العنصر الكيميائي الجرمانيوم في الرابعمجموعة (مجموعة فرعية رئيسية) في الجدول الدوري للعناصر. ينتمي إلى عائلة المعادن ، كتلته الذرية النسبية 73. بالكتلة ، يقدر محتوى الجرمانيوم في القشرة الأرضية بنسبة 0.00007 في المائة بالكتلة.
تم إنشاء عنصر الجرمانيوم الكيميائي بسبب توقعات دميتري إيفانوفيتش مندليف. هم الذين تنبأوا بوجود الإكسيليا ، وتم تقديم التوصيات في بحثها.
يعتقد الكيميائي الروسي أن هذا المعدنالعنصر في خامات التيتانيوم والزركونيوم. حاول مندليف بمفرده العثور على هذا العنصر الكيميائي ، لكن محاولاته باءت بالفشل. بعد خمسة عشر عامًا فقط ، في منجم يقع في Himmelfurst ، تم اكتشاف معدن يسمى argyrodite. يدين هذا المركب باسمه للفضة الموجودة في هذا المعدن.
كان العنصر الكيميائي الجرمانيوم في التكوينتم اكتشافه فقط بعد أن شرعت مجموعة من الكيميائيين من أكاديمية التعدين في فرايبرغ في البحث. تحت قيادة سي وينكلر ، وجدوا أن الزنك وأكاسيد الحديد ، بالإضافة إلى الكبريت والزئبق يمثلان 93 في المائة فقط من المعدن. اقترح وينكلر أن السبعة في المئة المتبقية جاءت من عنصر كيميائي غير معروف في ذلك الوقت. بعد تجارب كيميائية إضافية ، تم اكتشاف الجرمانيوم. أعلن الكيميائي اكتشافه في تقرير ، قدم المعلومات التي تلقاها حول خصائص العنصر الجديد إلى الجمعية الكيميائية الألمانية.
تم إدخال عنصر الجرمانيوم الكيميائيوينكلر باعتباره غير معدني ، عن طريق القياس مع الأنتيمون والزرنيخ. أراد الكيميائي أن يطلق عليه نبتون ، ولكن تم استخدام هذا الاسم بالفعل. ثم بدأ يطلق عليه الجرمانيوم. تسبب العنصر الكيميائي الذي اكتشفه وينكلر في مناقشة جادة بين الكيميائيين البارزين في ذلك الوقت. اقترح العالم الألماني ريختر أن هذا هو نفس الإكسيليسيوم الذي تحدث عنه مندليف. بعد مرور بعض الوقت ، تم تأكيد هذا الافتراض ، والذي أثبت جدوى القانون الدوري الذي أنشأه الكيميائي الروسي العظيم.
كيف يمكن وصف الجرمانيوم؟يحتوي العنصر الكيميائي على 32 رقمًا تسلسليًا في الجدول الدوري. يذوب هذا المعدن عند 937.4 درجة مئوية. درجة غليان هذه المادة هي 2700 درجة مئوية.
الجرمانيوم - عنصر أصبح لأول مرةالتقديم في اليابان للأغراض الطبية. بعد دراسات عديدة لمركبات الجرمانيوم العضوية التي أجريت على الحيوانات ، وكذلك في الدراسات البشرية ، كان من الممكن اكتشاف التأثير الإيجابي لمثل هذه الخامات على الكائنات الحية. في عام 1967 ، تمكن د.
ما هي خصائص العنصر الكيميائيألمانيا؟ وهي قادرة على حمل الأكسجين في جميع أنسجة الكائن الحي. مرة واحدة في الدم ، يتصرف عن طريق القياس مع الهيموغلوبين. الجرمانيوم يضمن الأداء الكامل لجميع أنظمة الجسم البشري.
هذا المعدن يحفز تكاثر الخلايا المناعية. وهو ، على شكل مركبات عضوية ، يسمح بتكوين الإنترفيرون غاما ، الذي يمنع تكاثر الميكروبات.
يمنع الجرمانيوم تكوين خبيثالأورام ، لا تسمح بنمو النقائل. تساهم المركبات العضوية لهذا العنصر الكيميائي في إنتاج الإنترفيرون ، وهو جزيء بروتيني وقائي ينتجه الجسم كرد فعل وقائي لظهور الأجسام الغريبة.
مضاد للفطريات ، مضاد للجراثيم ،أصبحت الملكية المضادة للفيروسات في ألمانيا أساس مجالات تطبيقها. في ألمانيا ، تم الحصول على هذا العنصر بشكل رئيسي كمنتج ثانوي لمعالجة الخامات غير الحديدية. بطرق مختلفة ، والتي تعتمد على تكوين المواد الأولية ، تم عزل مركز الجرمانيوم. لا يحتوي تركيبه على أكثر من 10 في المائة من المعدن.
كيف بالضبط في أشباه الموصلات الحديثةتستخدم ألمانيا التكنولوجيا؟ تؤكد خاصية العنصر المعطى في وقت سابق إمكانية استخدامه لإنتاج الصمامات الثلاثية ، الثنائيات ، مقومات الطاقة ، كاشفات الكريستال. يستخدم الجرمانيوم أيضًا لإنشاء أجهزة قياس الجرعات ، وهي أجهزة ضرورية لقياس شدة المجال المغناطيسي الثابت والمتناوب.
يعتبر تصنيع كاشفات الأشعة تحت الحمراء من المجالات الهامة لتطبيق هذا المعدن.
استخدام ألمانيا ليس فقط نفسها ، ولكن أيضًا بعض مركباتها واعدة.
الجرمانيوم في درجة حرارة الغرفة مقاوم تمامًا للرطوبة والأكسجين.
في عدد من العناصر الكيميائية (السيليكون - الجرمانيوم - القصدير) ، لوحظت زيادة في قدرة الاختزال.
الجرمانيوم مقاوم لمحاليل الهيدروكلوريكوأحماض الكبريتيك ، لا تتفاعل مع المحاليل القلوية. علاوة على ذلك ، يذوب هذا المعدن بسرعة كبيرة في aqua regia (سبعة أحماض من النتريك والهيدروكلوريك) ، وكذلك في محلول قلوي من بيروكسيد الهيدروجين.
كيفية إعطاء وصف كامل للمادة الكيميائيةجزء؟ يجب تحليل الجرمانيوم وسبائكه ليس فقط من خلال خصائصها الفيزيائية والكيميائية ، ولكن أيضًا من خلال مجالات تطبيقها. تستمر عملية أكسدة الجرمانيوم بحمض النتريك ببطء إلى حد ما.
دعونا نحاول وصف المادة الكيميائيةجزء. تم العثور على الجرمانيوم في الطبيعة فقط في شكل مركبات. من بين المعادن التي تحتوي على الجرمانيوم الأكثر شيوعًا في الطبيعة ، نميز الجرمانيت والأرجروديت. بالإضافة إلى ذلك ، يوجد الجرمانيوم في كبريتيدات الزنك والسيليكات ، وبكميات صغيرة يوجد في أنواع مختلفة من الفحم.
ما هو تأثير الجرمانيوم على الجسم؟عنصر كيميائي له شكله الإلكتروني شكل 1 هـ ؛ 8 هـ ؛ 18 هـ ؛ 7 هـ ، يمكن أن يؤثر سلبًا على جسم الإنسان. على سبيل المثال ، عند تحميل تركيز الجرمانيوم ، الطحن ، وكذلك تحميل ثاني أكسيد معدن معين ، قد تحدث أمراض مهنية. يمكن اعتبار المصادر الأخرى للضرر بالصحة عملية إعادة ذوبان مسحوق الجرمانيوم إلى قضبان ، إنتاج أول أكسيد الكربون.
يمكن أن يكون الجرمانيوم الممتز سريعًا بما يكفيتفرز من الجسم ، مع البول في الغالب. لا توجد حاليًا معلومات تفصيلية حول مدى سمية المركبات غير العضوية من الجرمانيوم.
مهيج للجلدرابع كلوريد الجرمانيوم. في التجارب السريرية ، وكذلك مع الإدارة الفموية المطولة للكميات التراكمية التي وصلت إلى 16 جرامًا من الجربو سبيرو (دواء مضاد للورم العضوي) ، بالإضافة إلى مركبات الجرمانيوم الأخرى ، تم العثور على النشاط السام للكلية والعصبية لهذا المعدن.
عموما هذه الجرعات ليست مميزةالمؤسسات الصناعية. تهدف التجارب التي أجريت على الحيوانات إلى دراسة آثار الجرمانيوم ومركباته على كائن حي. ونتيجة لذلك ، كان من الممكن إثبات تدهور الصحة عن طريق استنشاق كمية كبيرة من غبار الجرمانيوم المعدني ، وكذلك ثاني أكسيده.
لقد وجد العلماء جديًا في رئتي الحيواناتالتغيرات المورفولوجية المشابهة للعمليات التكاثرية. على سبيل المثال ، تم الكشف عن سماكة كبيرة في الأجزاء السنخية ، وكذلك تضخم في الأوعية اللمفاوية حول القصبات الهوائية ، وتسمك الأوعية الدموية.
ثاني أكسيد الجرمانيوم ليس مزعجًاتأثير على الجلد ، لكن الاتصال المباشر لهذا المركب مع قشرة العين يؤدي إلى تكوين حمض الجرماني ، وهو مهيج خطير للعين. مع الحقن لفترات طويلة داخل الصفاق ، تم الكشف عن تغييرات خطيرة في الدم المحيطي.
المركبات الأكثر ضررا في ألمانيا هيكلوريد الجرمانيوم وهيدريد. المادة الأخيرة تثير التسمم الخطير. نتيجة الفحص المورفولوجي لأعضاء الحيوانات التي ماتت في المرحلة الحادة ، أظهرت انتهاكات كبيرة في الدورة الدموية ، فضلا عن التعديلات الخلوية في الأعضاء المتنيمة. توصل العلماء إلى استنتاج مفاده أن الهيدريد هو سم متعدد الأغراض يؤثر على الجهاز العصبي ويمنع نظام الدورة الدموية الطرفية.
وهو مهيج قوي للجهاز التنفسي والعينين والجلد. بتركيز 13 ملغ / م3 قادر على القمع على المستوى الخلوياستجابة رئوية. مع زيادة تركيز هذه المادة ، لوحظ تهيج خطير في الجهاز التنفسي العلوي ، وتغيرات كبيرة في إيقاع ومعدل التنفس.
يؤدي التسمم بهذه المادة إلى التهاب القصبات النزفي ، والالتهاب الرئوي الخلالي.
منذ الجرمانيوم في الطبيعة ممثلةالشوائب لخامات النيكل ، والمعادن المتعددة الفلزات ، والتنغستن ، لاستخراج المعادن النقية في الصناعة ، تنفذ العديد من العمليات الكثيفة العمالة المرتبطة بضمادة الخام. أولاً ، يتم عزل أكسيد الجرمانيوم منه ، ثم يتم تقليله بالهيدروجين عند درجة حرارة مرتفعة حتى يتم الحصول على معدن بسيط:
GeO2 + 2H2 = Ge + 2H2O.
يعتبر الجرمانيوم أشباه الموصلات النموذجية غير المباشرة. تبلغ قيمة السماحية العازلة 16 ، وتقارب الإلكترون 4 فولت.
في طبقة رقيقة مخدرة بالغاليوم ، من الممكن نقل الموصلية الفائقة إلى الجرمانيوم.
هناك خمسة نظائر لهذا المعدن في الطبيعة. أربعة منها مستقرة ، والخامس يخضع لتحلل بيتا مزدوج ، عمر النصف هو 1.58 × 1021 سنوات.
حاليا المركبات العضوية لهذايستخدم المعدن في الصناعات المختلفة. تعتبر الشفافية في المنطقة الطيفية للأشعة تحت الحمراء من الجرمانيوم المعدني عالي النقاء مهمة لتصنيع العناصر البصرية لبصريات الأشعة تحت الحمراء: المنشور والعدسات والنوافذ البصرية لأجهزة الاستشعار الحديثة. يعتبر المجال الأكثر شيوعًا للاستخدام في ألمانيا هو إنشاء بصريات لكاميرات التصوير الحراري التي تعمل في نطاق الطول الموجي من 8 إلى 14 ميكرون.
تستخدم أجهزة مماثلة في المعدات العسكرية.لأنظمة التوجيه بالأشعة تحت الحمراء ، الرؤية الليلية ، التصوير الحراري السلبي ، أنظمة الحماية من الحرائق. يحتوي الجرمانيوم أيضًا على مؤشر انكسار مرتفع ، وهو ضروري لطلاء مضاد للانعكاس.
في هندسة الراديو ، الترانزستورات القائمة على الجرمانيوملها خصائص تتجاوز في كثير من النواحي خصائص عناصر السيليكون. إن التيارات العكسية لعناصر الجرمانيوم أعلى بكثير من التيارات السليكونية ، مما يجعل من الممكن زيادة كفاءة هذه الأجهزة الراديوية بشكل كبير. وبالنظر إلى أن الجرمانيوم ليس منتشرًا في الطبيعة مثل السيليكون ، فإن عناصر أشباه الموصلات السليكونية تستخدم بشكل رئيسي في الأجهزة اللاسلكية.
