundaki rolüne ilişkin halihazırda yürütülen çalışmalar, bu kimyasal elementin aşağıdaki biyolojik fonksiyonlarını tanımlamamıza izin vermektedir:

• dokulara oksijen aktararak vücudun oksijen açlığının önlenmesi (kırmızı kan hücrelerindeki hemoglobin miktarı azaldığında kendini gösteren "kan hipoksisi" riski);
• mikrobiyal hücrelerin çoğalma süreçlerini baskılayarak ve spesifik bağışıklık hücrelerini aktive ederek vücudun koruyucu fonksiyonlarının gelişiminin uyarılması;
• vücudu zararlı mikroorganizmalardan koruyan interferon üretimi nedeniyle aktif antifungal, antiviral ve antibakteriyel etkiler;
• serbest radikallerin bloke edilmesinde ifade edilen güçlü antioksidan etki;
• tümör tümörlerinin gelişimini geciktirmek ve metastaz oluşumunu önlemek (bu durumda germanyum negatif yüklü parçacıkların etkisini nötralize eder);
• sindirim valf sistemlerinin, venöz sistemin ve peristalsis'in düzenleyicisi olarak görev yapar;
• Germanyum bileşikleri, sinir hücrelerindeki elektronların hareketini durdurarak çeşitli ağrı belirtilerinin azaltılmasına yardımcı olur.

Önemli! Bu kimyasal elementin etkisini kendiniz test etmemelisiniz, çünkü dozajın yanlış hesaplanması ciddi zehirlenmelere yol açabilir.

germanyum ne içerir: besin kaynakları

Vücudumuzdaki herhangi bir mikro element belirli bir işlevi yerine getirir, bu nedenle sağlıklı olmak ve tonu korumak için belirli bileşenlerin optimum seviyesini sağlamak çok önemlidir. Bu aynı zamanda Almanya için de geçerlidir. Sarımsak (en çok bulunduğu yer burasıdır), buğday kepeği, baklagiller, porçini mantarı, domates, balık ve deniz ürünleri (özellikle karides ve midye), hatta yabani sarımsak ve aloe yiyerek rezervlerini günlük olarak yenileyebilirsiniz.
Germanyumun vücut üzerindeki etkisi selenyum yardımıyla arttırılabilir. Bu ürünlerin birçoğu her ev hanımının evinde rahatlıkla bulunabileceği için herhangi bir zorluk yaşanmaması gerekir.

Günlük gereksinim ve normlar

Yararlı bileşenlerin fazlalığının bile eksikliklerinden daha az zararlı olamayacağı bir sır değildir, bu nedenle kaybedilen germanyum miktarını yenilemeye geçmeden önce izin verilen günlük alım miktarını bilmek önemlidir. Tipik olarak bu değer 0,4 ila 1,5 mg arasında değişir ve kişinin yaşına ve mevcut mikro element eksikliğine bağlıdır.

İnsan vücudu, germanyumun emilimiyle iyi başa çıkar (bu kimyasal elementin emilimi% 95'tir) ve onu dokular ve organlar arasında nispeten eşit bir şekilde dağıtır (hücre dışı veya hücre içi alandan bahsetmemiz önemli değildir). Germanyum idrarla birlikte atılır (% 90'a kadar salınır).

Eksiklik ve fazlalık

Yukarıda da belirttiğimiz gibi hiçbir aşırılık iyi değildir. Yani vücutta hem eksiklik hem de fazla germanyum, fonksiyonel özelliklerini olumsuz yönde etkileyebilir. Bu nedenle, bir mikro element eksikliği ile (gıda ile sınırlı tüketiminden veya vücuttaki metabolik süreçlerin ihlalinden kaynaklanan), osteoporoz gelişimi ve kemik dokusunun demineralizasyonu mümkündür ve onkolojik durumların olasılığı birkaç kez artar.

Aşırı miktarda germanyumun vücut üzerinde toksik etkisi vardır ve bienal elementin bileşikleri özellikle tehlikeli kabul edilir. Çoğu durumda aşırılığı, endüstriyel koşullar altında saf buharların solunmasıyla açıklanabilir (havada izin verilen maksimum konsantrasyon 2 mg/küb.m olabilir). Germanyum klorür ile doğrudan temas halinde, lokal cilt tahrişi mümkündür ve vücuda girişi genellikle karaciğer ve böbreklere zarar verir.

Biliyor musun?Tıbbi amaçlar için, Japonlar ilk önce açıklanan elementle ilgilenmeye başladı ve bu yönde gerçek bir atılım, germanyumun çok çeşitli biyolojik etkilerini keşfeden Dr. Asai'nin araştırmasıydı.

Germanyum(Latin Germanium), Ge, Mendeleev'in periyodik sisteminin IV. grubunun kimyasal elementi; seri numarası 32, atom kütlesi 72,59; metalik parlaklığa sahip gri-beyaz katı. Doğal Germanyum, kütle numaraları 70, 72, 73, 74 ve 76 olan beş kararlı izotopun bir karışımıdır. Germanyumun varlığı ve özellikleri 1871'de D.I. Mendeleev tarafından tahmin edilmiş ve hala bilinmeyen bu elemente, yapısının benzerliğinden dolayı eka-silikon adı verilmiştir. Silikonun özellikleri. 1886 yılında Alman kimyager K. Winkler, ülkesinin onuruna Germanium adını verdiği argyrodit mineralinde yeni bir element keşfetti; Germanyumun eca-silikonla oldukça aynı olduğu ortaya çıktı. 20. yüzyılın ikinci yarısına kadar Almanya'da pratik uygulama oldukça sınırlı kalmıştır. Almanya'da endüstriyel üretim, yarı iletken elektroniğin gelişmesiyle bağlantılı olarak ortaya çıktı.

Yer kabuğundaki toplam germanyum içeriği kütlece %7.10-4'tür, yani antimon, gümüş ve bizmuttan daha fazladır. Ancak Almanya'nın kendi madenleri son derece nadirdir. Bunların neredeyse tamamı sülfosaltlardır: germanit Cu 2 (Cu, Fe, Ge, Zn) 2 (S, As) 4, argyrodit Ag 8 GeS 6, confieldite Ag 8 (Sn, Ge) S 6 ve diğerleri. Almanya'nın büyük bir kısmı yer kabuğuna çok sayıda kaya ve mineralle dağılmıştır: demir dışı metallerin sülfür cevherlerinde, demir cevherlerinde, bazı oksit minerallerinde (kromit, manyetit, rutil ve diğerleri), granitlerde, diyabazlarda ve bazaltlar. Ayrıca germanyum hemen hemen tüm silikatlarda, bazı kömür ve petrol yataklarında mevcuttur.

Fiziksel özellikler Almanya. Germanyum kübik elmas tipi bir yapıda kristalleşir, birim hücre parametresi a = 5,6575 Å. Katı germanyumun yoğunluğu 5,327 g/cm3'tür (25°C); sıvı 5.557 (1000°C); t pl 937,5°C; kaynama noktası yaklaşık 2700°C; termal iletkenlik katsayısı ~60 W/(m·K) veya 25°C'de 0,14 cal/(cm sec derece). Çok saf germanyum bile normal sıcaklıklarda kırılgandır, ancak 550°C'nin üzerinde plastik deformasyona karşı hassastır. Mineralojik ölçekte Almanya'nın sertliği 6-6,5; sıkıştırılabilirlik katsayısı (0-120 H/m2 veya 0-12000 kgf/mm2 basınç aralığında) 1,4·10 -7 m2 /mn (1,4·10 -6 cm2 /kgf); yüzey gerilimi 0,6 n/m (600 din/cm). Germanyum, 1,104·10 -19 J veya 0,69 eV (25°C) bant aralığına sahip tipik bir yarı iletkendir; elektrik direnci Almanya yüksek saflıkta 25°C'de 0,60 ohm·m (60 ohm·cm); elektron hareketliliği 3900 ve delik hareketliliği 1900 cm2/v sn (25°C) (%10-8'den az safsızlık içeriğiyle). Dalga boyu 2 mikrondan büyük olan kızılötesi ışınlara karşı şeffaftır.

Kimyasal özellikler Almanya. Kimyasal bileşiklerde germanyum genellikle 2 ve 4 değerlikli değerler sergilerken, 4 değerlikli germanyum bileşikleri daha kararlıdır. Oda sıcaklığında, germanyum havaya, suya, alkali çözeltilere ve seyreltik hidroklorik ve sülfürik asitlere karşı dayanıklıdır, ancak kral sularında ve alkalin hidrojen peroksit çözeltisinde kolayca çözünür. Nitrik asit tarafından yavaşça oksitlenir. Havada 500-700°C'ye ısıtıldığında germanyum GeO ve GeO 2 oksitlerine oksitlenir. Almanya (IV) oksit - erime noktası 1116°C olan beyaz toz; suda çözünürlük 4,3 g/l (20°C). Kimyasal özelliklerine göre amfoteriktir, alkalilerde çözünür, mineral asitlerde ise zor çözünür. GeCl 4 tetraklorürün hidrolizi sırasında açığa çıkan hidrat çökeltisinin (GeO 3 ·nH 2 O) kalsinasyonuyla elde edilir. GeO 2'yi diğer oksitlerle birleştirerek, germanik asit türevleri elde edilebilir - metal germanatlar (Li 2 GeO 3, Na 2 GeO 3 ve diğerleri) - yüksek erime noktalarına sahip katı maddeler.

Germanyum halojenlerle reaksiyona girdiğinde karşılık gelen tetrahalojenürler oluşur. Reaksiyon en kolay şekilde flor ve klor (zaten oda sıcaklığında), ardından brom (düşük ısıtma) ve iyot (CO varlığında 700-800°C'de) ile gerçekleştirilir. Almanya'nın en önemli bileşiklerinden biri tetraklorür GeCl 4 renksiz bir sıvıdır; t pl -49,5°C; kaynama noktası 83,1°C; yoğunluk 1,84 g/cm3 (20°C). Su ile güçlü bir şekilde hidrolize edilir ve hidratlı oksit (IV) çökeltisi açığa çıkar. Metalik germanyumun klorlanması veya GeO2'nin konsantre HCl ile reaksiyona sokulması yoluyla elde edilir. Ayrıca GeX 2 genel formülüne sahip Germanyum dihalojenürler, GeCl monoklorür, hekzaklorodigerman Ge2Cl6 ve Germanyum oksiklorürler (örneğin CeOCl2) de bilinmektedir.

Kükürt, 900-1000°C'de Germanyum ile güçlü bir şekilde reaksiyona girerek, erime noktası 825°C olan beyaz bir katı olan disülfit GeS2'yi oluşturur. GeS monosülfit ve Almanya'nın yarı iletken olan selenyum ve tellür ile benzer bileşikleri de anlatılmaktadır. Hidrojen, 1000-1100°C'de Germanyum ile hafifçe reaksiyona girerek kararsız ve oldukça uçucu bir bileşik olan germin (GeH) X'i oluşturur. Germanitlerin seyreltik hidroklorik asit ile reaksiyona sokulması yoluyla Ge n H 2n+2'den Ge 9 H 20'ye kadar olan serilerin germanit hidrojenleri elde edilebilir. GeH 2 bileşiminin germileni de bilinmektedir. Germanyum nitrojenle doğrudan reaksiyona girmez, ancak amonyağın 700-800°C'de Germanyum üzerindeki etkimesiyle elde edilen bir nitrür Ge3N4 vardır. Germanyum karbonla etkileşime girmez. Germanyum birçok metalle (germanidler) bileşikler oluşturur.

Hem germanyumun analitik kimyasında hem de hazırlanma süreçlerinde giderek daha önemli hale gelen çok sayıda karmaşık germanyum bileşiği bilinmektedir. Germanyum, organik hidroksil içeren moleküller (polihidrik alkoller, polibazik asitler ve diğerleri) ile karmaşık bileşikler oluşturur. Almanya heteropoliasitler elde edildi. Grup IV'ün diğer elementleri gibi, germanyum da bir örneği tetraetilgerman (C 2 H 5) 4 Ge 3 olan organometalik bileşiklerin oluşumu ile karakterize edilir.

Almanya makbuzu. Endüstriyel uygulamada, germanyum esas olarak %0,001-0,1 oranında germanyum içeren demir dışı metal cevherlerinin (çinko blende, çinko-bakır-kurşun polimetalik konsantreleri) işlenmesinden elde edilen yan ürünlerden elde edilir. Kömürün yakılmasından kaynaklanan küller, gaz jeneratörlerinden kaynaklanan tozlar ve kok fabrikalarından kaynaklanan atıklar da hammadde olarak kullanılıyor. Başlangıçta, germanyum konsantresi (% 2-10 Almanya), hammaddelerin bileşimine bağlı olarak listelenen kaynaklardan çeşitli şekillerde elde edilir. Almanya'nın konsantreden ekstraksiyonu genellikle aşağıdaki aşamaları içerir: 1) teknik GeCl 4 elde etmek için konsantrenin hidroklorik asitle, bunun sulu bir ortamda klorla veya diğer klorlayıcı maddelerle karışımıyla klorlanması. GeCl 4'ü saflaştırmak için, safsızlıkların konsantre HCl ile düzeltilmesi ve ekstraksiyonu kullanılır. 2) GeCl 4'ün hidrolizi ve GeO 2 elde etmek için hidroliz ürünlerinin kalsinasyonu. 3) GeO2'nin hidrojen veya amonyak ile metale indirgenmesi. Yarı iletken cihazlarda kullanılan çok saf germanyumun izole edilmesi için metalin bölgesel eritilmesi gerçekleştirilir. Yarı iletken endüstrisi için gerekli olan tek kristalli germanyum, genellikle bölge eritme veya Czochralski yöntemiyle elde edilir.

Uygulama Almanya. Germanyum, modern yarı iletken teknolojisindeki en değerli malzemelerden biridir. Diyotlar, triyotlar, kristal dedektörler ve güç redresörleri yapımında kullanılır. Monokristalin germanyum aynı zamanda dozimetrik cihazlarda ve sabit ve alternatif manyetik alanların gücünü ölçen cihazlarda da kullanılır. Almanya'da önemli bir uygulama alanı kızılötesi teknolojisi, özellikle 8-14 mikron bölgesinde çalışan kızılötesi radyasyon dedektörlerinin üretimidir. Germanyum içeren birçok alaşım, GeO 2 bazlı camlar ve diğer germanyum bileşikleri pratik kullanım açısından ümit vericidir.

1870'de D.I. Periyodik yasaya dayanarak Mendeleev, grup IV'ün henüz keşfedilmemiş bir elementini tahmin ederek ona eca-silikon adını verdi ve ana özelliklerini tanımladı. 1886'da Alman kimyager Clemens Winkler, argyrodit mineralinin kimyasal analizi sırasında bu kimyasal elementi keşfetti. Başlangıçta Winkler yeni elemente "neptunyum" adını vermek istedi ancak bu isim önerilen elementlerden birine zaten verilmişti, dolayısıyla elemente bilim adamının anavatanı Almanya'nın onuruna isim verildi.

Doğada olmak, almak:

Germanyum sülfit cevherlerinde, demir cevherinde bulunur ve hemen hemen tüm silikatlarda bulunur. Germanyum içeren ana mineraller şunlardır: argyrodit Ag 8 GeS 6, konfieldit Ag 8 (Sn,Ce)S 6, stottit FeGe(OH) 6, germanit Cu 3 (Ge,Fe,Ga)(S,As) 4, renierit Cu 3 ( Fe,Ge,Zn)(S,As) 4 .
Cevher zenginleştirme ve konsantrasyona yönelik karmaşık ve emek yoğun operasyonlar sonucunda germanyum, 600°C'de hidrojen ile basit bir maddeye indirgenen GeO 2 oksit formunda izole edilir.
GeO 2 + 2H 2 =Ge + 2H 2 O
Germanyum, onu kimyasal olarak en saf malzemelerden biri yapan bölge eritme yöntemi kullanılarak saflaştırılır.

Fiziki ozellikleri:

Metalik parlaklığa sahip gri-beyaz katı (en 938°C, en yüksek sıcaklık 2830°C)

Kimyasal özellikler:

Normal koşullar altında, germanyum havaya ve suya, alkalilere ve asitlere karşı dayanıklıdır ve kraliyet suyunda ve alkalin hidrojen peroksit çözeltisinde çözünür. Bileşiklerindeki germanyumun oksidasyon durumları: 2, 4.

En önemli bağlantılar:

Germanyum(II) oksit, GeO, gri-siyah, az çözünür. b-in, ısıtıldığında orantısız hale gelir: 2GeO = Ge + GeO 2
Germanyum(II) hidroksit Ge(OH) 2, kırmızı-turuncu. İsa.,
Germanyum(II) iyodür, Gel 2, sarı. cr., sol. suda, hidrol. Hoşçakal.
Germanyum(II) hidrit, GeH 2, televizyon. beyaz gözenekler kolayca oksitlenir. ve çürüme.

Germanyum(IV) oksit, GeO 2 , beyaz germanyum klorür, sülfit, hidrürün hidrolizi veya germanyumun nitrik asit ile reaksiyonuyla elde edilen amfoterik kristal.
Germanyum(IV) hidroksit (germanik asit), H 2 GeO 3 , zayıf. tanımsız iki eksenli örneğin Almanat tuzları. sodyum almanat, Na 2 GeO 3, beyaz kristal, sol. Suda; higroskopik. Ayrıca Na 2 heksahidroksogermanatlar (orto-germanatlar) ve poligermanatlar da vardır
Germanyum(IV) sülfat, Ge(SO 4) 2, renksiz. germanyum(IV) klorürün sülfürik anhidrit ile 160°C'de ısıtılmasıyla elde edilen, su ile GeO2'ye hidrolize edilen kristaller: GeCl4 + 4SO3 = Ge(SO4)2 + 2SO2 + 2Cl2
Germanyum(IV) halojenürler, florür GeF 4 - en iyiler. gaz, ham hidrol., HF ile reaksiyona girerek H2 - hidroflorik asit oluşturur: GeF4 + 2HF = H2,
klorür GeCl 4, renksiz. sıvı, hidr., bromür GeBr 4, gri cr. veya renksiz sıvı, sol. org'da bağlantı,
iyodür GeI 4, sarı-turuncu cr., yavaş. hidr., sol. org'da bağlantı
Germanyum(IV) sülfür, GeS 2, beyaz cr., az çözünür. suda, hidrol., alkalilerle reaksiyona girer:
3GeS 2 + 6NaOH = Na 2 GeO 3 + 2Na 2 GeS 3 + 3H 2 O, germanatları ve tiyogermanatları oluşturur.
Germanyum(IV) hidrit, "alman", GeH 4, renksiz. gaz, organik türevler tetrametilgerman Ge(CH3)4, tetraetilgerman Ge(C2H5)4 - renksiz. sıvılar.

Başvuru:

En önemli yarı iletken malzeme, ana uygulama alanları: optik, radyo elektroniği, nükleer fizik.

Germanyum bileşikleri hafif toksiktir. Germanyum, insan vücudunda vücudun bağışıklık sisteminin etkinliğini artıran, kanserle savaşan ve ağrıyı azaltan bir eser elementtir. Ayrıca germanyumun vücut dokularına oksijen transferini desteklediği ve güçlü bir antioksidan, yani vücuttaki serbest radikalleri engelleyici olduğu da belirtilmektedir.
İnsan vücudunun günlük ihtiyacı 0,4-1,5 mg'dır.
Gıda ürünleri arasında germanyum içeriği açısından şampiyon sarımsaktır (1 g kuru sarımsak dişi başına 750 mcg germanyum).

Materyal, Tyumen Devlet Üniversitesi Fizik ve Kimya Enstitüsü öğrencileri tarafından hazırlandı.
Demchenko Yu.V., Bornovolokova A.A.
Kaynaklar:
Germanium//Wikipedia./ URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=63504262 (erişim tarihi: 06/13/2014).
Germanium//Allmetals.ru/URL: http://www.allmetals.ru/metals/germanium/ (erişim tarihi: 06/13/2014).

TANIM

Germanyum- Periyodik Tablonun otuz ikinci elemanı. Tanım - Latince "germanyum"dan gelen Ge. Dördüncü dönemde IVA grubunda yer almaktadır. Yarı metalleri ifade eder. Nükleer yük 32'dir.

Kompakt halinde germanyum gümüşi bir renge sahiptir (Şekil 1) ve görünüş olarak metale benzer. Oda sıcaklığında havaya, oksijene, suya, hidroklorik ve seyreltik sülfürik asitlere karşı dayanıklıdır.

Pirinç. 1. Germanyum. Dış görünüş.

Germanyumun atomik ve moleküler kütlesi

TANIM

Maddenin bağıl moleküler kütlesi (M r) Belirli bir molekülün kütlesinin, bir karbon atomunun kütlesinin 1/12'sinden kaç kat daha büyük olduğunu gösteren bir sayıdır ve bir elementin bağıl atom kütlesi (A r)— bir kimyasal elementin ortalama atom kütlesinin, bir karbon atomunun kütlesinin 1/12'sinden kaç katı olduğu.

Germanyum serbest halde tek atomlu Ge molekülleri formunda mevcut olduğundan, atomik ve moleküler kütlelerinin değerleri çakışmaktadır. 72.630'a eşittirler.

germanyum izotopları

Doğada germanyumun 70 Ge (%20,55), 72 Ge (%20,55), 73 Ge (%7,67), 74 Ge (%36,74) ve 76 Ge (%7,67) olmak üzere beş kararlı izotop halinde bulunabileceği bilinmektedir. ). Kütle sayıları sırasıyla 70, 72, 73, 74 ve 76'dır. 70 Ge germanyum izotopunun bir atomunun çekirdeği otuz iki proton ve otuz sekiz nötron içerir; diğer izotoplar ondan yalnızca nötron sayısında farklılık gösterir.

Kütle numaraları 58'den 86'ya kadar olan germanyumun yapay kararsız radyoaktif izotopları vardır; bunlar arasında en uzun ömürlü izotop 270,95 günlük yarı ömre sahip 68 Ge'dir.

germanyum iyonları

Germanyum atomunun dış enerji seviyesinde değerlik elektronları olan dört elektron bulunur:

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

Kimyasal etkileşimin bir sonucu olarak germanyum değerlik elektronlarından vazgeçer, yani. onların donörüdür ve pozitif yüklü bir iyona dönüşür:

İkizler 0 -2e → İkizler 2+;

İkizler 0 -4e → İkizler 4+ .

Germanyum molekülü ve atomu

Serbest durumda, germanyum tek atomlu Ge molekülleri formunda bulunur. İşte germanyum atomunu ve molekülünü karakterize eden bazı özellikler:

Problem çözme örnekleri

ÖRNEK 1

ÖRNEK 2

GERMANIUM, Ge (Latin Germania - Almanya * a. germanyum; n. Germanium; f. germanyum; i. germanio), Mendeleev'in periyodik sisteminin IV. grubunun kimyasal bir elementidir, atom numarası 32, atom kütlesi 72.59. Doğal germanyum, yarı ömrü olan 70 Ge (%20,55), 72 Ge (%27,37), 73 Ge (%7,67), 74 Ge (%36,74) ve bir radyoaktif 76 Ge (%7,67) olmak üzere 4 kararlı izotoptan oluşur. 2,10 6 yıl. 1886 yılında Alman kimyager K. Winkler tarafından argyrodit mineralinde keşfedilmiştir; 1871'de D. N. Mendeleev (exasilicon) tarafından tahmin edildi.

Doğada germanyum

Germanyum aittir. Germanyumun bolluğu (1-2).%10-4'tür. Silisyum minerallerinde yabancı madde olarak, daha az oranda da minerallerde ve minerallerde bulunur. Germanium'un kendi mineralleri çok nadirdir: sülfozaltlar - arjirodit, germanit, renerit ve diğerleri; germanyum ve demirin çift hidratlı oksidi - şotit; sülfatlar - itoit, fleischerit ve diğerleri Pratik olarak hiçbir endüstriyel öneme sahip değiller. Germanyum, onu silikondan ayırma olasılığının gerçekleştiği hidrotermal ve tortul işlemlerde birikir. Artan miktarlarda (%0,001-0,1) ve'de bulunur. Germanyum kaynakları arasında polimetalik cevherler, fosil kömürler ve bazı volkanik-tortul yatak türleri bulunur. Ana miktarda germanyum, kömürlerin koklaşması sırasında katran sularından, termal kömürlerin külünden, sfalerit ve manyetitten bir yan ürün olarak elde edilir. Germanyum asitle, indirgeyici bir ortamda süblimleştirmeyle, kostik soda ile füzyonla vb. çıkarılır. Germanyum konsantreleri ısıtıldığında hidroklorik asit ile işlenir, yoğunlaşan madde saflaştırılır ve dioksit oluşturmak üzere hidrolitik ayrışmaya uğrar; ikincisi hidrojen ile metalik germanyuma indirgenir ve bu, fraksiyonel ve yönlü kristalizasyon yöntemleri ve bölge eritme yoluyla saflaştırılır.

germanyum uygulaması

Germanyum, radyo elektroniği ve elektrik mühendisliğinde diyot ve transistörlerin üretiminde yarı iletken malzeme olarak kullanılır. IR optik lensler, fotodiyotlar, fotodirençler, nükleer radyasyon dozimetreleri, X-ışını spektroskopi analizörleri, radyoaktif bozunma enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren cihazlar vb. germanyumdan yapılmıştır. Asidik agresif ortamlara karşı artan direnç ile karakterize edilen, bazı metallerle germanyum alaşımları alet yapımında, makine mühendisliğinde ve metalurjide kullanılır. Diğer kimyasal elementlerle birlikte bazı germanyum alaşımları süper iletkenlerdir.