Germanij

Germanij,  ₃₂Ge

Germanij u periodnom sistemu
↓                                                                     ↓                                                             →                                                             →
Hemijski element, Simbol, Atomski broj	Germanij, Ge, 32
Serija	Polumetali
Grupa, Perioda, Blok	14, 4, p
Izgled	sivo bijel
Zastupljenost	5,6 · 10−4[1] %
Atomske osobine
Atomska masa	72,63[2] u
Atomski radijus (izračunat)	125 (125) pm
Kovalentni radijus	122 pm
Van der Waalsov radijus	211[3] pm
Elektronska konfiguracija	[Ar] 3d104s24p2
Broj elektrona u energetskom nivou	2, 8, 18, 4
Izlazni rad	5,0[4] eV
1. energija ionizacije	762 kJ/mol
2. energija ionizacije	1537,5 kJ/mol
3. energija ionizacije	3302,1 kJ/mol
4. energija ionizacije	4411 kJ/mol
Fizikalne osobine
Agregatno stanje	čvrsto
Mohsova skala tvrdoće	6
Kristalna struktura	dijamantna struktura
Gustoća	5323[5] kg/m3
Magnetizam	dijamagnetičan (${\displaystyle \chi _{m}}$ = −7,1 · 10−5)[6]
Tačka topljenja	1211,4 K (938,3 °C)
Tačka ključanja	3103[7] K (2830 °C)
Molarni volumen	13,63 · 10−6 m3/mol
Toplota isparavanja	330[7] kJ/mol
Toplota topljenja	31,8 kJ/mol
Pritisak pare	7,46 · 10−5 Pa pri 1210 K
Brzina zvuka	5400 m/s pri 293,15 K
Specifična toplota	308,3[1] J/(kg · K)
Specifična električna provodljivost	2,1 S/m
Toplotna provodljivost	60 W/(m · K)
Hemijske osobine
Oksidacioni broj	−4, 2, 4
Oksid	GeO2
Elektrodni potencijal	0,247 V (Ge2+ + 2e− → Ge)
Elektronegativnost	2,01 (Pauling-skala)
Izotopi
Izo RP t1/2 RA ER (MeV) PR 68Ge sin 270,8 d ε 0,106 68Ga 69Ge sin 39,05 h ε 2,227 69Ga 70Ge 21,23 % Stabilan 71Ge sin 11,43 d ε 0,229 71Ga 72Ge 27,66 % Stabilan 73Ge 7,73 % Stabilan 74Ge 35,94 % Stabilan 76Ge 7,44 % 1,78×1021 god β−β− 2,039 76Se
Sigurnosno obavještenje
Oznake upozorenja Prah F Lahko zapaljivo
Obavještenja o riziku i sigurnosti	R: 11 S: 9-16-29-33
Ako je moguće i u upotrebi, koriste se osnovne SI jedinice. Ako nije drugačije označeno, svi podaci dobijeni su mjerenjima u normalnim uvjetima.

Germanij (latinski: germanium) jeste hemijski element sa simbolom Ge i atomskim brojem 32. On je sjajni, tvrdi, sivo-bijeli polumetal iz grupe ugljika, hemijski sličan svojim komšijama iz IV glavne grupe periodnog sistema elemenata kalaju i siliciju. Čisti elementarni germanij je poluprovodnik, izgledom najviše sliči elementarnom siliciju. Poput silicija, germanij vrlo lahko reagira i sa kisikom iz prirode gradi komplekse. Za razliku od silicija, on je isuviše reaktivan da bi se prirodno našao na Zemlji u svom elementarnom stanju.

Pošto postoji vrlo mali broj minerala koji ga sadrže u visokim koncentracijama, germanij je otkriven relativno kasno u historiji hemije. Među elementima po rasprostranjenosti u Zemljinoj kori, on se nalazi približno na 50. mjestu. Ruski hemičar Dmitrij Mendeljejev je 1869. godine predvidio njegovo postojanje i neke od njegovih osobina na osnovu položaja u periodnom sistemu kojeg je Mendeljejev kreirao. Dao mu je ime ekasilicij. Gotovo dvije decenije kasnije, 1886. godine, Clemens Winkler je otkrio novi element, kao pratioca srebra i sumpora u rijetkom mineralu nazvanom argirodit. Mada je novi element izgledom na neki način imao sličnosti sa arsenom i antimonom, njegovi kombinirani odnosi u spojevima novog elementa su bili u saglasnosti sa Mendeljejevijim predviđanjima u odnosu na silicij. Winkler je novom elementu dao ime po imenu svoje domovine, Njemačke. Danas se germanij uglavnom izdvaja iz sfalerita (osnovne rude cinka), mada se često industrijski izdvaja i iz ruda srebra, olova i bakra.

Metalni germanij (izolirani elementarni) se koristi kao poluprovodnik u tranzistorima i različitim elektronskim uređajima. U prošlosti, cijela generacija prvobitnih elektronskih poluprovodnika je potpuno bila zasnovana na germaniju. Međutim, danas na njegovu proizvodnju u svrhu poluprovodnika otpada vrlo mali udio (2%) umjesto ultra čistog silicija, koji je uglavnom zamijenio germanij. U današnje doba, glavni potrošači germanija su sistemi za optička vlakna, optički uređaji za infracrveni dio spektra i aplikacije za solarne ćelije. Spojevi germanija se koriste kao katalizatori za reakcije polimerizacije a odnedavno se koriste i za proizvodonju nanožica. Ovaj element gradi veliki broj organometalnih spojeva, kao što je tetraetilgermanij, vrlo koristan u organometalnoj hemiji. Germanij se ne smatra da je neophodan element za bilo koji živi organizam. Neki kompleksni organo-germanijevi spojevi su bili istraživani kao mogući preparati u farmaciji, međutim nijedan se nije pokazao uspješnim. Slično kao i silicij i aluminij, prirodni spojevi germanija su većinom nerastvorljivi u vodi, te stoga nisu isuviše otrovni. Međutim, sintetički dobijene rastvorljive soli germanija su se pokazale da djeluju kao nefrotoksin, dok su vještački, hemijski reaktivni spojevi germanija sa halogenim elementima i vodikom iritirajući i otrovni.

1. ^ ^{a b} Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom binder
2. ^ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom wieser
3. ^ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom manjera
4. ^ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom ludwig
5. ^ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom greenwood
6. ^ Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom lide
7. ^ ^{a b} Greška kod citiranja: Nevaljana oznaka <ref>; nije naveden tekst za reference s imenom zhang