Dhe madje edhe para silikonit, germani u bë materiali gjysmëpërçues më i rëndësishëm.
Një pyetje e rëndësishme këtu është: çfarë janë gjysmëpërçuesit dhe gjysmëpërçueshmëria? Edhe ekspertët ndonjëherë e kanë të vështirë t'i përgjigjen kësaj pyetjeje pa mëdyshje. "Përcaktimi i saktë i gjysmëpërçueshmërisë është i vështirë dhe varet nga ajo pronë e gjysmëpërçuesve që merret parasysh," - kjo përgjigje evazive është huazuar nga një punë shkencore plotësisht e respektuar për gjysmëpërçuesit. Sidoqoftë, ekziston një përkufizim shumë i qartë: "Një gjysmëpërçues është një përcjellës për dy makina", por kjo tashmë është në fushën e folklorit...
Gjëja kryesore për elementin numër 32 është se ai është një gjysmëpërçues. Shpjegimit të kësaj prone do t'i kthehemi më vonë. Ndërkohë, për Gjermaninë si një “personalitet” fiziko-kimik.
Germanium siç është
Ndoshta shumica dërrmuese e lexuesve nuk e kanë parë kurrë germaniumin. Ky element është mjaft i rrallë, i shtrenjtë, mallrat e konsumit nuk bëhen prej tij, dhe "mbushja" e germaniumit të pajisjeve gjysmëpërçuese është aq e vogël sa është e vështirë të shihet se si është. germanium, është e vështirë, edhe nëse e thyeni trupin e pajisjes. Prandaj, ne do të flasim për vetitë kryesore të germaniumit, pamjen dhe veçoritë e tij. Dhe ju përpiqeni të kryeni mendërisht ato operacione të thjeshta që autori duhej të bënte më shumë se një herë.
Ne heqim një shufër standarde germaniumi nga paketimi. Ky është një trup i vogël me formë cilindrike pothuajse të rregullt, me një diametër prej 10 deri në 35 dhe një gjatësi prej disa dhjetëra milimetra. Disa libra referencë thonë se artikulli #32 është argjendi, por kjo nuk është gjithmonë e vërtetë: Ngjyra e germaniumit varet nga trajtimi i sipërfaqes. Ndonjëherë duket pothuajse e zezë, ndonjëherë duket si çeliku, por ndonjëherë mund të jetë argjendi.
Kur shikoni një shufër germanium, mos harroni se kushton pothuajse njësoj si një shufër ari dhe për këtë arsye nuk duhet ta lëshoni atë në dysheme. Por ka një arsye tjetër, shumë më të rëndësishme: germani është pothuajse po aq i brishtë sa qelqi dhe mund të sillet në përputhje me rrethanat. Kam parë se si, pas një dështimi të tillë, një eksperimentues i pakujdesshëm zvarritet në dysheme për një kohë të gjatë, duke u përpjekur të mbledhë çdo fragment të vetëm... Në pamje, germaniumi nuk është i vështirë të ngatërrohet me silikon. Këta elementë nuk janë vetëm konkurrentë që pretendojnë të jenë materiali kryesor gjysmëpërçues, por edhe analogë. Sidoqoftë, përkundër ngjashmërisë së shumë vetive teknike dhe pamjes, është mjaft e thjeshtë të dallosh një shufër germaniumi nga një silikon: germani është më shumë se dy herë më i rëndë se silikoni (dendësia 5.33 dhe 2.33 g/cm 3, respektivisht).
Deklarata e fundit ka nevojë për sqarim, megjithëse duket se numrat përjashtojnë komentin. Fakti është se numri 5.33 i referohet germanium-1 - më i zakonshmi dhe më i rëndësishmi nga pesë modifikimet alotropike të elementit nr. 32. Njëri prej tyre është amorf, katër janë kristalorë. Nga germanium-1 kristalor, është më i lehtë. Kristalet e tij janë ndërtuar në të njëjtën mënyrë si kristalet e diamantit, por nëse për karbonin një strukturë e tillë përcakton densitetin maksimal, atëherë edhe germaniumi ka "paketime" më të dendura. Presioni i lartë me ngrohje të moderuar (30 mijë atm dhe 100°C) e shndërron Ge-I në Ge-II me një rrjetë kristali si kallaji i bardhë.
Në mënyrë të ngjashme, është e mundur të merret edhe më i dendur se Ge-II, Ge-III dhe Ge-IV
Të gjitha modifikimet "të pazakonta" të germaniumit kristalor janë superiore ndaj Ge-I në përçueshmëri elektrike. Përmendja e kësaj veçorie të veçantë nuk është e rastësishme: vlera e përçueshmërisë elektrike (ose vlera e saj e kundërt - rezistenca) është veçanërisht e rëndësishme për një element gjysmëpërçues.
Por çfarë është një gjysmëpërçues?
Formalisht, një gjysmëpërçues është një substancë me një rezistencë nga të mijtët në miliona ohmë për 1 cm. Kornizat "nga" dhe "në" janë shumë të gjera, por vendi i germaniumit në këtë gamë është plotësisht i përcaktuar. Rezistenca e një kubi centimetri të bërë nga germanium i pastër në 18°C është 72 ohms. Në 19°C, rezistenca e të njëjtit kub zvogëlohet në 68 ohmë. Kjo është përgjithësisht tipike për gjysmëpërçuesit - një ndryshim i rëndësishëm në rezistencën elektrike me një ndryshim të lehtë të temperaturës. Me rritjen e temperaturës, rezistenca zakonisht zvogëlohet. Ai ndryshon ndjeshëm si nën ndikimin e rrezatimit ashtu edhe deformimit mekanik.
Ndjeshmëria e germaniumit (si dhe gjysmëpërçuesve të tjerë) jo vetëm ndaj ndikimeve të jashtme është e jashtëzakonshme. Vetitë e germaniumit ndikohen shumë nga sasi të vogla të papastërtive. Natyra kimike e papastërtive nuk është më pak e rëndësishme.
Shtimi i një elementi të grupit V bën të mundur marrjen e një gjysmëpërçuesi me një lloj përçueshmërie elektronike. Kështu përgatitet GES (germanium elektronik i dopuar me antimon). Duke shtuar një element të grupit III, ne do të krijojmë një lloj përçueshmërie vrime në të (më shpesh kjo është GDH - vrima e germaniumit të dopuar me galium).
Le të kujtojmë se "vrimat" janë vende të lira nga elektronet që kanë lëvizur në një nivel tjetër energjie. Një “apartament” i liruar nga një emigrant mund të zëhet menjëherë nga fqinji i tij, por ai kishte edhe banesën e tij. Zhvendosjet bëhen njëra pas tjetrës dhe vrima lëviz.
Kombinimi i rajoneve me përçueshmëri të elektroneve dhe vrimave formoi bazën e pajisjeve gjysmëpërçuese më të rëndësishme - diodat dhe transistorët. Për shembull, duke shkrirë indiumin në një pllakë HES dhe duke krijuar kështu një zonë me përçueshmëri vrimash, marrim një pajisje ndreqëse - një diodë. Ai kalon rrymën elektrike kryesisht në një drejtim - nga rajoni me përçueshmëri vrimash në përçueshmëri elektronike. Duke shkrirë indiumin në të dy anët e pllakës HES, ne e kthejmë këtë pllakë në bazën e një tranzistori.
Transistori i parë i germaniumit në botë u krijua në 1948, dhe tashmë 20 vjet më vonë u prodhuan qindra miliona pajisje të tilla. Diodat dhe triodat e gjermaniumit përdoren gjerësisht në radio dhe televizorë, kompjuterë dhe pajisje të ndryshme matëse.
Germanium përdoret gjithashtu në fusha të tjera kritike të teknologjisë moderne: për matjen e temperaturave të ulëta, për zbulimin e rrezatimit infra të kuqe, etj. Të gjitha këto zona kërkojnë germanium me pastërti shumë të lartë - fizike dhe kimike. Pastërtia kimike është e tillë që sasia e papastërtive të dëmshme nuk e kalon një të dhjetë milionë të përqindjes (107%). Pastërtia fizike është një minimum i dislokimeve dhe shqetësimeve në strukturën kristalore. Për ta arritur këtë, rritet germanium monokristalor: i gjithë shufra është një kristal.
Për hir të kësaj pastërtie të paimagjinueshme
Nuk ka shumë pak germanium në koren e tokës - 7 * 10 -4% të masës së saj. Kjo është më shumë se plumbi, argjendi, tungsteni. Germanium është gjetur në Diell dhe në meteorite. Germanium gjendet në të gjitha vendet. Por, me sa duket, asnjë vend i industrializuar nuk ka depozita industriale të mineraleve të germaniumit. Germanium është shumë i pamend. Mineralet në të cilat ky element është më shumë se 1% - argjiroditi, germaniti, ultrabaziti dhe të tjerët, duke përfshirë reneritin, schtotitin, konfielditin dhe plumbogermanitin të zbuluar vetëm në dekadat e fundit - janë shumë të rralla. Ata nuk janë në gjendje të mbulojnë kërkesën botërore për këtë element të rëndësishëm.
Dhe pjesa më e madhe e germaniumit tokësor shpërndahet në minerale të elementeve të tjerë, në qymyr, në ujëra natyrore, në tokë dhe organizma të gjallë. Në qymyr, për shembull, përmbajtja e germaniumit mund të arrijë një të dhjetën e përqindjes. Mund, por jo gjithmonë e arrin. Në antracit, për shembull, pothuajse mungon... Me një fjalë, germanium është kudo dhe askund.
Prandaj, metodat për përqendrimin e germaniumit janë shumë komplekse dhe të ndryshme. Ato varen kryesisht nga lloji i lëndës së parë dhe përmbajtja e këtij elementi në të.
Drejtuesi i studimit gjithëpërfshirës dhe zgjidhjes së problemit të germaniumit në BRSS ishte akademiku Nikolai Petrovich Sazhin. Si lindi industria e gjysmëpërçuesve sovjetikë përshkruhet në artikullin e tij, të botuar në revistën Kimi dhe Jeta një vit e gjysmë para vdekjes së këtij shkencëtari dhe organizatori të shquar të shkencës.
Dyoksidi i pastër i germaniumit është marrë për herë të parë në vendin tonë në fillim të vitit 1941. Prej tij është bërë qelqi i gjermaniumit me një indeks thyes shumë të lartë të dritës. Kërkimet mbi elementin nr. 32 dhe metodat për prodhimin e tij të mundshëm rifilluan pas luftës, në vitin 1947. Tani shkencëtarët ishin të interesuar për germaniumin pikërisht si gjysmëpërçues.
Metodat e reja të analizës ndihmuan në identifikimin e një burimi të ri të lëndëve të para të germaniumit - ujërat e katranit nga bimët e koksit. Gjermania në to nuk është më shumë se 0.0003%, por me ndihmën e ekstraktit të lisit doli të ishte e lehtë të precipitohej germanium në formën e një kompleksi tanidi. Përbërësi kryesor i taninës është esteri i glukozës. Ai është i aftë të lidh germaniumin, edhe nëse përqendrimi i këtij elementi në tretësirë është shumë i vogël.
Nga sedimenti që rezulton, duke shkatërruar lëndën organike, nuk është e vështirë të përftohet një koncentrat që përmban deri në 45% dioksid germanium.
Transformimet e mëtejshme nuk varen më shumë nga lloji i lëndës së parë. Germanium zvogëlohet me hidrogjen (Winkler e bëri këtë), por së pari është e nevojshme të ndahet oksidi i germaniumit nga papastërtitë e shumta. Për të zgjidhur këtë problem, një kombinim i suksesshëm i vetive të një prej përbërjeve të germaniumit doli të ishte shumë i dobishëm.
Tetrakloridi i gjermaniumit GeCl 4 është një lëng i paqëndrueshëm me një pikë vlimi të ulët (83,1°C). Rrjedhimisht, është i përshtatshëm për ta pastruar atë me distilim dhe korrigjim (procesi zhvillohet në kolonat kuarci me një hundë). Tetrakloridi i gjermaniumit është pothuajse i pazgjidhshëm në acid klorhidrik të koncentruar. Prandaj, për të pastruar GeCl 4, mund të përdoret shpërbërja e papastërtive me acid klorhidrik.
GeCl4 i pastruar trajtohet me ujë, nga i cili pothuajse të gjithë ndotësit janë hequr më parë duke përdorur rrëshirat e shkëmbimit të joneve. Një shenjë e pastërtisë së kërkuar është një rritje e rezistencës së ujit në 15-20 milion Ohm-cm.
Nën ndikimin e ujit ndodh hidroliza e tetraklorurit të germaniumit: GeCl 4 + 2H 2 O → GeO 2 + 4HCl. Vini re se ky është ekuacioni "i kundërt" për reaksionin që prodhon tetraklorurin e germaniumit. Kjo pasohet nga reduktimi i GeO 2 me hidrogjen të pastruar: GeO 2 + 2H 2 → Ge + 2H 2 O. Rezultati është germanium pluhur, i cili shkrihet dhe pastrohet më tej nga shkrirja në zonë. Nga rruga, kjo metodë e pastrimit të materialeve u zhvillua në vitin 1952 posaçërisht për pastrimin e germaniumit gjysmëpërçues.
Papastërtitë e nevojshme për t'i dhënë germaniumit një ose një lloj tjetër përçueshmërie (elektronike ose vrima) futen në fazat e fundit të prodhimit, d.m.th. gjatë shkrirjes së zonës dhe gjatë rritjes së një kristali të vetëm.
Që kur u zbulua në 1942 se do të ishte e dobishme të zëvendësohej një pjesë e tubave elektronikë në sistemet e radarit me detektorë gjysmëpërçues, interesi për germanium është rritur nga viti në vit. Studimi i këtij elementi të papërdorur më parë kontribuoi në zhvillimin e shkencës në përgjithësi dhe, mbi të gjitha, në fizikën e gjendjes së ngurtë. Dhe rëndësia e pajisjeve gjysmëpërçuese - diodave, tranzistorëve, termistorëve, matësve të tendosjes, fotodiodave dhe të tjerave - për zhvillimin e elektronikës radio dhe teknologjisë në përgjithësi është aq e madhe dhe aq e njohur sa nuk ia vlen të flitet. në tone sublime është edhe një herë disi e pakëndshme. Deri në vitin 1965, shumica e pajisjeve gjysmëpërçuese bëheshin në bazë të germaniumit. Por në vitet në vijim, procesi i zhvendosjes graduale të "eka-siliconit" nga vetë silici filloi të zhvillohet.
Germanium nën sulmin e silikonit
Pajisjet gjysmëpërçuese të silikonit ndryshojnë në mënyrë të favorshme nga pajisjet e germaniumit kryesisht në performancën e tyre më të mirë në temperatura të ngritura dhe rryma të kundërta më të ulëta. Një avantazh i madh i silikonit ishte rezistenca e dioksidit të tij ndaj ndikimeve të jashtme. Ishte kjo që bëri të mundur krijimin e një teknologjie planare më të avancuar për prodhimin e pajisjeve gjysmëpërçuese, e cila konsiston në ngrohjen e një vafere silikoni në oksigjen ose një përzierje oksigjeni dhe avulli uji dhe mbulimin e saj me një shtresë mbrojtëse të SiO 2.
Pas gdhendjes së "dritareve" në vendet e duhura, përmes tyre futen papastërtitë e dopingut, këtu lidhen edhe kontaktet dhe pajisja në tërësi mbrohet ndërkohë nga ndikimet e jashtme. Për germanium, një teknologji e tillë nuk është ende e mundur: stabiliteti i dioksidit të tij është i pamjaftueshëm. Nën sulmin e silikonit, arsenidit të galiumit dhe gjysmëpërçuesve të tjerë, germani humbi pozicionin e tij si materiali kryesor gjysmëpërçues. Në vitin 1968, Shtetet e Bashkuara tashmë po prodhonin shumë më tepër transistorë silikoni sesa ato të germaniumit. Tani prodhimi botëror i germaniumit, sipas ekspertëve të huaj, është 90-100 tonë në vit. Pozicioni i tij në teknologji është mjaft i fortë.
- Së pari, germaniumi gjysmëpërçues është dukshëm më i lirë se silikoni gjysmëpërçues.
- Së dyti, disa pajisje gjysmëpërçuese janë akoma më të thjeshta dhe më fitimprurëse për t'u bërë nga germanium dhe jo nga silikoni.
- Së treti, vetitë fizike të germaniumit e bëjnë atë praktikisht të pazëvendësueshëm në prodhimin e disa llojeve të pajisjeve, në veçanti diodat e tunelit.
E gjithë kjo jep arsye për të besuar se rëndësia e germaniumit do të jetë gjithmonë e madhe.
NJE TJETER PARASHIKIM I SAKTE. Është shkruar shumë për njohuritë e D.I. Mendeleev, i cili përshkroi vetitë e tre elementëve ende të pazbuluar. Pa dashur të përsërisim veten, ne thjesht duam të tërheqim vëmendjen për saktësinë e parashikimit të Mendeleev. Krahasoni të dhënat e tabeluara nga Mendeleev dhe Winkler.
Exasilicon Pesha atomike 72 Graviteti specifik 5,5 Vëllimi atomik 13 Oksid më i lartë EsO 2 Graviteti specifik 4,7
Komponimi klorur EsCl 4 është një lëng me një pikë vlimi prej rreth 90°C
Përbërja me hidrogjen EsH 4 është e gaztë
Përbërja organometalike Es(C2H 5) 4 me pikë vlimi 160°C
Germanium Pesha atomike 72,6 Graviteti specifik 5,469 Vëllimi atomik 13,57 Oksid më i lartë GeO 2 Graviteti specifik 4,703
Komponimi klorur GeCl 4 është një lëng me një pikë vlimi prej 83°C
Përbërja me hidrogjen GeH 4 është e gaztë
Përbërja organometrike Ge(C2H 5) 4 me një pikë vlimi prej 163,5°C
LETËR NGA CLEMENS WINKLER
"Madhështia juaj!
Më lejoni t'ju jap një ribotim të mesazhit, nga i cili rezulton se kam zbuluar një element të ri "germanium". Në fillim isha i mendimit se ky element plotëson boshllëkun midis antimonit dhe bismutit në tabelën tuaj periodike jashtëzakonisht të mprehtë dhe se ky element përkon me ekasilikonin tuaj, por gjithçka tregon se këtu kemi të bëjmë me ekasilicon.
Shpresoj t'ju tregoj së shpejti më shumë për këtë substancë interesante; sot kufizohem vetëm për t'ju njoftuar për triumfin shumë të mundshëm të kërkimit tuaj gjenial dhe duke ju dëshmuar respektin dhe respektin tim të thellë.
MENDELEEV U PËRGJIGJE: “Meqenëse zbulimi i germaniumit është kurora e sistemit periodik, atëherë kjo kurorë ju takon juve, si “babai” i germaniumit; Për mua është i vlefshëm roli im si paraardhës dhe qëndrimi miqësor që kam takuar me ju.”
GJERMANI DHE ORGANIKA. Komponimi i parë organoelement i elementit nr. 32, tetraetilgermanium, u përftua nga Winkler nga tetrakloridi i germaniumit. Është interesante se asnjë nga përbërjet organoelementore të germaniumit të përftuara deri më tani nuk janë toksike, ndërsa shumica e komponimeve të plumbit dhe organotinës (këto elementë janë analoge të germaniumit) janë toksike.
SI TË RRITET GJERMANI SINGLE KRISTAL. Një kristal germanium - një "farë" - vendoset në sipërfaqen e germaniumit të shkrirë, i cili ngrihet gradualisht nga një pajisje automatike; temperatura e shkrirjes është pak më e lartë se pika e shkrirjes së germaniumit (937°C). Fara rrotullohet në mënyrë që kristali i vetëm "të rritet me mish" në mënyrë të barabartë nga të gjitha anët. Është e rëndësishme që gjatë një rritje të tillë të ndodhë e njëjta gjë si gjatë shkrirjes së zonës: pothuajse ekskluzivisht germani kalon në "rritje" (faza e ngurtë), dhe shumica e papastërtive mbeten në shkrirje.
GJERMANI DHE SUPERPërcjellshmëria. Gjermani gjysmëpërçues klasik u përfshi në zgjidhjen e një problemi tjetër të rëndësishëm - krijimin e materialeve superpërçuese që funksionojnë në temperaturën e hidrogjenit të lëngshëm dhe jo në heliumin e lëngshëm. Hidrogjeni, siç dihet, kalon nga një gjendje e gaztë në një gjendje të lëngshme në një temperaturë prej - 252,6 ° C, ose 20,5 ° K. Në fillim të viteve 70, një film i një aliazh germanium me niobium me një trashësi prej vetëm disa mijëra atomesh. është marrë. Ky film ruan superpërçueshmëri në temperaturat 24,3° K dhe më poshtë.
Elementi kimik germanium është në grupin e katërt (nëngrupi kryesor) në tabelën periodike të elementeve. I përket familjes së metaleve dhe ka një masë atomike relative prej 73. Sipas masës, përmbajtja e germaniumit në koren e tokës vlerësohet të jetë 0,00007 për qind në masë.
Historia e zbulimit
Elementi kimik germanium u krijua falë parashikimeve të Dmitry Ivanovich Mendeleev. Ishin ata që parashikuan ekzistencën e eka-silikonit dhe dhanë rekomandime për kërkimin e tij.
Unë besoja se ky element metalik gjendet në mineralet e titanit dhe të zirkonit. Mendeleev u përpoq ta gjente vetë këtë element kimik, por përpjekjet e tij ishin të pasuksesshme. Vetëm pesëmbëdhjetë vjet më vonë, një mineral i quajtur argyrodite u gjet në një minierë të vendosur në Himmelfürst. Ky kompleks ia detyron emrin e tij argjendit që gjendet në këtë mineral.
Elementi kimik germanium në përbërje u zbulua vetëm pasi një grup kimistësh nga Akademia e Minierave në Freiberg filluan kërkimet. Nën udhëheqjen e K. Winkler, ata zbuluan se pjesa e oksideve të zinkut, hekurit, si dhe squfurit dhe merkurit përbënin vetëm 93 për qind të mineralit. Winkler sugjeroi se shtatë për qind e mbetur vinin nga një element kimik i panjohur në atë kohë. Pas eksperimenteve të mëtejshme kimike, u zbulua germanium. Kimisti raportoi zbulimin e tij në një raport dhe paraqiti informacionin e marrë në lidhje me vetitë e elementit të ri në Shoqërinë Kimike Gjermane.
Elementi kimik germanium u prezantua nga Winkler si jometal, në analogji me antimonin dhe arsenikun. Kimisti donte ta quante neptunium, por ky emër ishte tashmë në përdorim. Pastaj filluan ta quajnë germanium. Elementi kimik i zbuluar nga Winkler ngjalli debat serioz midis kimistëve kryesorë të kohës. Shkencëtari gjerman Richter sugjeroi se ky është i njëjti ekasilicium për të cilin foli Mendeleev. Pas ca kohësh, ky supozim u konfirmua, i cili vërtetoi qëndrueshmërinë e ligjit periodik të krijuar nga kimisti i madh rus.
Vetitë fizike
Si mund të karakterizohet germaniumi? Elementi kimik ka numrin atomik 32 në Mendeleev. Ky metal shkrihet në 937,4 °C. Pika e vlimit të kësaj substance është 2700 °C.
Germanium është një element që u përdor për herë të parë në Japoni për qëllime mjekësore. Pas studimeve të shumta të komponimeve organogermanium të kryera në kafshë, si dhe në studime njerëzore, u arrit të zbuloheshin efektet pozitive të xeheve të tilla në organizmat e gjallë. Në vitin 1967, Dr. K. Asai zbuloi faktin se germaniumi organik ka një gamë të madhe efektesh biologjike.
Aktiviteti biologjik
Cila është karakteristika e elementit kimik germanium? Ai është i aftë të transportojë oksigjen në të gjitha indet e një organizmi të gjallë. Pasi në gjak, ai sillet në mënyrë të ngjashme me hemoglobinën. Germanium garanton funksionimin e plotë të të gjitha sistemeve të trupit të njeriut.
Është ky metal që stimulon përhapjen e qelizave imune. Ai, në formën e përbërjeve organike, lejon formimin e interferoneve gama, të cilat shtypin përhapjen e mikrobeve.
Germanium parandalon formimin e tumoreve malinje dhe parandalon zhvillimin e metastazave. Përbërjet organike të këtij elementi kimik kontribuojnë në prodhimin e interferonit, një molekulë proteine mbrojtëse që prodhohet nga trupi si një reagim mbrojtës ndaj shfaqjes së trupave të huaj.
Zonat e përdorimit
Vetitë antifungale, antibakteriale dhe antivirale të germaniumit janë bërë baza për fushat e aplikimit të tij. Në Gjermani ky element përftohej kryesisht si nënprodukt i përpunimit të xeheve me ngjyra. Koncentrati i gjermaniumit u izolua në mënyra të ndryshme, në varësi të përbërjes së lëndës së parë. Përbërja e tij përmbante jo më shumë se 10 për qind metal.
Si përdoret saktësisht germaniumi në teknologjinë moderne gjysmëpërçuese? Karakteristikat e elementit të dhëna më parë konfirmojnë mundësinë e përdorimit të tij për prodhimin e triodave, diodave, ndreqësve të fuqisë dhe detektorëve kristal. Germanium përdoret gjithashtu në krijimin e instrumenteve dozimetrike, pajisje që janë të nevojshme për matjen e fuqisë së fushave magnetike konstante dhe të alternuara.
Një fushë e rëndësishme e aplikimit të këtij metali është prodhimi i detektorëve të rrezatimit infra të kuq.
Premtues është përdorimi jo vetëm i vetë germaniumit, por edhe i disa prej përbërjeve të tij.
Vetitë kimike
Germanium në temperaturën e dhomës është mjaft rezistent ndaj lagështisë dhe oksigjenit atmosferik.
Në serinë - germanium - kallaj) ka një rritje të aftësisë reduktuese.
Germanium është rezistent ndaj tretësirave të acideve klorhidrik dhe sulfurik; nuk ndërvepron me tretësirat alkaline. Për më tepër, ky metal shpërndahet mjaft shpejt në aqua regia (shtatë acide nitrik dhe klorhidrik), si dhe në një zgjidhje alkaline të peroksidit të hidrogjenit.
Si të karakterizoni plotësisht një element kimik? Germanium dhe lidhjet e tij duhet të analizohen jo vetëm për vetitë fizike dhe kimike, por edhe për fushat e aplikimit. Procesi i oksidimit të germaniumit me acid nitrik vazhdon mjaft ngadalë.
Të qenit në natyrë
Le të përpiqemi të karakterizojmë elementin kimik. Germanium gjendet në natyrë vetëm në formën e komponimeve. Ndër mineralet më të zakonshme që përmbajnë germanium në natyrë, veçojmë germanitin dhe argjiroditin. Përveç kësaj, germani është i pranishëm në sulfide dhe silikate të zinkut, dhe në sasi të vogla gjendet në lloje të ndryshme të qymyrit.
Dëm për shëndetin
Çfarë efekti ka germaniumi në trup? Një element kimik formula elektronike e të cilit është 1e; 8 e; 18; 7 e, mund të ketë një efekt negativ në trupin e njeriut. Për shembull, gjatë ngarkimit të koncentratit të germaniumit, bluarjes, si dhe ngarkimit të dyoksidit të këtij metali, mund të shfaqen sëmundje profesionale. Burime të tjera të dëmshme për shëndetin përfshijnë procesin e shkrirjes së pluhurit të germaniumit në shufra dhe prodhimin e monoksidit të karbonit.
Germaniumi i absorbuar mund të eliminohet shpejt nga trupi, kryesisht përmes urinës. Aktualisht, nuk ka informacion të detajuar se sa toksike janë komponimet inorganike të germaniumit.
Tetrakloridi i gjermaniumit ka një efekt irritues në lëkurë. Në provat klinike, si dhe me administrimin afatgjatë oral të sasive kumulative që arrinin 16 gram spirogermanium (një ilaç organik antitumor), si dhe përbërës të tjerë të germaniumit, u zbulua aktivitet nefrotoksik dhe neurotoksik i këtij metali.
Doza të tilla në përgjithësi nuk janë tipike për ndërmarrjet industriale. Ato eksperimente që u kryen mbi kafshë kishin për qëllim studimin e efektit të germaniumit dhe përbërjeve të tij në një organizëm të gjallë. Si rezultat, u bë e mundur të konstatohej një përkeqësim i shëndetit për shkak të thithjes së një sasie të konsiderueshme të pluhurit të metalit të germaniumit, si dhe dioksidit të tij.
Shkencëtarët kanë zbuluar ndryshime serioze morfologjike në mushkëritë e kafshëve që janë të ngjashme me proceset proliferative. Për shembull, u zbulua trashje e konsiderueshme e seksioneve alveolare, si dhe hiperplazia e enëve limfatike rreth bronkeve dhe trashje e enëve të gjakut.
Dioksidi i gjermaniumit nuk është irritues për lëkurën, por kontakti i drejtpërdrejtë i këtij përbërësi me membranën e syrit çon në formimin e acidit gjermanik, i cili është një irritues serioz i syve. Me injeksione të zgjatura intraperitoneale, u zbuluan ndryshime serioze në gjakun periferik.
Fakte të rëndësishme
Komponimet më të dëmshme të germaniumit janë kloruri dhe hidridi i germaniumit. Substanca e fundit provokon helmim të rëndë. Si rezultat i një ekzaminimi morfologjik të organeve të kafshëve të ngordhura gjatë fazës akute, u shfaqën shqetësime të konsiderueshme në sistemin e qarkullimit të gjakut, si dhe modifikime qelizore në organet parenkimale. Shkencëtarët kanë arritur në përfundimin se hidridi është një helm me shumë qëllime që ndikon në sistemin nervor dhe pengon sistemin periferik të qarkullimit të gjakut.
Tetrakloridi i gjermaniumit
Është një irritues i fortë për sistemin e frymëmarrjes, sytë dhe lëkurën. Në një përqendrim prej 13 mg/m3, është në gjendje të shtypë përgjigjen pulmonare në nivel qelizor. Me rritjen e përqendrimit të kësaj substance, vërehen acarime serioze të traktit të sipërm respirator dhe ndryshime të rëndësishme në ritmin dhe shpeshtësinë e frymëmarrjes.
Helmimi me këtë substancë çon në bronkit katarral-deskuamativ dhe pneumoni intersticiale.
Faturë
Meqenëse në natyrë, germaniumi është i pranishëm si papastërti në xehet e nikelit, polimetaleve dhe tungstenit, në industri kryhen disa procese intensive të punës në lidhje me pasurimin e xeheve për të izoluar metalin e pastër. Oksidi i gjermaniumit fillimisht izolohet prej tij, pastaj zvogëlohet me hidrogjen në një temperaturë të ngritur për të marrë një metal të thjeshtë:
GeO2 + 2H2 = Ge + 2H2O.
Vetitë elektronike dhe izotopet
Germanium konsiderohet një gjysmëpërçues tipik i boshllëkut indirekt. Vlera e konstantës statistikore të saj dielektrike është 16, dhe vlera e afinitetit të elektroneve është 4 eV.
Në një shtresë të hollë galiumi të dopuar, germaniumit mund t'i jepet një gjendje superpërcjellëse.
Ekzistojnë pesë izotope të këtij metali të pranishëm në natyrë. Nga këto, katër janë të qëndrueshme, dhe i pesti pëson prishje të dyfishtë beta, gjysma e jetës është 1,58 × 10 21 vjet.
konkluzioni
Aktualisht, komponimet organike të këtij metali përdoren në industri të ndryshme. Transparenca në zonën spektrale infra të kuqe të germaniumit metalik me pastërti ultra të lartë është e rëndësishme për prodhimin e elementeve optike të optikës infra të kuqe: prizmave, lenteve, dritareve optike të sensorëve modernë. Fusha më e zakonshme e përdorimit të germaniumit është krijimi i optikës për kamerat e imazhit termik, të cilat funksionojnë në intervalin e gjatësisë së valës nga 8 deri në 14 mikron.
Pajisjet e ngjashme përdoren në pajisjet ushtarake për sistemet e drejtimit infra të kuqe, vizionin e natës, imazhet termike pasive dhe sistemet e mbrojtjes nga zjarri. Germanium gjithashtu ka një indeks të lartë thyes, i cili është i nevojshëm për veshjen antireflektuese.
Në inxhinierinë radio, transistorët e bazuar në germanium kanë karakteristika që në shumë aspekte tejkalojnë ato të elementeve të silikonit. Rrymat e kundërta të elementeve të germaniumit janë dukshëm më të larta se ato të homologëve të tyre të silikonit, gjë që bën të mundur rritjen e ndjeshme të efikasitetit të pajisjeve të tilla radio. Duke pasur parasysh se germaniumi nuk është aq i zakonshëm në natyrë sa silikoni, elementët gjysmëpërçues të silikonit përdoren kryesisht në pajisjet radio.
PËRKUFIZIM
Germanium- elementi i tridhjetë e dytë i Tabelës Periodike. Emërtimi - Ge nga latinishtja "germanium". E vendosur në periudhën e katërt, grupi IVA. I referohet gjysmëmetaleve. Ngarkesa bërthamore është 32.
Në gjendjen e tij kompakte, germaniumi ka një ngjyrë të argjendtë (Fig. 1) dhe është i ngjashëm në pamje me metalin. Në temperaturën e dhomës është rezistent ndaj ajrit, oksigjenit, ujit, acideve klorhidrike dhe sulfurik të holluar.
Oriz. 1. Germanium. Pamja e jashtme.
Masa atomike dhe molekulare e germaniumit
PËRKUFIZIM
Masa molekulare relative e substancës (Mr)është një numër që tregon se sa herë masa e një molekule të caktuar është më e madhe se 1/12 e masës së një atomi karboni, dhe masa atomike relative e një elementi (A r)- sa herë masa mesatare e atomeve të një elementi kimik është më e madhe se 1/12 e masës së një atomi karboni.
Meqenëse germaniumi ekziston në gjendje të lirë në formën e molekulave monotomike Ge, vlerat e masave të tij atomike dhe molekulare përkojnë. Ato janë të barabarta me 72.630.
Izotopet e germaniumit
Dihet se në natyrë germani mund të gjendet në formën e pesë izotopeve të qëndrueshme 70 Ge (20,55%), 72 Ge (20,55%), 73 Ge (7,67%), 74 Ge (36,74%) dhe 76 Ge (7,67%). ). Numri i tyre masiv është përkatësisht 70, 72, 73, 74 dhe 76. Bërthama e një atomi të izotopit të germaniumit 70 Ge përmban tridhjetë e dy protone dhe tridhjetë e tetë neutrone; izotopet e tjera ndryshojnë prej tij vetëm në numrin e neutroneve.
Ekzistojnë izotope radioaktive artificiale të paqëndrueshme të germaniumit me numër masiv nga 58 në 86, ndër të cilët izotopi më jetëgjatë 68 Ge me një gjysmë jetëgjatësi prej 270,95 ditësh.
Jonet e gjermaniumit
Niveli i jashtëm i energjisë i atomit të germaniumit ka katër elektrone, të cilat janë elektrone valente:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 2 .
Si rezultat i ndërveprimit kimik, germani heq dorë nga elektronet e valencës, d.m.th. është dhuruesi i tyre dhe kthehet në një jon të ngarkuar pozitivisht:
Ge 0 -2e → Ge 2+ ;
Ge 0 -4e → Ge 4+ .
Molekula dhe atomi i gjermaniumit
Në gjendje të lirë, germaniumi ekziston në formën e molekulave monotomike Ge. Këtu janë disa veti që karakterizojnë atomin dhe molekulën e germaniumit:
Shembuj të zgjidhjes së problemeve
SHEMBULL 1
SHEMBULL 2
| Ushtrimi | Llogaritni fraksionet masive të elementeve që përbëjnë oksidin e germaniumit (IV) nëse formula e tij molekulare është GeO 2. |
| Zgjidhje | Pjesa masive e një elementi në përbërjen e çdo molekule përcaktohet nga formula: ω (X) = n × Ar (X) / Mr (HX) × 100%. |
(Germanium; nga latinishtja Germania - Gjermani), Ge - kimike. element i grupit IV të sistemit periodik të elementeve; në. n. 32, në. m 72,59. Substancë gri argjendi me një shkëlqim metalik. Në kim. komponimet shfaqin gjendje oksidimi + 2 dhe +4. Komponimet me gjendje oksidimi +4 janë më të qëndrueshme. Germaniumi natyror përbëhet nga katër izotope të qëndrueshme me numër masiv 70 (20.55%), 72 (27.37%), 73 (7.67%) dhe 74 (36.74%) dhe një izotop radioaktiv me numër masiv 76 (7.67%) dhe gjysmë jetë. prej 2106 vjetësh. Shumë izotope radioaktive janë prodhuar artificialisht (duke përdorur reaksione të ndryshme bërthamore); Izotopi 71 Ge është i rëndësisë më të madhe me një gjysmë jetë prej 11.4 ditësh.
Ekzistenca e germaniumit të shenjtë (nën emrin "ekazilik") u parashikua në 1871 nga shkencëtari rus D.I. Mendeleev. Sidoqoftë, vetëm në 1886 Kimisti K. Winkler zbuloi një element të panjohur në mineralin argjirodit, vetitë e të cilit përkonin me vetitë e "ekzailikonit". Fillimi i maturës. Prodhimi i gjermaniumit daton në vitet '40. shekulli i 20-të, kur u përdor si material gjysmëpërçues. Përmbajtja e germaniumit në koren e tokës është (1-2) 10~4%. Germanium është një element gjurmë dhe rrallë gjendet në formën e mineraleve të veta. Njihen shtatë minerale, në të cilët përqendrimi i tij është më shumë se 1%, ndër to: Cu2 (Cu, Ge, Ga, Fe, Zn)2 (S, As)4X X (6.2-10.2% Ge), rhenieriti (Cu, Fe)2 (Cu, Fe, Ge, Ga, Zn)2 X X (S, As)4 (5,46-7,80% Ge) dhe argjirodit Ag8GeS6 (3/55-6,93% Ge) . G. grumbullohet edhe në kaustobiolite (thëngjij humike, shist argjilor nafte, naftë). Modifikimi kristalor i Xhelit, i cili është i qëndrueshëm në kushte normale, ka një strukturë kubike si diamanti, me një periodë a = 5.65753 A (Xhel).
Germanium është
Dendësia e germaniumit (temperatura 25°C) 5,3234 g/cm3, pika e shkrirjes 937,2°C; pika e vlimit 2852°C; nxehtësia e shkrirjes 104,7 cal/g, nxehtësia e sublimimit 1251 cal/g, kapaciteti i nxehtësisë (temperatura 25° C) 0,077 cal/g deg; Koeficient përçueshmëri termike, (temperatura 0°C) 0,145 cal/cm sec deg, koeficienti i temperaturës. zgjerim linear (temperatura 0-260° C), 5,8 x 10-6 deg-1. Kur shkrihet, germani zvogëlohet në vëllim (me rreth 5.6%), dendësia e tij rritet me 4% h Në presion të lartë, një modifikim i ngjashëm me diamantin. Germanium pëson transformime polimorfike, duke formuar modifikime kristalore: një strukturë tetragonale e tipit B-Sn (GeII), një strukturë tetragonale me qendër trupin me perioda a = 5,93 A, c = 6,98 A (GeIII) dhe një strukturë kubike me qendër trupin me një periudhë a = 6, 92 A (GeIV). Këto modifikime dallohen nga dendësia dhe përçueshmëria elektrike më e lartë në krahasim me GeI.
Germanium amorf mund të merret në formë filmash (rreth 10-3 cm të trasha) me kondensim me avull. Dendësia e tij është më e vogël se dendësia e kristaleve kristalore kristalore.Struktura e brezave të energjisë në një kristal kristalor kristalor përcakton vetitë e tij gjysmëpërçuese. Gjerësia e hendekut të brezit është 0,785 eV (temperatura 0 K), rezistenca elektrike (temperatura 20 ° C) është 60 ohm cm dhe me rritjen e temperaturës zvogëlohet ndjeshëm sipas një ligji eksponencial. Papastërtitë i japin G. të ashtuquajturat. përçueshmëria e papastërtive e llojit elektronik (papastërtitë e arsenikut, antimonit, fosforit) ose vrimës (papastërtitë e galiumit, aluminit, indiumit). Lëvizshmëria e bartësve të ngarkesës në gravitet (temperatura 25 ° C) për elektronet është rreth 3600 cm2 / për sekondë, për vrimat - 1700 cm2 / për sekondë, përqendrimi i brendshëm i transportuesve të ngarkesës (temperatura 20 ° C) është 2.5. 10 13 cm-3. G. diamagnetike. Kur shkrihet, shndërrohet në një gjendje metalike. Germaniumi është shumë i brishtë, fortësia e tij Mohs është 6.0, mikrofortësia e tij është 385 kgf/mm2, forca në shtypje (temperatura 20°C) është 690 kgf/cm2. Me rritjen e temperaturës, ngurtësia zvogëlohet; mbi një temperaturë prej 650 ° C, ajo bëhet plastike dhe ia lë vendin gëzofit. përpunimi. Germanium është praktikisht inert ndaj ajrit, oksigjenit dhe elektroliteve jooksiduese (nëse nuk ka oksigjen të tretur) në temperatura deri në 100°C. Rezistent ndaj veprimit të acidit klorhidrik dhe acidit sulfurik të holluar; tretet ngadalë në përbërjet e përqendruara të sulfurit dhe azotit kur nxehet (filmi i dioksidit që rezulton ngadalëson tretjen), tretet mirë në aqua regia, në tretësirat e hipokloriteve ose hidroksideve të metaleve alkali (në prani të peroksidit të hidrogjenit), në shkrirjet e alkalit, peroksidet , nitratet dhe karbonatet e metaleve alkaline.
Mbi temperaturat 600°C, oksidohet në ajër dhe në një rrymë oksigjeni, duke formuar oksid GeO dhe dioksid (Ge02) me oksigjen. Oksidi i gjermaniumit është një pluhur gri i errët që sublimohet në temperaturën 710°C, tretet pak në ujë me formimin e një përbërjeje të dobët germaniti (H2Ge02), kripërat (germanitët) nuk janë të qëndrueshme. GeO tretet lehtësisht në komponime për të formuar kripëra dyvalente G. Dioksidi i gjermaniumit është një pluhur i bardhë që ekziston në disa modifikime polimorfike që ndryshojnë shumë në vetitë kimike. Shenjtorët: modifikimi gjashtëkëndor i dioksidit është relativisht i tretshëm në ujë (4,53 zU në një temperaturë prej 25 ° C), zgjidhje alkali dhe të ngjashme, modifikimi tetragonal është praktikisht i patretshëm në ujë dhe inert ndaj tyre. Duke u tretur në alkale, dioksidi dhe hidrati i tij formojnë kripëra metagermanate (H2Ge03) dhe ortogermanate (H4Ge04) - germanate. Germanatet e metaleve alkali janë të tretshëm në ujë, ndërsa germanatet e tjera janë praktikisht të patretshme; ato të sapoprecipituara treten në përbërje minerale. G. kombinohet lehtësisht me halogjenet, duke formuar kur nxehet (rreth 250 ° C) tetrahalogjenidet përkatëse - komponime jo të ngjashme me kripën që hidrolizohen lehtësisht nga uji. E njohur g - kafe e errët (GeS) dhe e bardhë (GeS2).
Germanium karakterizohet nga komponime me azot - nitrid kafe (Ge3N4) dhe nitrid i zi (Ge3N2), i karakterizuar nga një kimikat më i ulët. këmbëngulje. Me fosfor, G. formon një fosfid me rezistencë të ulët (GeP) me ngjyrë të zezë. Nuk ndërvepron me karbonin dhe nuk shkrihet; me silikon formon një seri të vazhdueshme tretësish të ngurta. Germanium, si një analog i karbonit dhe silikonit, karakterizohet nga aftësia për të formuar hidrogjene të germaniumit të tipit GenH2n + 2 (germanes), si dhe komponime të ngurta të llojeve GeH dhe GeH2 (germenes). Germanium formon përbërje metalike () dhe me shumë të tjerë. metalet. Nxjerrja e germaniumit nga lëndët e para përfshin marrjen e një koncentrati të pasur të germaniumit dhe prej tij një pastërti të lartë. Në prom. Në një shkallë të gjerë, germaniumi merret nga tetrakloruri, duke përdorur gjatë pastrimit paqëndrueshmërinë e tij të lartë (për izolim nga koncentrati), me përmbajtje të ulët të acidit klorhidrik të përqendruar dhe të lartë në tretës organikë (për pastrimin nga papastërtitë). Shpesh, për pasurim, përdoret paqëndrueshmëria e lartë e sulfideve dhe oksideve më të ulëta, të cilat sublimohen lehtësisht.
Për të marrë germanium gjysmëpërçues, përdoret kristalizimi i drejtuar dhe rikristalizimi i zonës. Germanium monokristalor përftohet duke tërhequr nga një shkrirje. Gjatë procesit të rritjes G. dopohet me speciale. aditivë, që rregullojnë veti të caktuara të kristalit të vetëm. G. furnizohet në formë shufrash me gjatësi 380-660 mm dhe prerje tërthore deri në 6,5 cm2. Germanium përdoret në radio elektronike dhe inxhinieri elektrike si një material gjysmëpërçues për prodhimin e diodave dhe transistorëve. Prej tij bëhen lente për pajisje optike infra të kuqe, dozimetra të rrezatimit bërthamor, analizues të spektroskopisë me rreze X, sensorë që përdorin efektin Hall dhe konvertues të energjisë së kalbjes radioaktive në energji elektrike. Germanium përdoret në zbutëset e mikrovalëve dhe termometrat e rezistencës që funksionojnë në temperaturën e heliumit të lëngshëm. Filmi G. i aplikuar në reflektor karakterizohet nga reflektim i lartë dhe rezistencë e mirë ndaj korrozionit. germanium me disa metale, të karakterizuara nga rritja e rezistencës ndaj mjediseve acidike agresive, përdoren në prodhimin e instrumenteve, inxhinierinë mekanike dhe metalurgjinë. Hemaniumi dhe ari formojnë një eutektikë me shkrirje të ulët dhe zgjerohen pas ftohjes. G. dioksidi përdoret për prodhimin e produkteve të veçanta. syzet e karakterizuara nga koeficienti i lartë. përthyerje dhe transparencë në pjesën infra të kuqe të spektrit, elektroda xhami dhe termistorë, si dhe smalt dhe glazura dekorative. Gjermanët përdoren si aktivizues të fosforit dhe fosforit.
- elementi kimik i sistemit periodik të elementeve kimike D.I. Mendelejevi. Dhe i shënuar me simbolin Ge, germaniumi është një substancë e thjeshtë me ngjyrë gri-të bardhë dhe ka karakteristikat e forta të një metali.
Përmbajtja në koren e tokës është 7,10-4% ndaj peshës. i referohet elementëve gjurmë, për shkak të grumbujve të reaktivitetit ndaj oksidimit në gjendje të lirë, nuk gjendet si metal i pastër.
Gjetja e germaniumit në natyrë
Germanium është një nga tre elementët kimikë të parashikuar nga D.I. Mendeleev bazuar në pozicionin e tyre në tabelën periodike (1871).
I përket elementëve të rrallë gjurmë.
Aktualisht, burimet kryesore të prodhimit industrial të germaniumit janë mbetjet nga prodhimi i zinkut, koksimi i qymyrit, hiri i disa llojeve të qymyrit, në papastërtitë silikate, shkëmbinjtë sedimentarë të hekurit, në xeherorët e nikelit dhe tungstenit, torfe, vaji, ujërat gjeotermale dhe në disa alga. .
Mineralet kryesore që përmbajnë germanium
Plumbogermatit (PbGeGa) 2 SO 4 (OH) 2 + H 2 Përmbajtja O deri në 8.18%
yargyrodite AgGeS6 përmban nga 3.65 në 6.93% gjermania
rhenierite Cu 3 (FeGeZn) (SAs) 4 përmban nga 5,5 deri në 7,8% germanium.
Në disa vende, germani merret si një nënprodukt i përpunimit të xeheve të caktuara si zink-plumb-bakër. Gjermani përftohet edhe në prodhimin e koksit, si dhe në hirin e qymyrit të murrmë me përmbajtje 0,0005 deri në 0,3% dhe në hirin e thëngjillit të fortë me përmbajtje nga 0,001 deri në 1-2%.
Germanium si metal është shumë rezistent ndaj oksigjenit atmosferik, oksigjenit, ujit, disa acideve, acidit sulfurik të holluar dhe klorhidrik. Por ai reagon shumë ngadalë me acidin sulfurik të koncentruar.
Germanium reagon me acidin nitrik HNO 3 dhe aqua regia, reagon ngadalë me alkalet kaustike për të formuar kripë germanate, por me shtimin e peroksidit të hidrogjenit H 2 O 2 reagimi vazhdon shumë shpejt.
Kur ekspozohet ndaj temperaturave të larta mbi 700 °C, germaniumi oksidohet lehtësisht në ajër për të formuar GeO 2 , reagon lehtësisht me halogjenet, duke prodhuar kështu tetrahalogjenite.
Nuk reagon me hidrogjen, silikon, azot dhe karbon.
Janë të njohura komponime të paqëndrueshme të germaniumit me karakteristikat e mëposhtme:
Gjermani heksahidridi -digerman, Ge 2 H 6 - një gaz i ndezshëm, kur ruhet në dritë për një kohë të gjatë, zbërthehet, zverdhet e më pas kafeja, kthehet në një lëndë të ngurtë kafe të errët, e zbërthyer nga uji dhe alkalet.
Gjermani tetrahidrid, monogerman - GeH 4 .
Aplikimi i germaniumit
Germanium, si disa të tjerë, ka vetitë e të ashtuquajturve gjysmëpërçues. Në bazë të përçueshmërisë së tyre elektrike, gjithçka ndahet në tre grupe: përçues, gjysmëpërçues dhe izolues (dielektrikë). Përçueshmëria elektrike specifike e metaleve është në rangun 10V4 - 10V6 Ohm.cmV-1, ndarja e dhënë është arbitrare. Sidoqoftë, është e mundur të vihet në dukje një ndryshim thelbësor në vetitë elektrike të përçuesve dhe gjysmëpërçuesve. Për të parën, përçueshmëria elektrike zvogëlohet me rritjen e temperaturës, ndërsa për gjysmëpërçuesit rritet. Në temperatura afër zeros absolute, gjysmëpërçuesit kthehen në izolues. Siç dihet, përçuesit metalikë shfaqin veti superpërcjellëse në kushte të tilla.
Gjysmëpërçuesit mund të jenë substanca të ndryshme. Këto përfshijnë: bor, (
Ju lutemi vini re se ne marrim germanium në çdo sasi dhe formë, përfshirë. në formën e skrapit. Ju mund të shesni germanium duke telefonuar numrin e telefonit në Moskë të treguar më lart.
Germanium është një gjysmëmetal i brishtë, i bardhë argjendi, i zbuluar në 1886. Ky mineral nuk gjendet në formën e tij të pastër. Gjendet në minerale silikate, hekuri dhe sulfide. Disa nga përbërjet e tij janë toksike. Germanium përdoret gjerësisht në industrinë elektrike, ku vetitë e tij gjysmëpërçuese janë të dobishme. Është i domosdoshëm në prodhimin e infra të kuqe dhe fibra optike.
Çfarë veti ka germaniumi?
Ky mineral ka një pikë shkrirjeje prej 938.25 gradë Celsius. Shkencëtarët ende nuk mund të shpjegojnë treguesit e kapacitetit të tij të nxehtësisë, gjë që e bën atë të domosdoshëm në shumë fusha. Germanium ka aftësinë për të rritur densitetin e tij kur shkrihet. Ka veti të shkëlqyera elektrofizike, gjë që e bën atë një gjysmëpërçues të shkëlqyer të boshllëkut indirekt.
Nëse flasim për vetitë kimike të këtij gjysmëmetali, duhet theksuar se ai është rezistent ndaj acideve dhe alkaleve, ujit dhe ajrit. Germanium tretet në një tretësirë të peroksidit të hidrogjenit dhe aqua regia.
Gjermania minierave
Një sasi e kufizuar e këtij gjysmë metali është minuar aktualisht. Depozitat e tij janë dukshëm më të vogla në krahasim me depozitat e bismutit, antimonit dhe argjendit.
Për shkak të faktit se proporcioni i këtij minerali në koren e tokës është mjaft i vogël, ai formon mineralet e veta për shkak të futjes së metaleve të tjera në rrjetat kristalore. Përmbajtja më e lartë e germaniumit vërehet në sfalerite, pirargjirite, sulfanit dhe në mineralet me ngjyra dhe hekuri. Gjendet, por shumë më rrallë, në depozitat e naftës dhe qymyrit.
Përdorimi i germaniumit
Përkundër faktit se germaniumi u zbulua shumë kohë më parë, ai filloi të përdoret në industri rreth 80 vjet më parë. Semimetali u përdor për herë të parë në prodhimin ushtarak për prodhimin e pajisjeve të caktuara elektronike. Në këtë rast, ajo gjeti aplikim si diodë. Tani situata ka ndryshuar disi.
Fushat më të njohura të aplikimit të germaniumit përfshijnë:
- prodhimi i optikës. Gjysmëmetali është bërë i domosdoshëm në prodhimin e elementeve optikë, të cilët përfshijnë dritare me sensor optik, prizma dhe lente. Vetitë e transparencës së germaniumit në rajonin infra të kuqe erdhën në ndihmë këtu. Gjysmëmetali përdoret në prodhimin e optikës për kamerat e imazhit termik, sistemet e zjarrit dhe pajisjet e shikimit të natës;
- prodhimi i radio elektronikës. Në këtë zonë, gjysmëmetali u përdor në prodhimin e diodave dhe transistorëve. Sidoqoftë, në vitet '70, pajisjet e germaniumit u zëvendësuan me ato silikoni, pasi silikoni bëri të mundur përmirësimin e ndjeshëm të karakteristikave teknike dhe operacionale të produkteve të prodhuara. Treguesit e rezistencës ndaj ndikimeve të temperaturës janë rritur. Përveç kësaj, pajisjet e germaniumit bënë shumë zhurmë gjatë funksionimit.
Gjendja aktuale me germaniumin
Aktualisht, gjysmëmetali përdoret në prodhimin e pajisjeve me mikrovalë. Teleridi i gjermaniumit është dëshmuar mirë si një material termoelektrik. Çmimet e gjermaniumit janë mjaft të larta tani. Një kilogram metal germanium kushton 1200 dollarë.
Blerja e Gjermanisë
Germanium gri argjendi është i rrallë. Gjysmëmetali i brishtë ka veti gjysmëpërçuese dhe përdoret gjerësisht për të krijuar pajisje elektrike moderne. Përdoret gjithashtu për të krijuar instrumente optike me precizion të lartë dhe pajisje radio. Germanium ka një vlerë të madhe si në formën e metalit të pastër ashtu edhe në formën e dioksidit.
Kompania Goldform është e specializuar në blerjen e germaniumit, hekurishteve të ndryshme dhe komponentëve të radios. Ne ofrojmë ndihmë me vlerësimin e materialit dhe transportin. Ju mund të dërgoni germanium me postë dhe të merrni paratë tuaja të plota.
