Va kremniydan oldin ham germaniy eng muhim yarimo'tkazgich materialiga aylandi.
Bu erda savol o'rinli: yarim o'tkazgichlar va yarim o'tkazgichlar nima? Hatto mutaxassislar ham ba'zan bunga aniq javob berish qiyin. "Yarim o'tkazuvchanlikning aniq ta'rifi qiyin va yarim o'tkazgichlarning qaysi xususiyati hisobga olinishiga bog'liq" - bu qochqin javob yarimo'tkazgichlar bo'yicha juda hurmatli ilmiy ishdan olingan. To'g'ri, juda aniq ta'rif bor: "Yarimo'tkazgich ikkita mashina uchun bitta o'tkazgichdir", ammo bu allaqachon folklor sohasidan ...
32-raqamli element haqida asosiy narsa shundaki, u yarim o'tkazgichdir. Bu xususiyatni tushuntirishga keyinroq qaytamiz. Ayni paytda, fizik-kimyoviy "shaxsiyat" sifatida germaniy haqida.
germaniy qanday bo'lsa
Ehtimol, o'quvchilarning aksariyati germaniyni hech qachon ko'rmagan. Ushbu element juda kam uchraydi, qimmat, undan iste'mol tovarlari ishlab chiqarilmaydi va yarimo'tkazgichli qurilmalarning germaniy "to'ldirilishi" shunchalik kichikki, siz uning nima ekanligini ko'rishingiz mumkin, germaniy, qiyin, hatto qurilma tanasi singan bo'lsa ham. Shuning uchun biz germaniyning asosiy xususiyatlari, tashqi ko'rinishi, xususiyatlari haqida gapiramiz. Va siz muallif bir necha marta bajarishi kerak bo'lgan oddiy operatsiyalarni aqliy ravishda bajarishga harakat qilasiz.
Paketdan standart germaniy quymasini chiqaramiz. Bu diametri 10 dan 35 gacha va uzunligi bir necha o'n millimetr bo'lgan deyarli muntazam silindrsimon shakldagi kichik tanadir. Ba'zi ma'lumotnomalarda №32 element kumush ekanligi aytilgan, ammo bu har doim ham to'g'ri emas: germaniyning rangi uning sirt ishloviga bog'liq. Ba'zan deyarli qora ko'rinadi, ba'zida u po'latga o'xshaydi, lekin ba'zida u ham kumushdir.
Germaniy ingotini ko'rib chiqayotganda, uning narxi oltinga teng ekanligini unutmang va hech bo'lmaganda, shuning uchun uni erga tashlamaslik kerak. Ammo yana bir sabab bor, bu juda muhim: germaniy deyarli shisha kabi mo'rt va shunga mos ravishda o'zini tuta oladi. Men bunday muvaffaqiyatsizlikdan so'ng, beparvo eksperimentator uzoq vaqt davomida pol bo'ylab emaklab, barcha bo'laklarni bitta bo'lakka yig'ishga harakat qilganini ko'rdim ... Tashqi ko'rinishida germaniyni kremniy bilan aralashtirib yuborish oson. Ushbu elementlar nafaqat asosiy yarimo'tkazgich materiali, balki analoglari ham bo'lgan raqobatchilardir. Biroq, ko'plab texnik xususiyatlar va tashqi ko'rinishning o'xshashligiga qaramay, germaniy ingotini kremniy ingotidan ajratish juda oddiy: germaniy kremniydan ikki baravar og'irroqdir (zichligi mos ravishda 5,33 va 2,33 g / sm 3).
Oxirgi bayonotga aniqlik kiritish kerak, garchi raqamlar izoh berishga to'sqinlik qiladigan ko'rinadi. Gap shundaki, 5.33 raqami germaniy-1 ga tegishli - 32-sonli elementning beshta allotropik modifikatsiyasining eng keng tarqalgani va eng muhimi. Ulardan biri amorf, to'rttasi kristalli. Kristalli germaniy-1 eng engilidir. Uning kristallari olmos kristallari bilan bir xil tarzda qurilgan, ammo agar bunday tuzilma uglerod uchun maksimal zichlikni aniqlasa, germaniy ham zichroq "qadoqlarga" ega. O'rtacha isitish (30 ming atm va 100 ° C) bilan yuqori bosim Ge-I ni oq qalay kabi kristall panjara bilan Ge-II ga aylantiradi.
Xuddi shunday, Ge-II, Ge-III va Ge-IV dan ham zichroq bo'lishi mumkin.
Kristalli germaniyning barcha "noodatiy" modifikatsiyalari Ge-I va elektr o'tkazuvchanligidan ustundir. Ushbu o'ziga xos xususiyatni eslatib o'tish tasodifiy emas: yarimo'tkazgich elementi uchun elektr o'tkazuvchanligining qiymati (yoki o'zaro qiymat - qarshilik) ayniqsa muhimdir.
Ammo yarimo'tkazgich nima?
Rasmiy ravishda yarimo'tkazgich 1 sm ga mingdan million ohmgacha bo'lgan qarshilikka ega bo'lgan moddadir "dan" va "to" ramkalari juda keng, ammo bu diapazonda germaniyning o'rni juda aniq. 18 ° C haroratda bir santimetr kubik sof germaniyning qarshiligi 72 ohmni tashkil qiladi. 19 ° S haroratda bir xil kubning qarshiligi 68 ohmgacha kamayadi. Bu odatda yarimo'tkazgichlarga xosdir - haroratning engil o'zgarishi bilan elektr qarshiligining sezilarli o'zgarishi. Harorat ko'tarilgach, qarshilik odatda pasayadi. Nurlanish ta'sirida ham, mexanik deformatsiyalar paytida ham sezilarli darajada o'zgaradi.
E'tiborga molik jihati shundaki, germaniyning (aslida, boshqa yarimo'tkazgichlar kabi) nafaqat tashqi ta'sirlarga nisbatan sezgirligi. Germaniyning xususiyatlariga hatto ahamiyatsiz miqdordagi aralashmalar ham kuchli ta'sir ko'rsatadi. Nopoklarning kimyoviy tabiati kam emas.
V guruh elementining qo'shilishi elektron turdagi o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan yarim o'tkazgichni olish imkonini beradi. GESlar shunday tayyorlanadi (elektron germaniy surma bilan qo'shilgan). III guruh elementini qo'shish orqali biz unda o'tkazuvchanlikning teshik turini yaratamiz (ko'pincha bu GDH - galliy bilan qo'shilgan teshik germaniy).
Eslatib o'tamiz, "teshiklar" boshqa energiya darajasiga o'tgan elektronlar tomonidan bo'shatilgan joylardir. Muhojirdan bo‘shatilgan “kvartira”ni darhol qo‘shnisi egallashi mumkin, lekin uning ham o‘z kvartirasi bo‘lgan. Ko'chirishlar birin-ketin amalga oshiriladi va teshik harakatlanadi.
Elektron va teshik o'tkazuvchanligi bo'lgan maydonlarning kombinatsiyasi eng muhim yarimo'tkazgich qurilmalari - diodlar va tranzistorlar asosini tashkil etdi. Misol uchun, indiyni HES plastinkasiga birlashtirib, teshik o'tkazuvchanligi bo'lgan hududni yaratish orqali biz rektifikator qurilma - diodni olamiz. U elektr tokini asosan bir yo'nalishda - teshik o'tkazuvchanligi bo'lgan joydan elektronga o'tkazadi. GES plitasining ikkala tomonida indiyni eritib, biz bu plitani tranzistor asosiga aylantiramiz.
Dunyodagi birinchi germaniy tranzistori 1948 yilda yaratilgan va 20 yildan keyin yuz millionlab bunday qurilmalar ishlab chiqarilgan. Germaniy diodlar va triodlar radio va televizorlarda, kompyuterlarda va turli o'lchash uskunalarida keng qo'llaniladi.
Germaniy zamonaviy texnologiyaning boshqa muhim sohalarida ham qo'llaniladi: past haroratni o'lchash, infraqizil nurlanishni aniqlash va hokazo. Bu sohalarning barchasi germaniyni juda yuqori tozaligi - fizik va kimyoviy talab qiladi. Kimyoviy tozaligi shundayki, zararli aralashmalar miqdori foizning o'n milliondan bir qismidan oshmaydi (107%). Jismoniy tozalik - kristal tuzilishidagi dislokatsiyalar, buzilishlarning minimal darajasi. Bunga erishish uchun bitta kristalli germaniy yetishtiriladi: butun ingot bitta kristaldir.
Bu aql bovar qilmaydigan poklik uchun
Yer qobig'ida germaniy unchalik kichik emas - uning massasining 7 * 10 -4%. Bu qo'rg'oshin, kumush, volframdan ko'proq. Germaniy Quyoshda va meteoritlarda uchraydi. Germaniya barcha mamlakatlarda mavjud. Ammo germaniy minerallarining sanoat konlari, aftidan, sanoatlashgan mamlakatga ega emas. Germaniy juda tarqalgan. Ushbu element 1% dan ortiq bo'lgan minerallar - argirodit, germanit, ultramafik va boshqalar, shu jumladan renierit, shtotit, konfieldit va plumbogermanit faqat so'nggi o'n yilliklarda topilgan - juda kam uchraydi. Ular dunyoning ushbu muhim elementga bo'lgan ehtiyojini qoplay olmaydi.
Va quruqlikdagi germaniyning asosiy qismi boshqa elementlarning minerallarida, ko'mirda, tabiiy suvlarda, tuproqda va tirik organizmlarda tarqalgan. Ko'mirda, masalan, germaniyning tarkibi foizning o'ndan biriga yetishi mumkin. Balki, lekin har doim ham yetib boravermaydi. Antrasitda, masalan, u deyarli yo'q ... Bir so'z bilan aytganda, germaniy hamma joyda va hech qanday joyda yo'q.
Shuning uchun germaniyni konsentratsiyalash usullari juda murakkab va xilma-xildir. Ular birinchi navbatda xom ashyo turiga va undagi ushbu elementning tarkibiga bog'liq.
Akademik Nikolay Petrovich Sajin SSSRda germaniy muammosini har tomonlama o'rganish va hal qilish bo'limiga rahbarlik qilgan. Sovet yarimo'tkazgich sanoati qanday paydo bo'lganligi uning ushbu atoqli olim va fan tashkilotchisi vafotidan bir yarim yil oldin "Kimyo va hayot" jurnalida chop etilgan maqolasida tasvirlangan.
Mamlakatimizda birinchi marta 1941 yil boshida sof germaniy dioksidi olindi, undan yorug‘likning sindirish ko‘rsatkichi juda yuqori bo‘lgan germaniy oynasi yasaldi. 32-sonli element va uni ishlab chiqarish usullari bo'yicha tadqiqotlar urushdan keyin, 1947 yilda qayta tiklandi. Endi olimlar germaniyga aynan yarimo'tkazgich sifatida qiziqish bildirishdi.
Tahlilning yangi usullari germaniy xom ashyosining yangi manbasini - koks zavodlarining smolali suvlarini aniqlashga yordam berdi. Ularda Germaniya 0,0003% dan ko'p emas, ammo ulardan eman ekstrakti yordamida germaniyni tannid kompleksi shaklida cho'ktirish oson bo'ldi. Taninning asosiy komponenti glyukoza esteridir. Eritmadagi ushbu elementning konsentratsiyasi juda kichik bo'lsa ham, u germaniyni bog'lashga qodir.
Olingan cho'kmadan organik moddalarni yo'q qilib, 45% gacha germaniy dioksidi bo'lgan konsentratni olish oson.
Keyingi o'zgarishlar xom ashyo turiga bog'liq emas. Germaniy vodorod bilan qaytariladi (Vinkler singari), lekin avval germaniy oksidini ko'plab aralashmalardan ajratish kerak. Ushbu muammoni hal qilish uchun germaniy birikmalaridan birining xususiyatlarining muvaffaqiyatli kombinatsiyasi juda foydali bo'lib chiqdi.
Germaniy tetraklorid GeCl 4 - past qaynash nuqtasi (83,1 ° C) bo'lgan uchuvchi suyuqlik. Shuning uchun uni distillash va rektifikatsiya qilish orqali tozalash qulay (jarayon o'rash bilan kvarts ustunlarida sodir bo'ladi). Germaniy tetraklorid konsentrlangan xlorid kislotada deyarli erimaydi. Shuning uchun, aralashmalarning xlorid kislotasi bilan erishi GeCl 4 ni tozalash uchun ishlatilishi mumkin.
Tozalangan GeCl4 suv bilan ishlov beriladi, undan deyarli barcha ifloslantiruvchi moddalar ilgari ion almashinadigan qatronlar yordamida olib tashlangan. Istalgan tozalikning belgisi suvning qarshiligining 15-20 million ohm-sm gacha oshishi hisoblanadi.
Suv ta'sirida germaniy tetraklorid gidrolizlanadi: GeCl 4 + 2H 2 O → GeO 2 + 4HCl. E'tibor bering, bu germaniy tetraklorid olinadigan reaktsiyaning "teskari" tenglamasi. Buning ortidan GeO 2 ning tozalangan vodorod bilan kamayishi kuzatiladi: GeO 2 + 2H 2 → Ge + 2H 2 O. Chang germaniy olinadi, u qotishmalanadi va keyin zonali eritish orqali yanada tozalanadi. Aytgancha, materiallarni tozalashning ushbu usuli 1952 yilda yarimo'tkazgichli germaniyni tozalash uchun maxsus ishlab chiqilgan.
Germaniyga u yoki bu turdagi o'tkazuvchanlikni (elektron yoki teshik) berish uchun zarur bo'lgan aralashmalar ishlab chiqarishning oxirgi bosqichlarida, ya'ni zonani eritish paytida va bitta kristallni etishtirish jarayonida kiritiladi.
1942 yilda radar tizimlaridagi vakuum naychalarining bir qismini yarimo'tkazgichli detektorlar bilan almashtirish foydali ekanligi aniqlanganidan beri germaniyga qiziqish yildan-yilga ortib bormoqda. Ilgari foydalanilmagan ushbu elementni o'rganish umuman fanning va birinchi navbatda, qattiq jismlar fizikasining rivojlanishiga yordam berdi. Yarimo'tkazgichli qurilmalar - diodlar, tranzistorlar, termistorlar, tenzistorlar, fotodiodlar va boshqalarning radioelektronika va umuman texnologiya rivojlanishi uchun ahamiyati shunchalik katta va shu qadar yaxshi ma'lumki, bu haqda gapirishga arziydi. baland ohanglarda yana qandaydir noqulay. 1965 yilgacha ko'pchilik yarim o'tkazgichli qurilmalar germaniy asosida ishlab chiqarilgan. Ammo keyingi yillarda "ekasilikon" ni kremniyning o'zi bilan asta-sekin almashtirish jarayoni rivojlana boshladi.
Kremniy bosimi ostida germaniy
Silikon yarimo'tkazgichli qurilmalar germaniy qurilmalari bilan, birinchi navbatda, yuqori haroratlarda va past teskari oqimlarda yaxshi ishlashi bilan yaxshi taqqoslanadi. Kremniyning katta afzalligi uning dioksidining tashqi ta'sirlarga chidamliligi edi. Aynan u yarimo'tkazgichli asboblarni ishlab chiqarish uchun yanada ilg'or - planar texnologiyani yaratishga imkon berdi, shundan iboratki, silikon plastinka kislorodda yoki kislorodning suv bug'lari aralashmasida isitiladi va u himoya qatlami bilan qoplanadi. SiO 2.
Keyin "derazalar" ni kerakli joylarga yopishtirib, ular orqali dopantlar kiritiladi, kontaktlar bu erda ulanadi va umuman qurilma tashqi ta'sirlardan himoyalangan. Germaniy uchun bunday texnologiya hali mumkin emas: uning dioksidining barqarorligi etarli emas. Kremniy, galliy arsenid va boshqa yarim o'tkazgichlarning hujumi ostida germaniy asosiy yarim o'tkazgich materiali sifatida o'z mavqeini yo'qotdi. 1968 yilda Qo'shma Shtatlar germaniydan ko'ra ko'proq kremniy tranzistorlarini ishlab chiqardi. Hozirda germaniyning jahon ishlab chiqarishi, xorijiy mutaxassislarning fikricha, yiliga 90-100 tonnani tashkil etadi. Uning texnologiya sohasidagi mavqei ancha kuchli.
- Birinchidan, yarimo'tkazgichli germaniy yarimo'tkazgichli kremniyga qaraganda sezilarli darajada arzon.
- Ikkinchidan, ba'zi yarimo'tkazgichli qurilmalarni, avvalgidek, kremniydan emas, balki germaniydan yasash osonroq va foydaliroq.
- Uchinchidan, germaniyning fizik xususiyatlari uni muayyan turdagi qurilmalarni, xususan, tunnel diodlarini ishlab chiqarishda amalda ajralmas holga keltiradi.
Bularning barchasi germaniyning qiymati har doim katta bo'lishiga ishonishga asos beradi.
YANA ANGI BASHOROT. D.I.Mendeleyevning bashoratliligi haqida ko‘p yozilgan, u hali ochilmagan uchta elementning xossalarini tasvirlab bergan. O'zimizni takrorlamoqchi emasmiz, biz shunchaki Mendeleev prognozining to'g'riligiga e'tibor qaratmoqchimiz. Mendeleyev va Vinklerning jadvalda umumlashtirilgan ma’lumotlarini solishtiring.
Ekasilicon Atom og'irligi 72 O'ziga xos tortishish 5,5 Atom hajmi 13 Yuqori oksid EsO 2 Uning solishtirma og'irligi 4,7
EsCl 4 xlorid birikmasi - qaynash nuqtasi taxminan 90 ° C bo'lgan suyuqlik
Vodorod aloqasi EsH 4 gazsimon
Qaynish nuqtasi 160 ° C bo'lgan Es (C2H 5) 4 organometall birikmasi
Germaniy Atom og'irligi 72,6 solishtirma og'irligi 5,469 Atom hajmi 13,57 Yuqori oksidi GeO 2 Uning solishtirma og'irligi 4,703
Xlorid birikmasi GeCl 4 - qaynash nuqtasi 83 ° C bo'lgan suyuqlik
Vodorod aloqasi GeH 4 gazsimon
Qaynash nuqtasi 163,5 ° C bo'lgan Ge (C2H 5) 4 organometall birikmasi
KLEMENS VINKLERDAN XAT
“Janob hazratlari!
Sizga xabarni qayta nashr etishimga ijozat bering, shundan kelib chiqadiki, men yangi "germaniy" elementini topdim. Avvaliga men bu element sizning ajoyib tarzda qurilgan davriy tizimingizda surma va vismut o'rtasidagi bo'shliqni to'ldirgan deb o'yladim va bu element sizning ekaantimoningizga to'g'ri keladi, lekin hamma narsa biz bu erda ekasilitium bilan shug'ullanayotganimizni ko'rsatadi.
Tez orada sizga ushbu qiziqarli modda haqida ko'proq ma'lumot berishga umid qilaman; Bugun men sizlarga ajoyib izlanishingizning g‘alabasi haqida xabar berish bilan cheklanib qolaman va o‘zimning hurmatim va chuqur hurmatimni bildiraman.
MENDELEEV JAVOB BERDI: “Germaniyning kashf etilishi davriy tizimning toji bo‘lganligi sababli, siz germaniyning “otasi” sifatida bu tojga egasiz; Men uchun salaf sifatidagi rolim va siz bilan uchrashgan do'stona munosabatim qimmatlidir.
GERMANIY VA ORGANIKALAR. 32-sonli elementning birinchi organoelementli birikmasi tetraetilgermaniy germaniy tetraxloriddan Uinkler tomonidan olingan. Qizig'i shundaki, shu paytgacha olingan germaniy organoelement birikmalarining hech biri zaharli emas, aksariyat qo'rg'oshin va organotin birikmalari (bu elementlar germaniyning analoglari) zaharli hisoblanadi.
GERMANIY MONOKRISTAL QANDAY O'STIRILADI. Eritilgan germaniy yuzasiga germaniy kristali qo'yiladi - bu "urug'", asta-sekin avtomatik qurilma tomonidan ko'tariladi; erish harorati germaniyning erish nuqtasidan (937 ° C) bir oz yuqoriroqdir. Urug 'aylantiriladi, shunda monokristal har tomondan teng ravishda "go'sht bilan o'sadi". Bunday o'sish jarayonida xuddi shu narsa eritish zonasida sodir bo'lishi juda muhim: deyarli faqat germaniy "to'planish" ga (qattiq faza) o'tadi va aralashmalarning aksariyati eritmada qoladi.
GERMANIY VA Supero'tkazuvchanlik. Klassik yarimo'tkazgich germaniy yana bir muhim muammoni hal qilishda ishtirok etdi - suyuq geliy emas, balki suyuq vodorod haroratida ishlaydigan o'ta o'tkazuvchan materiallarni yaratish. Vodorod, ma'lumki, -252,6 ° C yoki 20,5 ° K haroratda gazsimon holatdan suyuq holatga o'tadi. 70-yillarning boshlarida germaniyning niobiy bilan qotishmasidan plyonka atigi bir qalinligi bilan olingan. bir necha ming atom. Ushbu film 24,3 ° K va undan past haroratlarda o'ta o'tkazuvchanlikni saqlaydi.
Kimyoviy element germaniy elementlarning davriy tizimida to'rtinchi guruhda (asosiy kichik guruh) joylashgan. U metallar oilasiga mansub, nisbiy atom massasi 73. Massasi boʻyicha yer qobigʻidagi germaniy miqdori massa boʻyicha 0,00007 foizga baholanadi.
Kashfiyot tarixi
Kimyoviy germaniy elementi Dmitriy Ivanovich Mendeleevning bashoratlari tufayli yaratilgan. Aynan u ekasilikonning mavjudligini bashorat qilgan va uni izlash bo'yicha tavsiyalar berilgan.
U bu metall element titan, tsirkoniy rudalarida borligiga ishongan. Mendeleev bu kimyoviy elementni o'zi topishga harakat qildi, ammo urinishlari muvaffaqiyatsiz tugadi. Faqat o'n besh yil o'tgach, Himmelfurstda joylashgan konda argirodit deb nomlangan mineral topildi. Ushbu birikma o'z nomini ushbu mineralda topilgan kumushga bog'liq.
Tarkibdagi germaniy kimyoviy elementi Frayberg konchilik akademiyasining bir guruh kimyogarlari tadqiqot boshlaganidan keyingina topilgan. K.Vinkler rahbarligida mineralning atigi 93 foizi rux, temir, shuningdek, oltingugurt, simob oksidlariga to'g'ri kelishini aniqladilar. Uinklerning fikricha, qolgan yetti foiz o‘sha paytda noma’lum kimyoviy elementdan kelib chiqqan. Qo'shimcha kimyoviy tajribalardan so'ng germaniy topildi. Kimyogar o'z kashfiyotini hisobotida e'lon qildi, yangi elementning xususiyatlari haqida olingan ma'lumotlarni Germaniya kimyo jamiyatiga taqdim etdi.
Kimyoviy germaniy elementi Winkler tomonidan antimon va mishyak bilan o'xshashlik bilan metall bo'lmagan sifatida kiritilgan. Kimyogar uni neptuniy deb atamoqchi edi, lekin bu nom allaqachon ishlatilgan. Keyin u germaniy deb atala boshlandi. Uinkler tomonidan kashf etilgan kimyoviy element o‘sha davrning yetakchi kimyogarlari orasida jiddiy muhokamaga sabab bo‘ldi. Nemis olimi Rixter bu Mendeleev aytgan eksasilikon ekanligini aytdi. Biroz vaqt o'tgach, bu taxmin tasdiqlandi, bu buyuk rus kimyogari tomonidan yaratilgan davriy qonunning hayotiyligini isbotladi.
Jismoniy xususiyatlar
Germaniyni qanday tavsiflash mumkin? Kimyoviy element Mendeleevda 32 seriya raqamiga ega. Bu metall 937,4 °C da eriydi. Ushbu moddaning qaynash nuqtasi 2700 ° C dir.
Germanium - birinchi marta Yaponiyada tibbiy maqsadlarda qo'llanilgan element. Organogermaniy birikmalarini hayvonlarda o'tkazilgan ko'plab tadqiqotlardan so'ng, shuningdek, odamlarni o'rganish jarayonida bunday rudalarning tirik organizmlarga ijobiy ta'sirini topish mumkin edi. 1967 yilda doktor K. Asai organik germaniyning biologik ta'sirlarning katta spektriga ega ekanligini aniqlashga muvaffaq bo'ldi.
Biologik faollik
Germaniy kimyoviy elementining o'ziga xos xususiyati nimada? U kislorodni tirik organizmning barcha to'qimalariga o'tkazishga qodir. Qonga tushganidan so'ng, u gemoglobinga o'xshash tarzda harakat qiladi. Germanium inson tanasining barcha tizimlarining to'liq ishlashini kafolatlaydi.
Aynan shu metall immunitet hujayralarining ko'payishini rag'batlantiradi. U organik birikmalar shaklida mikroblarning ko'payishini inhibe qiluvchi gamma-interferonlarning shakllanishiga imkon beradi.
Germanium malign o'smalarning shakllanishiga to'sqinlik qiladi, metastazlarning rivojlanishiga to'sqinlik qiladi. Ushbu kimyoviy elementning organik birikmalari organizm tomonidan begona jismlarning paydo bo'lishiga himoya reaktsiyasi sifatida ishlab chiqariladigan himoya oqsil molekulasi bo'lgan interferon ishlab chiqarishga hissa qo'shadi.
Foydalanish sohalari
Germaniyning antifungal, antibakterial, antiviral xususiyati uning qo'llanilish sohalari uchun asos bo'ldi. Germaniyada bu element asosan rangli rudalarni qayta ishlashning qo'shimcha mahsuloti sifatida olingan. Germaniy konsentrati xom ashyo tarkibiga bog'liq bo'lgan turli usullar bilan ajratilgan. Uning tarkibida metallning 10 foizidan ko'p bo'lmagan.
Zamonaviy yarimo'tkazgich texnologiyasida germaniy qanday aniq qo'llaniladi? Yuqorida keltirilgan elementning xarakteristikasi uni triodlar, diodlar, quvvat rektifikatorlari va kristall detektorlarini ishlab chiqarish uchun ishlatish imkoniyatini tasdiqlaydi. Germaniy dozimetrik asboblarni, doimiy va oʻzgaruvchan magnit maydon kuchini oʻlchash uchun zarur boʻlgan asboblarni yaratishda ham qoʻllaniladi.
Ushbu metallni qo'llashning muhim sohasi infraqizil nurlanish detektorlarini ishlab chiqarishdir.
Bu nafaqat germaniyning o'zi, balki uning ba'zi birikmalaridan ham foydalanishni va'da qiladi.
Kimyoviy xossalari
Xona haroratida germaniy namlik va atmosfera kislorodiga juda chidamli.
Seriyada - germaniy - qalay) kamaytirish qobiliyatining oshishi kuzatiladi.
Germaniy xlorid va sulfat kislotalar eritmalariga chidamli, ishqorli eritmalar bilan ta'sir qilmaydi. Shu bilan birga, bu metall aqua regia (etti nitrat va xlorid kislotalar), shuningdek vodorod periksning ishqoriy eritmasida juda tez eriydi.
Kimyoviy elementga to'liq tavsif qanday beriladi? Germaniy va uning qotishmalari nafaqat fizik-kimyoviy xossalari, balki qo‘llanilishi nuqtai nazaridan ham tahlil qilinishi kerak. Germaniyning nitrat kislota bilan oksidlanish jarayoni ancha sekin kechadi.
Tabiatda bo'lish
Keling, kimyoviy elementni tavsiflashga harakat qilaylik. Germaniy tabiatda faqat birikmalar holida uchraydi. Tabiatdagi eng keng tarqalgan germaniy o'z ichiga olgan minerallar orasida biz germanit va argiroditni ajratib ko'rsatamiz. Bundan tashqari, germaniy rux sulfidlari va silikatlarida, oz miqdorda esa har xil turdagi ko'mirlarda mavjud.
Sog'likka zarar
Germanium organizmga qanday ta'sir qiladi? Elektron formulasi 1e bo'lgan kimyoviy element; 8 e; 18 e; 7 e, inson tanasiga salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin. Masalan, germaniy konsentratini yuklash, maydalash, shuningdek, ushbu metallning dioksidini yuklashda kasbiy kasalliklar paydo bo'lishi mumkin. Sog'likka zararli bo'lgan boshqa manbalar sifatida biz germaniy kukunini barlarga qayta eritish, uglerod oksidi olish jarayonini ko'rib chiqishimiz mumkin.
Adsorbsiyalangan germaniy organizmdan tez, asosan siydik bilan chiqarilishi mumkin. Hozirgi vaqtda germaniy noorganik birikmalarining qanchalik zaharli ekanligi haqida batafsil ma'lumot yo'q.
Germaniy tetraklorid teriga tirnash xususiyati beruvchi ta'sir ko'rsatadi. Klinik tadkikotlarda, shuningdek, 16 grammgacha bo'lgan kümülatif miqdorda spirogermaniy (organik o'smaga qarshi dori), shuningdek, boshqa germaniy birikmalarini uzoq muddatli og'iz orqali yuborish bilan ushbu metalning nefrotoksik va neyrotoksik faolligi aniqlandi.
Bunday dozalar odatda sanoat korxonalari uchun xos emas. Hayvonlar ustida o'tkazilgan tajribalar germaniy va uning birikmalarining tirik organizmga ta'sirini o'rganishga qaratilgan edi. Natijada, ko'p miqdordagi metall germaniy changini, shuningdek uning dioksidini nafas olayotganda sog'lig'ining yomonlashishini aniqlash mumkin edi.
Olimlar hayvonlarning o'pkasida proliferativ jarayonlarga o'xshash jiddiy morfologik o'zgarishlarni aniqladilar. Masalan, alveolyar bo'limlarning sezilarli qalinlashishi, shuningdek, bronxlar atrofidagi limfa tomirlarining giperplaziyasi, qon tomirlarining qalinlashishi aniqlandi.
Germaniy dioksidi terini tirnash xususiyati keltirmaydi, ammo bu birikmaning ko'zning membranasi bilan bevosita aloqasi german kislotasining paydo bo'lishiga olib keladi, bu jiddiy ko'zni tirnash xususiyati beruvchi hisoblanadi. Uzoq muddatli intraperitoneal in'ektsiya bilan periferik qonda jiddiy o'zgarishlar aniqlandi.
Muhim faktlar
Eng zararli germaniy birikmalari germaniy xlorid va germaniy gidriddir. Oxirgi modda jiddiy zaharlanishni keltirib chiqaradi. O'tkir davrda nobud bo'lgan hayvonlarning organlarini morfologik tekshirish natijasida ularda qon aylanish tizimida sezilarli buzilishlar, shuningdek, parenximali organlarda hujayra o'zgarishlari aniqlangan. Olimlar gidrid asab tizimiga ta'sir qiluvchi va periferik qon aylanish tizimini susaytiradigan ko'p maqsadli zahar degan xulosaga kelishdi.
germaniy tetraklorid
Bu nafas olish tizimi, ko'zlar va teri uchun kuchli tirnash xususiyati beruvchi. 13 mg / m 3 konsentratsiyada u hujayra darajasida o'pka reaktsiyasini bostirishga qodir. Ushbu moddaning kontsentratsiyasining oshishi bilan yuqori nafas yo'llarining jiddiy tirnash xususiyati, nafas olish ritmi va chastotasida sezilarli o'zgarishlar mavjud.
Ushbu modda bilan zaharlanish kataral-desquamative bronxit, interstitsial pnevmoniyaga olib keladi.
Kvitansiya
Tabiatda germaniy nikel, polimetall, volfram rudalarida nopoklik sifatida mavjud bo'lganligi sababli, sanoatda sof metallni ajratib olish uchun rudani boyitish bilan bog'liq bir qancha mehnat talab qiladigan jarayonlar amalga oshiriladi. Birinchidan, undan germaniy oksidi ajratib olinadi, so'ngra oddiy metall olish uchun yuqori haroratda vodorod bilan qaytariladi:
GeO2 + 2H2 = Ge + 2H2O.
Elektron xossalari va izotoplari
Germaniy bilvosita bo'shliqli tipik yarimo'tkazgich hisoblanadi. Uning o'tkazuvchanligining qiymati 16 ga, elektron yaqinligining qiymati esa 4 eV ga teng.
Galliy bilan qo'shilgan yupqa plyonkada germaniyga o'ta o'tkazuvchanlik holatini berish mumkin.
Tabiatda bu metalning beshta izotopi mavjud. Ulardan to'rttasi barqaror, beshinchisi esa ikki marta beta-parchalanishga uchraydi, yarim yemirilish davri 1,58×10 21 yil.
Xulosa
Hozirgi vaqtda ushbu metallning organik birikmalari sanoatning turli sohalarida qo'llaniladi. Metall ultra yuqori tozalikdagi germaniyning infraqizil spektral mintaqasidagi shaffoflik infraqizil optikaning optik elementlarini: prizmalar, linzalar, zamonaviy sensorlarning optik oynalarini ishlab chiqarish uchun muhimdir. Germaniyaning eng keng tarqalgan qo'llanilishi to'lqin uzunligi 8 dan 14 mikrongacha bo'lgan diapazonda ishlaydigan termal tasvir kameralari uchun optikani yaratishdir.
Bunday qurilmalar infraqizil hidoyat tizimlari, tungi ko'rish, passiv termal tasvirlar va yong'inga qarshi tizimlar uchun harbiy texnikada qo'llaniladi. Bundan tashqari, germaniy yuqori refraktiv indeksga ega, bu aks ettiruvchi qoplama uchun zarurdir.
Radiotexnikada germaniy asosidagi tranzistorlar ko'p jihatdan kremniy elementlarnikidan oshib ketadigan xususiyatlarga ega. Germaniy hujayralarining teskari oqimlari kremniy hamkasblariga qaraganda sezilarli darajada yuqori, bu esa bunday radio qurilmalarning samaradorligini sezilarli darajada oshirish imkonini beradi. Germaniy tabiatda kremniy kabi keng tarqalgan emasligini hisobga olsak, kremniy yarimo'tkazgich elementlari asosan radio qurilmalarda qo'llaniladi.
TA’RIF
germaniy davriy tizimning o'ttiz ikkinchi elementi. Belgilanishi - Lotin "germanium" dan Ge. To'rtinchi davrda joylashgan, IVA guruhi. Yarim metallarga ishora qiladi. Yadro zaryadi 32 ga teng.
Yilni holatda germaniy kumush rangga ega (1-rasm) va tashqi ko'rinishida metallga o'xshaydi. Xona haroratida havo, kislorod, suv, xlorid va suyultirilgan sulfat kislotalarga chidamli.
Guruch. 1. Germaniy. Tashqi ko'rinish.
Germaniyning atom va molekulyar og'irligi
TA’RIF
Moddaning nisbiy molekulyar og'irligi (M r) ma'lum molekulaning massasi uglerod atomi massasining 1/12 qismidan necha marta katta ekanligini ko'rsatadigan raqam va elementning nisbiy atom massasi (A r)- kimyoviy element atomlarining o'rtacha massasi uglerod atomi massasining 1/12 qismidan necha marta katta.
Germaniy erkin holatda monatomik Ge molekulalari shaklida mavjud bo'lganligi sababli, uning atom va molekulyar massalari qiymatlari bir-biriga mos keladi. Ular 72,630 ga teng.
Germaniyning izotoplari
Ma'lumki, germaniy tabiatda beshta barqaror 70 Ge (20,55%), 72 Ge (20,55%), 73 Ge (7,67%), 74 Ge (36,74%) va 76 Ge (7,67%) barqaror izotoplar shaklida bo'lishi mumkin. . Ularning massa raqamlari mos ravishda 70, 72, 73, 74 va 76 ga teng. 70 Ge germaniy izotopining yadrosi o'ttiz ikki proton va o'ttiz sakkiz neytronni o'z ichiga oladi, qolgan izotoplar undan faqat neytronlar soni bilan farq qiladi.
Germaniyning massa soni 58 dan 86 gacha bo'lgan sun'iy beqaror radioaktiv izotoplari mavjud bo'lib, ular orasida yarimparchalanish davri 270,95 kun bo'lgan 68 Ge izotopi eng uzoq umr ko'radi.
germaniy ionlari
Germaniy atomining tashqi energiya darajasida valentlikka ega bo'lgan to'rtta elektron mavjud:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 2.
Kimyoviy o'zaro ta'sir natijasida germaniy o'zining valentlik elektronlarini beradi, ya'ni. ularning donoridir va musbat zaryadlangan ionga aylanadi:
Ge 0 -2e → Ge 2+;
Ge 0 -4e → Ge 4+ .
Germaniyning molekulasi va atomi
Erkin holatda germaniy monatomik Ge molekulalari shaklida mavjud. Bu erda germaniy atomi va molekulasini tavsiflovchi ba'zi xususiyatlar:
Muammoni hal qilishga misollar
MISOL 1
2-MISA
| Mashq qilish | Agar uning molekulyar formulasi GeO 2 bo'lsa, germaniy (IV) oksidini tashkil etuvchi elementlarning massa ulushlarini hisoblang. |
| Yechim | Har qanday molekula tarkibidagi elementning massa ulushi quyidagi formula bilan aniqlanadi: ō (X) = n × Ar (X) / Mr (HX) × 100%. |
(Germaniy; lot. Germania — Germaniyadan), Ge — kimyoviy. elementlar davriy tizimining IV guruh elementi; da. n. 32, da. m 72,59. Metall jiloli kumushrang-kulrang modda. Kimyoda. birikmalar +2 va +4 oksidlanish darajasini ko'rsatadi. Oksidlanish darajasi +4 bo'lgan birikmalar barqarorroqdir. Tabiiy germaniy massa raqamlari 70 (20,55%), 72 (27,37%), 73 (7,67%) va 74 (36,74%) bo'lgan to'rtta barqaror izotopdan va massa soni 76 (7,67%) va yarimparchalanish davri bo'lgan bitta radioaktiv izotopdan iborat. 2106 yil. Sun'iy ravishda (turli yadro reaktsiyalari yordamida) ko'plab radioaktiv izotoplar olingan; eng muhimi 71 Ge izotopi bo'lib, yarim yemirilish davri 11,4 kun.
Muqaddas germaniyning mavjudligi ("ekasilitsiy" nomi bilan) 1871 yilda rus olimi D. I. Mendeleev tomonidan bashorat qilingan. Biroq, faqat 1886 yilda. kimyogar K.Vinkler argirodit mineralida noma’lum elementni topdi, uning xossalari “ekasilikon” xossalariga to‘g‘ri keldi. Balo boshlanishi. germaniy ishlab chiqarish 40-yillarga to'g'ri keladi. 20-asr, u yarimo'tkazgich materiali sifatida ishlatilgan. Yer qobig'ida (1-2) germaniy miqdori 10~4% ni tashkil qiladi. Germanium mikroelement bo'lib, o'z minerallari sifatida kamdan-kam uchraydi. Etti mineral ma'lum, ularda uning konsentratsiyasi 1% dan ortiq bo'ladi, ular orasida: Cu2 (Cu, Ge, Ga, Fe, Zn) 2 (S, As) 4X X (6,2-10,2% Ge), renierit (Cu, Fe)2 (Cu, Fe, Ge, Ga, Zn)2 X X (S, As)4 (5,46-7,80% Ge) va argirodit Ag8GeS6 (3/55-6,93% Ge) . G. kaustobiolitlarda (gumik koʻmirlar, neft slanetslari, neft) ham toʻplanadi. Oddiy sharoitlarda barqaror bo'lgan olmosning kristalli modifikatsiyasi olmos kabi kubik tuzilishga ega, davri a = 5,65753 A (Gel).
Germaniy hisoblanadi
Germaniyning zichligi (t-ra 25 ° C) 5,3234 g / sm3, tmelt 937,2 ° S; tbp 2852 ° C; erish issiqligi 104,7 kal/g, sublimatsiya issiqligi 1251 kal/g, issiqlik sig'imi (harorat 25°C) 0,077 kal/g; koeffitsienti issiqlik o'tkazuvchanligi, (t-ra 0 ° C) 0,145 kal / sm sek deg, harorat koeffitsienti. chiziqli kengayish (t-ra 0-260 ° S), 5,8 x 10-6 deg-1. Erish vaqtida germaniy hajmi kamayadi (taxminan 5,6% ga), uning zichligi 4% ga oshadi h.Yuqori bosimda olmosga o'xshash modifikatsiya. Germaniy polimorf o'zgarishlarga uchraydi va kristall modifikatsiyalarni hosil qiladi: B-Sn tipidagi tetragonal struktura (GeII), davrlari a = 5,93 A, c = 6,98 A (GeIII) bo'lgan tana markazli tetragonal struktura va tana markazli kubik struktura. a davri a = 6, 92A (GeIV). Ushbu modifikatsiyalar GeI ga nisbatan yuqori zichlik va elektr o'tkazuvchanligi bilan ajralib turadi.
Amorf germaniyni bug 'kondensatsiyasi bilan plyonkalar (qalinligi taxminan 10-3 sm) shaklida olish mumkin. Uning zichligi kristall G. zichligidan kamroq. G. kristalidagi energiya zonalarining tuzilishi uning yarimoʻtkazgich xossalarini belgilaydi. Tarmoq oraligʻining kengligi G. 0,785 eV (t-ra 0 K) ga teng, elektr qarshiligi (t-ra 20 ° C) 60 ohm sm, harorat oshishi bilan u eksponensial qonunga muvofiq sezilarli darajada kamayadi. Nopokliklar G. t.ni beradi. elektron (arsenik, surma, fosfor aralashmalari) yoki teshik (galliy, alyuminiy, indiy aralashmalari) turdagi nopoklik o'tkazuvchanligi. Zaryad tashuvchilarning harakatchanligi G. (t-ra 25 ° S) elektronlar uchun taxminan 3600 sm2 / v sek, teshiklar uchun - 1700 sm2 / v sek, zaryad tashuvchilarning ichki konsentratsiyasi (t-ra 20 ° C) 2.5. 10 13 sm-3. G. diamagnitdir. Eritgandan so'ng u metall holatga aylanadi. Germaniy juda mo‘rt, Mohs qattiqligi 6,0, mikroqattiqligi 385 kgf/mm2, bosimga chidamliligi (harorat 20°C) 690 kgf/sm2. T-ry ortishi bilan qattiqlik pasayadi, t-ry 650 ° C dan yuqori, u mo'ynaga mos keladigan plastik bo'ladi. qayta ishlash. Germanium 100 ° S gacha bo'lgan haroratlarda havo, kislorod va oksidlanmaydigan elektrolitlarga (agar erigan kislorod bo'lmasa) amalda inertdir. Xlorid va suyultirilgan sulfat kislota ta'siriga chidamli; qizdirilganda konsentrlangan sulfat va nitrat kislotalarda sekin eriydi (hosil boʻlgan dioksid plyonkasi erishni sekinlashtiradi), suvda, gipoxloritlar yoki gidroksidlar eritmalarida (vodorod peroksid ishtirokida), ishqor eritmalarida, peroksidlarda, nitratlarda yaxshi eriydi. va ishqoriy metallarning karbonatlari.
T-ry 600 ° C dan yuqori havoda va kislorod oqimida oksidlanadi, kislorod bilan GeO oksidi va dioksid (Ge02) hosil qiladi. Germaniy oksidi t-re 710 ° C da sublimatsiya qiluvchi quyuq kulrang kukun bo'lib, zaif germanit to-siz (H2Ge02), past qarshilikka ega tuz to'dasi (germanitlar) hosil bo'lishi bilan suvda ozgina eriydi. To-taxda GeO ikki valentli H tuzlari hosil boʻlishi bilan oson eriydi. Germaniy dioksidi oq kukun boʻlib, kimyoviy jihatdan bir-biridan katta farq qiluvchi bir qancha polimorf modifikatsiyalarda mavjud. Sankt-siz: dioksidning olti burchakli modifikatsiyasi suvda nisbatan yaxshi eriydi (t-re 25 ° C da 4,53 zU), gidroksidi eritmalar va to-t, tetragonal modifikatsiya suvda amalda erimaydi va kislotalarga inertdir. Ishqorlarda erigan dioksid va uning gidrati metagermanat (H2Ge03) va ortogermanat (H4Ge04) to-t-germanatlarning tuzlarini hosil qiladi. Ishqoriy metall germanatlar suvda eriydi, qolgan germanatlar amalda erimaydi; yangi cho'kma mineral to-tahda eriydi. G. galogenlar bilan oson qoʻshilib, qizdirilganda (taxminan t-ry 250°C) mos keladigan tetragalogenidlar — suv bilan oson gidrolizlanadigan tuzga oʻxshash boʻlmagan birikmalar hosil qiladi. G. maʼlum - toʻq jigarrang (GeS) va oq (GeS2).
Germaniy azotli birikmalar bilan ajralib turadi - jigarrang nitrid (Ge3N4) va qora nitrid (Ge3N2), kichikroq kimyoviy bilan tavsiflanadi. chidamlilik. Fosfor bilan G. qora rangdagi past chidamli fosfid (GeP) hosil qiladi. U uglerod bilan o'zaro ta'sir qilmaydi va qotishmaydi, kremniy bilan doimiy qattiq eritmalar seriyasini hosil qiladi. Germaniy, uglerod va kremniyning analogi sifatida GenH2n + 2 tipidagi germanhidrogenlarni (germanlar), shuningdek GeH va GeH2 tipidagi qattiq birikmalarni (germenlar) hosil qilish qobiliyati bilan tavsiflanadi.Germanium metall birikmalarini () va ko'plab boshqalar bilan. metallar. G.ning xom ashyodan olinishi boy germaniy konsentrati, undan esa yuqori tozalik olishdan iborat. Baloda. miqyosda, germaniy tetrakloriddan tozalanganda (konsentratdan ajratish uchun), past konsentrlangan xlorid kislotada va yuqori organik erituvchilarda (ifloslardan tozalash uchun) yuqori uchuvchanligidan foydalangan holda olinadi. Ko'pincha boyitish uchun pastki sulfid va oksid G. ning yuqori uchuvchanligi qo'llaniladi, to-javdar osongina sublimatsiya qilinadi.
Yarimo'tkazgichli germaniyni olish uchun yo'nalishli kristallanish va zonali qayta kristallanish qo'llaniladi. Monokristalli germaniy eritmadan tortib olinadi. G.ni oʻstirish jarayonida maxsus qotishmalar qoʻshiladi. qo'shimchalar, monokristalning ma'lum xususiyatlarini sozlash. G. uzunligi 380—660 mm, kesimi 6,5 sm2 gacha boʻlgan ingotlar shaklida yetkazib beriladi. Germaniy radioelektronika va elektrotexnikada diodlar va tranzistorlar ishlab chiqarish uchun yarim o'tkazgich material sifatida ishlatiladi. Undan infraqizil optika asboblari uchun linzalar, yadroviy nurlanish dozimetrlari, rentgen-spektroskopiya analizatorlari, Xoll effektidan foydalanadigan datchiklar, radioaktiv parchalanish energiyasini elektr energiyasiga oʻzgartirgichlar tayyorlanadi. Germanium suyuq geliy haroratida ishlaydigan mikroto'lqinli attenuatorlarda, qarshilik termometrlarida qo'llaniladi. Reflektorga yotqizilgan G. plyonkasi yuqori aks ettirish va yaxshi korroziyaga chidamliligi bilan ajralib turadi. kislotali tajovuzkor muhitga chidamliligi oshishi bilan ajralib turadigan ba'zi metallar bilan germaniy asbobsozlik, mashinasozlik va metallurgiyada qo'llaniladi. oltin bilan gemanium past eriydigan evtektika hosil qiladi va sovutganda kengayadi. G.ning dioksidi maxsus ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. shisha, yuqori koeffitsient bilan tavsiflanadi. spektrning infraqizil qismida sinishi va shaffofligi, shisha elektrodlar va termistorlar, shuningdek, emal va dekorativ sirlar. Germanatlar fosfor va fosforlarning faollashtiruvchisi sifatida ishlatiladi.
- kimyoviy elementlarning davriy tizimining kimyoviy elementi D.I. Mendeleev. Va Ge belgisi bilan belgilangan germaniy kulrang-oq rangga ega bo'lgan va metall kabi qattiq xususiyatlarga ega bo'lgan oddiy moddadir.
Yer qobig'idagi tarkibi og'irlik bo'yicha 7,10-4% ni tashkil qiladi. mikroelementlarga taalluqlidir, erkin holatda oksidlanishga reaktivligi tufayli u sof metall sifatida yuzaga kelmaydi.
Tabiatda germaniyni topish
Germaniy D.I. tomonidan bashorat qilingan uchta kimyoviy elementdan biridir. Mendeleyev davriy sistemadagi mavqei asosida (1871).
U noyob iz elementlariga tegishli.
Hozirgi vaqtda germaniyni sanoat ishlab chiqarishning asosiy manbalari rux ishlab chiqarish chiqindilari, ko'mirni kokslash, ko'mirning ayrim turlaridan kul, silikat aralashmalari, cho'kindi temir jinslari, nikel va volfram rudalari, torf, neft, geotermal suvlar va ba'zi suv o'tlaridir. .
Germaniyni o'z ichiga olgan asosiy minerallar
Plumbohermatit (PbGeGa) 2 SO 4 (OH) 2 + H 2 O 8,18% gacha
yargyrodite AgGeS6 tarkibida 3,65 dan 6,93% gacha Germaniya.
renierit Cu 3 (FeGeZn) (SAs) 4 5,5 dan 7,8% gacha germaniyni o'z ichiga oladi.
Ba'zi mamlakatlarda germaniy olish rux-qo'rg'oshin-mis kabi ma'lum rudalarni qayta ishlashning qo'shimcha mahsulotidir. Germaniy koks ishlab chiqarishda ham olinadi, shuningdek, tarkibi 0,0005 dan 0,3% gacha bo'lgan qo'ng'ir ko'mir kulida va 0,001 dan 1 -2% gacha bo'lgan toshko'mir kulida olinadi.
Metall sifatida germaniy atmosfera kislorodi, kislorod, suv, ba'zi kislotalar, suyultirilgan sulfat va xlorid kislotalarning ta'siriga juda chidamli. Ammo konsentrlangan sulfat kislota juda sekin reaksiyaga kirishadi.
Germaniy nitrat kislota HNO bilan reaksiyaga kirishadi 3 va aqua regia, asta-sekin gidroksidi gidroksidi bilan germanat tuzini hosil qilish uchun reaksiyaga kirishadi, lekin vodorod peroksid H qo'shilishi bilan. 2O2 reaktsiya juda tez.
700 ° C dan yuqori haroratga duchor bo'lganda, germaniy GeO ni hosil qilish uchun havoda osongina oksidlanadi. 2 , tetragalidlar hosil qilish uchun galogenlar bilan oson reaksiyaga kirishadi.
Vodorod, kremniy, azot va uglerod bilan reaksiyaga kirishmaydi.
Uchuvchi germaniy birikmalari quyidagi xususiyatlarga ega:
Germaniya hexagidrid-digermane, Ge 2 H 6 - yonuvchi gaz, yorug'likda uzoq muddatli saqlash vaqtida parchalanadi, sarg'ayadi, keyin jigarrang rangga aylanadi, suv va ishqorlar ta'sirida parchalanadigan to'q jigarrang qattiq moddaga aylanadi.
Germaniya tetragidrid, monogerman - GeH 4 .
Germaniyni qo'llash
Germaniy, boshqalar kabi, yarimo'tkazgichlar deb ataladigan xususiyatlarga ega. Barcha elektr o'tkazuvchanligiga ko'ra uch guruhga bo'linadi: o'tkazgichlar, yarim o'tkazgichlar va izolyatorlar (dielektriklar). Metalllarning solishtirma elektr o'tkazuvchanligi 10V4 - 10V6 Ohm.smV-1 oralig'ida, berilgan bo'linish shartli. Biroq, o'tkazgichlar va yarim o'tkazgichlarning elektrofizik xususiyatlarida asosiy farqni ko'rsatish mumkin. Birinchisi uchun elektr o'tkazuvchanligi harorat oshishi bilan kamayadi, yarimo'tkazgichlar uchun u ortadi. Mutlaq nolga yaqin haroratlarda yarimo'tkazgichlar izolyatorga aylanadi. Ma'lumki, metall o'tkazgichlar bunday sharoitlarda o'ta o'tkazuvchanlik xususiyatlarini namoyish etadi.
Yarimo'tkazgichlar har xil moddalar bo'lishi mumkin. Bularga quyidagilar kiradi: bor, (
E'tibor bering, germaniy biz tomonidan har qanday miqdorda va shaklda olinadi, shu jumladan. qoldiq shakli. Siz yuqorida ko'rsatilgan Moskvadagi telefon raqamiga qo'ng'iroq qilib, germaniyni sotishingiz mumkin.
Germaniy - 1886 yilda kashf etilgan mo'rt, kumush-oq yarim metall. Bu mineral uning sof shaklida topilmaydi. U silikatlar, temir va sulfid rudalarida uchraydi. Uning ba'zi birikmalari zaharli hisoblanadi. Germaniy elektrotexnika sanoatida keng qo'llanilgan, bu erda uning yarim o'tkazgich xususiyatlari foydali bo'lgan. Bu infraqizil va optik tolali ishlab chiqarishda ajralmas hisoblanadi.
Germaniyning xususiyatlari qanday
Ushbu mineralning erish nuqtasi 938,25 daraja Selsiyga teng. Uning issiqlik sig'imi ko'rsatkichlarini olimlar hali ham tushuntirib bera olmaydi, bu esa uni ko'p sohalarda ajralmas qiladi. Germaniy eritilganda uning zichligini oshirish qobiliyatiga ega. U ajoyib elektr xususiyatlariga ega, bu uni bilvosita bo'shliqli yarimo'tkazgichga aylantiradi.
Agar bu semimetalning kimyoviy xossalari haqida gapiradigan bo'lsak, u kislotalar va gidroksidi, suv va havoga chidamli ekanligini ta'kidlash kerak. Germaniy vodorod peroksid va aqua regia eritmasida eriydi.
germaniy qazib olish
Endi bu yarim metallning cheklangan miqdori qazib olinadi. Uning konlari vismut, surma va kumushga nisbatan ancha kichikdir.
Ushbu mineralning er qobig'idagi ulushi juda kichik bo'lganligi sababli, u boshqa metallarning kristall panjaralariga kirishi tufayli o'z minerallarini hosil qiladi. Germaniyning eng yuqori miqdori sfalerit, pirargirit, sulfanit, rangli va temir rudalarida kuzatiladi. Bu neft va ko'mir konlarida, lekin kamroq tez-tez uchraydi.
Germaniydan foydalanish
Germaniy juda uzoq vaqt oldin kashf etilganiga qaramay, u sanoatda taxminan 80 yil oldin qo'llanila boshlandi. Yarim metall birinchi marta harbiy ishlab chiqarishda ba'zi elektron qurilmalarni ishlab chiqarish uchun ishlatilgan. Bunday holda, u diodlar sifatida foydalanishni topdi. Endi vaziyat biroz o'zgardi.
Germaniumni qo'llashning eng mashhur sohalariga quyidagilar kiradi:
- optika ishlab chiqarish. Semimetal sensorlar, prizmalar va linzalarning optik oynalarini o'z ichiga olgan optik elementlarni ishlab chiqarishda ajralmas bo'lib qoldi. Bu erda infraqizil mintaqada germaniyning shaffoflik xususiyatlari foydali bo'ldi. Semimetal termal tasvir kameralari, yong'in tizimlari, tungi ko'rish qurilmalari uchun optika ishlab chiqarishda qo'llaniladi;
- radioelektronika ishlab chiqarish. Bu sohada yarim metall diodlar va tranzistorlar ishlab chiqarishda ishlatilgan. Biroq, 1970-yillarda germaniy qurilmalari kremniylar bilan almashtirildi, chunki kremniy ishlab chiqarilgan mahsulotlarning texnik va ekspluatatsion xususiyatlarini sezilarli darajada yaxshilashga imkon berdi. Harorat ta'siriga qarshilik kuchayishi. Bundan tashqari, germanium qurilmalari ish paytida juda ko'p shovqin chiqardi.
Germaniya bilan hozirgi vaziyat
Hozirgi vaqtda semimetal mikroto'lqinli qurilmalar ishlab chiqarishda qo'llaniladi. Tellerid germaniy o'zini termoelektrik material sifatida isbotladi. Germaniy narxi hozir ancha yuqori. Bir kilogramm metall germaniy 1200 dollar turadi.
Germaniyani sotib olish
Kumush kulrang germaniy kamdan-kam uchraydi. Mo'rt yarim metall o'zining yarimo'tkazgich xususiyatlari bilan ajralib turadi va zamonaviy elektr jihozlarini yaratish uchun keng qo'llaniladi. Bundan tashqari, yuqori aniqlikdagi optik asboblar va radio jihozlarini yaratish uchun ishlatiladi. Germaniy sof metall shaklida ham, dioksid shaklida ham katta ahamiyatga ega.
Goldform kompaniyasi germaniy, turli metallolom va radio komponentlarini sotib olishga ixtisoslashgan. Biz materialni baholashda, transportda yordam beramiz. Siz germaniumni pochta orqali yuborishingiz va pulingizni to'liq qaytarib olishingiz mumkin.
