Germanium

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Gå til: navigasjon, søk
Germanium
Ge-TableImage.png
Basisdata
Navn Germanium
Symbol Ge
Atomnummer 32
Utseende gråhvit
Plass i periodesystemet
Gruppe 14
Periode 4
Blokk p
Kjemisk serie halvmetall
Atomegenskaper
Atomvekt 72,64 u
Empirisk atomradius 125 pm
Kalkulert atomradius 125 pm
Kovalent atomradius 122 pm
Elektronkonfigurasjon [Ar] 3d10 4s2 4p2
Elektroner per energinivå 2, 8, 18, 4
Oksidasjonstilstander 4
Krystallstruktur kubisk flatesentrert
Fysiske egenskaper
Stofftilstand fast stoff
Smeltepunkt 938,25 °C
Kokepunkt 2 833 °C
Molart volum 13,63 · 10-6 /mol
Tetthet 5 323 kg/m³
Hardhet 6 (Mohs skala)
Kritisk temperatur 8 900 K
Fordampningsvarme 330,9 kJ/mol
Smeltevarme 36,94 kJ/mol
Damptrykk 7,46 · 10-5 Pa ved 1 210 K
Lydfart 5 400 m/s
Diverse
Elektronegativitet etter Pauling-skalaen 2,01
Spesifikk varmekapasitet 320 J/(kg · K)
Elektrisk ledningsevne 1,45 S/m
Termisk ledningsevne 59,9 W/(m · K)
Første ionisasjonspotensiale 762 kJ/mol
Andre ionisasjonspotensiale 1 537,5 kJ/mol
Tredje ionisasjonspotensiale 3 302,1 kJ/mol

SI-enheter & STP er brukt, hvis ikke annet er nevnt. MV = Manglende verdi – legg gjerne inn.


Germanium er et grunnstoff med kjemisk symbol Ge og atomnummer 32. Atommassen (u) er 72,64.

Historie[rediger | rediger kilde]

I 1871 forutså Dmitrij Mendelejev eksistensen av flere uoppdagede grunnstoff, deriblant et silisium-beslektet stoff han kalte eka-silisium. Han var også i stand til å forutsi stoffets egenskaper ganske presist. Germanium ble oppdaget i 1886 av den tyske kjemikeren Clemens Winkler ved bergverksakademiet i den saksiske byen Freiberg i Tyskland, da han undersøkte mineralet argyroditt (Ag8GeS6). Det viste seg senere at det nye grunnstoffet var identisk med Mendelejevs eka-silisium. Dette var en viktig indikasjon på at teorien om grunnstoffenes perioditet var korrekt.

Germanium ble brukt i verdens første transistor i 1947.

Navnet kommer fra Germania som er det latinske navnet på Tyskland.

Germaniumatomets elektronskall

Egenskaper[rediger | rediger kilde]

Germanium i ren form er et hardt, sprøtt og sølvhvitt glinsende halvmetall og halvleder. Det har fysiske egenskaper som ligner på de til silisium. Det oksiderer ikke i romtemperert luft, men oksiderer hvis det glødes i oksygenatmosfære. Germanium angripes ikke av hverken saltsyre, kalilut eller fortynnet svovelsyre. Det løses opp av basiske hydrogenperoksidløsninger, varm svovelsyre og konsentrert salpetersyre.

Germanium er et av de få stoffene (sammen med gallium, vismut, antimon og vann) som har høyere egenvekt i væskeform enn i fast form.

Giftigheten er lav, og på 70-tallet ble germaniumholdig kosttilskudd populært i Japan, og senere i andre land. Undersøkelser utført av det amerikanske Food and Drug Administration (FDA) på slutten av 90-tallet, konkluderer med at næringsmidler tilsatt germanium utgjør en potensiell helserisiko[1] .

Isotoper[rediger | rediger kilde]

Naturlig forekommende germanium består av 5 isotoper. 4 av disse er stabile: 70Ge (20,84%), 72Ge (27,54%), 73Ge (7,73%) og 74Ge (36,28%), og en er ustabil (og dermed radioaktiv): 76Ge (7,61%) med halveringstid 1,582 × 1021 år (den ekstremt lange halveringstiden gjør at den i praksis blir betraktet som stabil). I tillegg er 27 kunstig fremstilt ustabile isotoper kjent, hvorav de mest stabile er 68Ge med halveringstid 270,8 døgn, 71Ge med halveringstid 11,43 døgn, og 69Ge med halveringstid 39,05 timer. Alle de resterende isotopene har halveringstider kortere enn 1 døgn, og de fleste kortere enn 1 time.[2]

CAS-nummer: 7440-56-4

Forekomst[rediger | rediger kilde]

Rent germanium

Germanium finnes i argyroditt, kull, germanitt, sinkmalm og andre mineraler. Det finnes i jordskorpen i ca. 6,7 ppm, men i relativt lave konsentrasjoner. Kommersielt utvunnet germanium er et biprodukt av sinkfremstilling eller som avfallsprodukt fra kullforbrenning.

De største germaniumprodusentene er Kina, Canada, Belgia og Tyskland. I 2007 ble det fremstilt omkring 100 tonn rent germanium. Omtrent 30% av produsert germanium kommer fra gjenvinning.[3]

Anvendelse[rediger | rediger kilde]

Germanium var mye brukt som halvledermateriale i transistorens barndom, men i dag har silisium overtatt mesteparten av dette bruksområde. Glass tilsatt germaniumoksid har høy lysbrytningsindeks, og benyttes derfor i vidvinkel-linser. Germanium brukes også i optiske linser i infrarøde kameraer og sensorer. Germanium nedkjølt av flytende nitrogen (77 °K) brukes i gammastråle-detektorer.[4]

Referanser[rediger | rediger kilde]