Hopp til innhold

Germanium

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Germanium
Basisdata
NavnGermanium
SymbolGe
Atomnummer32
Utseendegråhvit
Plass i periodesystemet
Gruppe14
Periode4
Blokkp
Kjemisk seriehalvmetall
Atomegenskaper
Atomvekt72,64 u
Empirisk atomradius125 pm
Kalkulert atomradius125 pm
Kovalent atomradius122 pm
Elektronkonfigurasjon[Ar] 3d10 4s2 4p2
Elektroner per energinivå2, 8, 18, 4
Oksidasjonstilstander4
Krystallstrukturkubisk flatesentrert
Fysiske egenskaper
Stofftilstandfast stoff
Smeltepunkt938,25 °C
Kokepunkt2 833 °C
Molart volum13,63 · 10-6 /mol
Tetthet5 323 kg/m³
Hardhet6 (Mohs skala)
Kritisk temperatur8 900 K
Fordampningsvarme330,9 kJ/mol
Smeltevarme36,94 kJ/mol
Damptrykk7,46 · 10-5 Pa ved 1 210 K
Lydfart5 400 m/s
Diverse
Elektronegativitet etter Pauling-skalaen2,01
Spesifikk varmekapasitet320 J/(kg · K)
Elektrisk ledningsevne1,45 S/m
Termisk konduktivitet59,9 W/(m · K)

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

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

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]

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 én er ustabil (og dermed radioaktiv): 76Ge (7,61%) med halveringstid 1,582 × 1021 år [2] (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.[3]

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.[4]

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.[5]

Referanser

[rediger | rediger kilde]