Германий

Ge (от лат. Germania - Германия * a. Germanium. н. Germanium. ф. Germanium. и. Germanio), - хим. Элемент IV группы периодич. Системы Менделеева, ат.н. 32, ат. М. 72,59. Природный Г. Состоит из 4 стабильных изотопов 70Ge (20,55%), 72Ge (27,37%), 73Ge (7,67%), 74Ge (36,74%) и одного радиоактивного 76Ge (7,67%) с периодом полураспада 2В·* 106 лет. Открыт в 1886 нем. Химиком К. Винклером в минерале аргиродите. Был предсказан в 1871 Д. Н. Менделеевым (экасилиций).Г. - хрупкий серебристо-белый металл. Кристаллизуется в кубич. Решётке типа алмаза с периодом а = 0,56575 нм (5,6575 Е). Плотность 5326 кг/м3 (при 25В°С. Tпл 958,5В°С, tкип 2690В°С. Уд. Теплоёмкость (при 0-300В°С) 322,14 Дж/кгВ·К, теплопроводность 58,8 Дж/мВ·сВ·К (при 25В°С). Важнейшими являются полупроводниковые свойства Г., самого распространённого природного полупроводникового материала.

Электрич. Свойства (при 25В°С). Уд. Сопротивление монокристаллич. Г. 5,6-6,0 кОм/м, концентрация носителей тока 2В·* 1013 см-3, ширина запрещённой зоны 0,665 эВ, подвижность электронов ОјО· 0,39 м2/с, подвижность дырок ОјПЃ 0,19 Ој2/с.Металлич. Г. Устойчив на воздухе при комнатной темп-ре и быстро окисляется при темп-ре выше красного каления (600-700В°С) с образованием двуокиси, твёрдый Г. Не реагирует с азотом, водородом. Жидкий Г. При темп-ре 1000-1100В°С взаимодействует с водородом. В соединениях степень окисления +2 и +4. Устойчивой формой является Ge+4. Моно- и диоксид Г. Амфотерны, растворяются в щелочной среде с образованием германитов и германатов. Г. Имеет мн. Соединений с галогенами и серой. Сульфиды растворяются в щелочных растворах, образуя сульфогерманаты, соли в водном растворе легко гидролизуются, давая гидратированный диоксид.

Радиус иона Ge+4 промежуточный между радиусами ионов Si+4 и Ti+4. Большинство кислородных соединений Г. Являются структурными аналогами соединений кремния. Многие из них диморфны. Более плотные модификации (напр., GeО2) аналогичны по структуре соединениям титана.Г. Относится к рассеянным элементам. Распространённость Г. В земной коре (1-2)В·* 10-4%. В качестве примеси встречается в минералах кремния, в меньшей степени в минералах железа и цинка. Собственные минералы Г. Очень редки. Сульфосоли - аргиродит, германит, реньерит и нек-рые другие. Двойной гидратированный оксид Г. И железа - штоттит. Сульфаты - итоит, флейшерит и нек-рые др. Пром. Значения они практически не имеют. Г. Накапливается в гидротермальных и осадочных процессах, где реализуется возможность отделения его от кремния.

В повышенных кол-вах (0,001-0,1%) встречается в сфалерите, магнетите, кам. И бурых углях. Источниками Г. Являются полиметаллич. Руды, ископаемые угли и нек-рые типы вулканогенно-осадочных м-ний железных руд. Осн. Кол-во Г. Получают попутно из подсмольных вод при коксовании углей, из золы энергетич. Углей, сфалеритовых и магнетитовых концентратов. Г. Извлекается кислотным выщелачиванием, возгонкой в восстановит. Среде, сплавлением с едким натром и др. Концентраты Г. Обрабатываются соляной кислотой при нагревании, конденсат очищается и подвергается гидролитич. Разложению с образованием диоксида. Последний восстанавливается водородом до металлич. Г., к-рый очищается методами фракционной и направленной кристаллизации, зонной плавки.Г.

Применяют в радиоэлектронике и электротехнике как полупроводниковый материал для изготовления диодов и транзисторов. Из Г. Изготовляют линзы для ИК оптики, фотодиоды, фоторезисторы, дозиметры ядерных излучений, анализаторы рентгеновской спектроскопии, преобразователи энергии радиоактивного распада в электрическую и т.д. Сплавы Г. С нек-рыми металлами, отличающиеся повышенной стойкостью к кислым агрессивным средам, используют в приборостроении, машиностроении и металлургии. Нек-рые сплавы Г. С др. Хим. Элементами - сверхпроводники.Литература. Тананаев И. В., Шпирт M. Я., Химия германия, М., 1967. (Сапрыкин Ф. Я.), Месторождения германия, в кн. Рудные месторождения СССР, 2 изд., т. 3, М., 1978.А. А. Ярошевский..