Objaviteľ: Clemens Winkler (1886)
T. topenia
938.3 °C
T. varu
2833 °C
Kľúčové vlastnosti
Atómová hmotnosť
72.6308 u
Atómový polomer
125 pm
Hustota
5323 kg/m³
Elektronegativita
2.01
Ionizačná energia
762 kJ/mol
Elektrónová afinita
118.935 kJ/mol
Elektrónová konfigurácia
Výskyt v prírode
Zlúčeniny a minerály
Základná charakteristika
- Objavil a izoloval ho nemecký chemik Clemens Winkler v roku 1886.
- Je to tvrdá, krehká, sivo-biela pevná látka s kovovým leskom; patrí medzi polokovy.
- Kryštalizuje v štruktúre podobnej diamantu.
- Je dôležitým polovodičom, ktorého vodivosť sa zvyšuje s teplotou a prítomnosťou nečistôt (dopovaním).
- Chemicky je pomerne málo reaktívny; za bežnej teploty je na vzduchu stály.
- Odoláva pôsobeniu vody a väčšiny zriedených kyselín (okrem kyseliny fluorovodíkovej a silne oxidačných kyselín ako HNO₃). Reaguje s roztokmi silných zásad.
- V prírode sa vyskytuje len vzácne a v rozptýlenej forme, zvyčajne ako sprievodný prvok v niektorých rudách zinku (napr. sfalerit) a striebra, a v niektorých druhoch uhlia.
- V zlúčeninách má najčastejšie oxidačné čísla +II (germánatý) a +IV (germaničitý); môže nadobúdať aj oxidačné číslo -IV (napr. v germanoch).
- Hlavné využitie nachádza v špecializovanej elektronike ako polovodič (napr. vysokofrekvenčné tranzistory, diódy), v detektoroch žiarenia (napr. gama žiarenia).
- Používa sa aj v infračervenej optike na výrobu šošoviek a okien (pre infračervené žiarenie je priehľadné), ako katalyzátor v niektorých polymerizačných reakciách a v zliatinách.
Výroba germánia link
Získava sa ako vedľajší produkt pri spracovaní zinkových rúd alebo z popolčeka uhlia. Proces zahŕňa chemické čistenie cez GeCl₄, hydrolýzu na GeO₂ a redukciu vodíkom.
\( \ce{GeO2(s) + 2H2(g) ->[\text{t}] Ge(s) + 2H2O(g)} \)
Finálne čistenie ultračistého germánia sa robí zonálnym tavením.
Výskyt a významné zlúčeniny germánia link
Germánium tvorí zlúčeniny prevažne v oxidačnom stave +IV, ktoré sú stabilnejšie a podobné zlúčeninám kremíka. Známe sú však aj zlúčeniny v oxidačnom stave +II, ktorých stabilita je vyššia ako u kremíka, ale nižšia ako u cínu. Zlúčeniny Ge(II) majú redukčné vlastnosti a ľahko disproporcionujú (napr. 2GeCl₂ → Ge + GeCl₄). Germánium tvorí prevažne kovalentné väzby.
V prírode sa vyskytuje len viazaný v malých množstvách v niektorých sulfidických rudách (napr. argyrodit Ag₈GeS₆, germanit) a ako prímes v zinkových rudách a v uhlí. Je známe len vyše 100 rokov.
Najbežnejšie sú zlúčeniny Ge(IV).
Oxid germaničitý link
Oxid germaničitý (GeO₂) je biela pevná látka. Má amfotérny charakter. Používa sa pri výrobe špeciálnych skiel a optických vlákien.
Chlorid germaničitý link
Chlorid germaničitý (GeCl₄) je bezfarebná kvapalina, hydrolyzuje. Používa sa pri výrobe čistého germánia.
Sulfidy germánia link
Germánium tvorí sulfid germánatý GeS (červenohnedý) a sulfid germaničitý GeS₂ (biely). GeS₂ sa rozpúšťa v roztokoch sulfidov za vzniku tiogermaničitanov.
