Области применения
Химические соединения германия
Свойства германия и его соединений
Краткая историческая справка
Металлургия германия
В 1870 году Д. И. Менделеев предсказал на основе открытого им закона свойства неизвестного тогда элемента IV группы «экасилиция». Получен германий в 1876 году.
В 1886 году немецким химиком А. Винклером открыт новый элемент, названный им германием, в минерале аргиродите 4Ag2S.GeS2. Практический интерес к германию возник в период II мировой войны в связи с развитием полупроводниковой электроники. Промышленное производство германия было организовано в 1945 - 1950 гг.
Физические свойства. Германий – металл светло-серого цвета, плотность в твердом состоянии 5,3 г/см3, в расплавленном – 5,5 г/см3, температура плавления 958,5 оС, кипения 2690 оС. Это хрупкий металл, поддается пластической деформации выше 550 оС. Обладает полупроводниковыми свойствами.
Химические свойства. Чистый германий стоек на воздухе при обычной температуре и быстро окисляется при t выше 600 оС с образованием двуокиси германия. Это основные соединения для получения германия. Германий реагирует с Cl, Вr, I с образованием GeX4. Не растворяется в воде, соляная и разбавленная серная кислота не действуют на германий. Азотная кислота реагирует с образованием гидратированной двуокиси GeO2.nH2O. Царская водка легко растворяет германий. Растворы щелочей слабо действуют на германий; расплавы щелочей в присутствии кислорода быстро его растворяют. С углеродом и азотом Ge не взаимодействует - его можно плавить в графитовых тиглях. С водородом взаимодействует при температуре плавления.
В соединениях германий проявляет степень окисления +2 и +4.
Оксиды. GeO2 – порошок белого цвета (температура плавления 1115 оС, температура кипения 1250 оС) растворяется в воде (до 8 г/л), кислотах, щелочах с образованием германатов (германаты щелочных металлов хорошо растворимы в воде). GeO – порошок темно-серого цвета при температуре >600 оС летит, не растворяется в воде, плохо растворяется в кислотах.
Гидроксид. Ge(OH)2 – осаждается из растворов, содержащих Ge2+, белого, желтого или желто-красного цвета, легко растворяется в кислотах.
Германиевая кислота H2GeO3 (GeO2∙H2O), соли ее – германаты.
Тетрахлорид германия GeCl4 – бесцветная жидкость, температура плавления (- 49 оС), температура кипения 83 оС, гидролизует в воде, хорошо растворяется в органических растворителях.
Сульфид германия GeS2 – осаждается из растворов H2S, белого цвета, при температуре 400 оС диссоциирует:
GeS2 = GeS + ½ S2 (3.77)
Германий как полупроводник нашел широкое применение в:
1) полупроводниковой электронике, также применяется для изготовления термистеров, фотоэлементов, термоэлементов и др. (выпрямители – диоды, усилители – триоды);
2) добавки в стекла для приборов ночного видения (GeO2)