Значение слова германий

м. Химический элемент, твердое вещество серовато-белого цвета с металлическим блеском, являющееся полупроводниковым материалом.

ГЕРМАНИЙ (лат. Germanium) Ge, химический элемент IV группы периодической системы, атомный номер 32, атомная масса 72,59. Назван от латинского Germania - Германия, в честь родины К. А. Винклера. Серебристо-серые кристаллы; плотность 5,33 г/см3, tпл 938,3°С. В природе рассеян (собственно минералы редки); добывают из руд цветных металлов. Полупроводниковый материал для электронных приборов (диоды, транзисторы и др.), компонент сплавов, материал для линз в ИК-приборах, детекторов ионизированного излучения.

(лат. Germanium), Ge, химический элемент IV группы периодической системы Менделеева; порядковый номер 32, атомная масса 72,59; твёрдое вещество серо-белого цвета с металлическим блеском. Природный Г. представляет собой смесь пяти стабильных изотопов с массовыми числами 70, 72, 73, 74 и 76. Существование и свойства Г. предсказал в 1871 Д. И. Менделеев и назвал этот неизвестный еще элемент «экасилицием» из-за близости свойств его с кремнием. В 1886 немецкий химик К. Винклер обнаружил в минерале аргиродите новый элемент, который назвал Г. в честь своей страны; Г. оказался вполне тождествен «экасилицию». До 2-й половины 20 в. практическое применение Г. оставалось весьма ограниченным. Промышленное производство Г. возникло в связи с развитием полупроводниковой электроники. Общее содержание Г. в земной коре 7.10≈4% по массе, т. е. больше, чем, например, сурьмы, серебра, висмута. Однако собственные минералы Г. встречаются исключительно редко. Почти все они представляют собой сульфосоли: германит Cu2(Cu, Fe, Ge, Zn)2 (S, As)4, аргиродит Ag8GeS6, конфильдит Ag8(Sn, Ce) S6 и др. Основная масса Г. рассеяна в земной коре в большом числе горных пород и минералов: в сульфидных рудах цветных металлов, в железных рудах, в некоторых окисных минералах (хромите, магнетите, рутиле и др.), в гранитах, диабазах и базальтах. Кроме того, Г. присутствует почти во всех силикатах, в некоторых месторождениях каменного угля и нефти. Физические и химические свойства. Г. кристаллизуется в кубической структуре типа алмаза, параметр элементарной ячейки а = 5, 6575 . Плотность твёрдого Г. 5,327 г/см3 (25╟С); жидкого 5,557 (1000╟С); tпл 937,5╟С; tkип около 2700╟С; коэффициент теплопроводности ~60 вт/(м (К), или 0,14 кал/(см (сек (град) при 25╟С. Даже весьма чистый Г. хрупок при обычной температуре, но выше 550╟С поддаётся пластической деформации. Твёрдость Г. по минералогической шкале 6≈6,5; коэффициент сжимаемости (в интервале давлений 0≈120 Гн/м2 или 0≈12000 кгс/мм2) 1,4╥10≈7 м2/мн (1,4╥10≈6см2/кгс); поверхностное натяжение 0,6 н/м (600 дин/см). Г. ≈ типичный полупроводник с шириной запрещенной зоны 1,104╥10≈19, или 0,69 эв (25╟С); удельное электросопротивление Г. высокой чистоты 0,60 ом (м (60 ом (см) при 25╟С; подвижность электронов 3900 и подвижность дырок 1900 см2/в. сек (25╟С) (при содержании примесей менее 10≈8%). Прозрачен для инфракрасных лучей с длиной волны больше 2 мкм. В химических соединениях Г. обычно проявляет валентности 2 и 4, причём более стабильны соединения 4-валентного Г. При комнатной температуре Г. устойчив к действию воздуха, воды, растворам щелочей и разбавленных соляной и серной кислот, но легко растворяется в царской водке и в щелочном растворе перекиси водорода. Азотной кислотой медленно окисляется. При нагревании на воздухе до 500≈700╟С Г. окисляется до окиси GeO и двуокиси GeO2. Двуокись Г. ≈ белый порошок с tпл 1116╟С; растворимость в воде 4,3 г/л (20╟С). По химическим свойствам амфотерна, растворяется в щелочах и с трудом в минеральных кислотах. Получается прокаливанием гидратного осадка (GeO2. nH2O), выделяемого при гидролизе тетрахлорида GeCl4. Сплавлением GeO2 с др. окислами могут быть получены производные германиевой кислоты ≈ германаты металлов (In2CeO3, Na2Ge О3 и др.) ≈ твёрдые вещества с высокими температурами плавления. При взаимодействии Г. с галогенами образуются соответствующие тетрагалогениды. Наиболее легко реакция протекает с фтором и хлором (уже при комнатной температуре), затем с бромом (слабое нагревание) и с иодом (при 700≈800╟С в присутствии CO). Одно из наиболее важных соединений Г. тетрахлорид GeCl4 ≈ бесцветная жидкость; tпл ≈49,5╟С; tkип 83,1╟С; плотность 1,84 г/см3(20╟С). Водой сильно гидролизуется с выделением осадка гидратированной двуокиси. Получается хлорированием металлического Г. или взаимодействием GeO2 с концентрированной НС

1. Известны также дигалогениды Г. общей формулы GeX2, монохлорид GeCl, гексахлордигерман Ge2Cl6 и оксихлориды Г. (например, GeOCl2).

   Сера энергично взаимодействует с Г. при 900≈1000╟С с образованием дисульфида GeS2 ≈ белого твёрдого вещества, tпл 825╟С. Описаны также моносульфид GeS и аналогичные соединения Г. с селеном и теллуром, которые являются полупроводниками. Водород незначительно реагирует с Г. при 1000≈1100╟С с образованием гермина (GeH) x ≈ малоустойчивого и легко летучего соединения. Взаимодействием германидов с разбавленной соляной кислотой могут быть получены германоводороды ряда GenH2n+2 вплоть до Ge9H20. Известен также гермилен состава GeH

2. С азотом Г. непосредственно не реагирует, однако существует нитрид Ge3N4, получающийся при действии аммиака на Г. при 700≈800╟С. С углеродом Г. не взаимодействует. Г. образует соединения со многими металлами ≈ германиды.

   Известны многочисленные комплексные соединения Г., которые приобретают всё большее значение как в аналитической химии Г., так и в процессах его получения. Г. образует комплексные соединения с органическими гидроксилсодержащими молекулами (многоатомными спиртами, многоосновными кислотами и др.). Получены гетерополикислоты Г. Так же, как и для др. элементов IV группы, для Г. характерно образование металлорганических соединений, примером которых служит тетраэтилгерман (C2H5)4 Ge

3. Получение и применение. В промышленной практике Г. получают преимущественно из побочных продуктов переработки руд цветных металлов (цинковой обманки, цинково-медно-свинцовых полиметаллических концентратов), содержащих 0,001≈0,1% Г. В качестве сырья используют также золы от сжигания угля, пыль газогенераторов и отходы коксохимических заводов. Первоначально из перечисленных источников различными способами, зависящими от состава сырья, получают германиевый концентрат (2≈10% Г.). Извлечение Г. из концентрата обычно включает следующие стадии: 1) хлорирование концентрата соляной кислотой, смесью её с хлором в водной среде или др. хлорирующими агентами с получением технического GeCl

4. Для очистки GeCl4 применяют ректификацию и экстракцию примесей концентрированной HCl. 2) Гидролиз GeCl4 и прокаливание продуктов гидролиза до получения GeO2. 3) Восстановление GeO водородом или аммиаком до металла. Для выделения очень чистого Г., используемого в полупроводниковых приборах, проводится зонная плавка металла. Необходимый для полупроводниковой промышленности монокристаллический Г. получают обычно зонной плавкой или методом Чохральского (см. Монокристаллы ).

   Г. ≈ один из наиболее ценных материалов в современной полупроводниковой технике (см. Полупроводниковые материалы ). Он используется для изготовления диодов, триодов, кристаллических детекторов и силовых выпрямителей. Монокристаллический Г. применяется также в дозиметрических приборах и приборах, измеряющих напряжённость постоянных и переменных магнитных полей. Важной областью применения Г. является инфракрасная техника, в частности производство детекторов инфракрасного излучения, работающих в области 8≈14 мк. Перспективны для практического использования многие сплавы, в состав которых входят Г., стекла на основе GeO2 и др. соединения Г. (см. также Германиды ).

   Лит.: Тананаев И. В., Шпирт М. Я., Химия германия, М., 1967; Угай Я. А., Введение в химию полупроводников, М., 1965; Давыдов В. И., Германий, М., 1964; Зеликман А. Н., Крейн О. Е., Самсонов Г. В., Металлургия редких металлов, 2 изд., М., 1964; Самсонов Г. В., Бондарев В. Н., Германиды, М., 1968.

   Б. А. Поповкин.

Герма́ний — химический элемент 14-й группы 4 периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 32. Обозначается символом Ge . Простое вещество германий ( номер CAS 7440-56-4) — типичный полупроводник серо-белого цвета, с металлическим блеском.

Германий был открыт в 1886 году немецким химиком Клеменсом Винклером при изучении им минерала аргиродита .

В природе германий встречается в сульфидных рудах, железной руде, обнаруживается почти во всех силикатах.

Германий используется в электротехнической промышленности в качестве полупроводника в транзисторах и других электронных устройствах. Также германий широко применяется в волоконной и инфракрасной оптиках.

Германий не является важным элементом для живых организмов. Но некоторые органические соединения германия изучаются как потенциальные лекарственные средства, эффективность таких средств пока не доказана.

Некоторые соединения германия обладают токсичностью.