Germanium

Germanium
Grå hvid
Periodiske system
Generelt
Atomtegn	Ge
Atomnummer	32
Elektronkonfiguration	2, 8, 18, 4
Gruppe	14 (Halvmetal)
Periode	4
Blok	p
CAS-nummer	7440-56-4
Atomare egenskaber
Atommasse	72,64
Atomradius	122 pm
Van der Waals-radius	211 pm
Elektronkonfiguration	[Ar] 3d10 4s2 4p2
Elektroner i hver skal	2, 8, 18, 4
Ioniseringspotentiale
1. ioniserings­potentiale	762 kJ·mol-1
2. ioniserings­potentiale	1537,5 kJ·mol-1
3. ioniserings­potentiale	3302,1 kJ·mol-1
Kemiske egenskaber
Oxidationstrin	4, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3, -4
Elektronegativitet	2,01 (Paulings skala)
Fysiske egenskaber
Tilstandsform	fast
Krystalstruktur	Diamant kubisk
Massefylde (fast stof)	5,323 g·cm−3
Massefylde (væske)	5,60 g·cm−3
Smeltepunkt	938,25 °C
Kogepunkt	2833 °C
Varmeledningsevne	(27 °C) 60,2 W·m−1·K−1
Varmeudvidelseskoeff.	6,0 µm/(m·K)
Magnetiske egenskaber	Diamagnetisk[1]
Mekaniske egenskaber
Youngs modul	103 GPa
Forskydningsmodul	41 GPa
Kompressibilitetsmodul	75 GPa
Poissons forhold	0,26
Hårdhed (Mohs' skala)	6,0
v d r

Germanium er det 32. grundstof i det periodiske system, og har det kemiske symbol Ge. Det er et skinnende, hårdt, gråhvidt halvmetal som står i gruppe 14, og har en del ligheder med dets to gruppenaboer tin og silicium. Germanium har fem naturligt forekommende isotoper med atommasser fra 70 til 76. Germanium indgår i et stort antal organometaliske forbindelser, bl.a. tetraethylgerman og isobutylgerman.

Germanium er relativt udbredt i jordens skorpe, men i forhold til udbredelsen blev germanium opdaget sent, hvilket skyldes, at der kun findes få mineraler hvor det indgår i større koncentrationer. Dmitrij Mendelejev postulerede i 1869 germaniums eksistens, samt nogen af dets egenskaber, baseret på positionen i Mendelejevs periodiske system. Han kaldte grundstoffet eka-silicium. Næsten to årtier senere, i 1886, fandt tyskeren Clemens Winkler germanium i mineralet argyrodit (germanium(IV)octasølv(I)sulfid, Ag₈GeS₆). Winklers eksperimentelle undersøgelser af det nye grundstof var i overensstemmelse med Mendelejevs forudsigelser. Winkler opkaldte det nye grundstof efter sit hjemland, Tyskland.

Germanium er et vigtigt halvledermateriale som bruges i transistorer og andet elektronik. Dets største brug er til optiske fibre og infrarød optik, og har også fundet anvendelsen til katalysatorer til polymerisering. Germanium udvindes primært fra sphalerit-malme (zink(II)sulfid, ZnS), men fås også fra sølv-, bly, og kobbermalme. Visse germaniumforbindelser kan irritere øjnene, huden, lungerne og halsen.

I 2014 blev det rapporteret at det er muligt at lave et-atomige lag af germanium kaldet germanen, der har nogle af de samme egenskaber som grafen.

1. ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds Arkiveret 12. januar 2012 hos Wayback Machine, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.