Kemiallinen elementti germanium on neljännessäryhmä (pääryhmä) elementtien jaksollisessa taulukossa. Se kuuluu metalliperheeseen, sen suhteellinen atomimassa on 73. Massa mukaan maankuoren germaniumipitoisuudeksi arvioidaan 0,00007 massaprosenttia.
Kemiallinen alkuaine germanium perustettiin Dmitri Ivanovitš Mendelejevin ennusteiden johdosta. Juuri he ennustivat ecasilician olemassaoloa, ja sen tutkimukselle annettiin suosituksia.
Venäläinen kemisti uskoi, että tämä metallielementti on titaani-, zirkoniummalmeissa. Mendeleev yritti yksin löytää tämän kemiallisen elementin, mutta hänen yritykset olivat epäonnistuneet. Vain viisitoista vuotta myöhemmin Himmelfurstissa sijaitsevalla kaivoksella löydettiin mineraali, nimeltään argyrodite. Tämä yhdiste velkaa nimensä hopeasta, jota löytyy tästä mineraalista.
Kemiallinen alkuaine germanium koostumuksessa olilöydettiin vasta sen jälkeen, kun ryhmä kemistejä Freibergin kaivosakatemiasta aloitti tutkimuksen. C. Winklerin johdolla he havaitsivat, että sinkki- ja rautaoksidit sekä rikki ja elohopea muodostavat vain 93 prosenttia mineraalista. Winkler ehdotti, että loput seitsemän prosenttia tuli kemiallisesta alkuaineesta, joka ei ollut tuolloin tuntematon. Ylimääräisten kemiallisten kokeiden jälkeen löydettiin germanium. Kemisti ilmoitti löytöstään raportissa, esitteli saadut tiedot uuden alkuaineen ominaisuuksista Saksan kemian yhdistykselle.
Kemiallinen alkuaine germanium otettiin käyttöönWinkler ei-metallisena, analogisesti antimonin ja arseenin kanssa. Kemisti halusi kutsua häntä Neptunukseksi, mutta tätä nimeä on jo käytetty. Sitten he alkoivat kutsua häntä germaniumiksi. Winklerin löytämä kemiallinen elementti aiheutti vakavan keskustelun tuolloin johtavien kemistien välillä. Saksalainen tiedemies Richter ehdotti, että tämä on sama ecasilicium, josta Mendelejev puhui. Jonkin ajan kuluttua tämä oletus vahvistui, mikä todisti Venäjän suuren kemian luoman jaksollisen lain toteuttamiskelpoisuuden.
Kuinka germanium voidaan karakterisoida?Kemiallisella elementillä on jaksotaulukossa 32 sarjanumeroa. Tämä metalli sulaa 937,4 ° C: ssa. Tämän aineen kiehumispiste on 2700 ° C.
Germaanium - alkuaine, josta ensin tulihakea Japanissa lääketieteellisiin tarkoituksiin. Eläimillä tehtyjen lukuisten orgaanisten germaniumyhdisteiden sekä ihmisillä suoritettujen tutkimusten jälkeen oli mahdollista havaita tällaisten malmien positiivinen vaikutus eläviin organismeihin. Vuonna 1967 tohtori K. Asai löysi tosiasian, että orgaanisella germaniumilla on valtava biologisten vaikutusten kirjo.
Mikä on kemiallisen elementin ominaisuus?Saksassa? Se pystyy kuljettamaan happea kaikissa elävän organismin kudoksissa. Veressä ollessaan se käyttäytyy analogisesti hemoglobiinin kanssa. Germanium takaa ihmiskehon kaikkien järjestelmien täydellisen toiminnan.
Juuri tämä metalli stimuloi immuunisolujen lisääntymistä. Se orgaanisten yhdisteiden muodossa sallii gamma-interferonien muodostumisen, jotka estävät mikrobien lisääntymistä.
Germaanium estää pahanlaatuisten muodostumisenkasvaimet, ei salli metastaasien kehittymistä. Tämän kemiallisen alkuaineen orgaaniset yhdisteet myötävaikuttavat interferonin, suojaavan proteiinimolekyylin, tuottamiseen, jota elin tuottaa suojareaktiona vieraiden kappaleiden esiintymiselle.
Antifungal, antibakteerinen,Saksan viruslääkkeistä on tullut perustana sen käyttöalueille. Saksassa tämä alkuaine saatiin pääasiassa ei-rautametallimalmien jalostuksen sivutuotteena. Germaniumkonsentraatti eristettiin eri tavoin, jotka riippuvat raaka-aineen koostumuksesta. Sen koostumus sisälsi enintään 10 prosenttia metallista.
Kuinka tarkalleen modernissa puolijohteessaSaksa käytti tekniikkaa? Aikaisemmin annetun elementin ominaisuus vahvistaa sen mahdollisuuden käyttää triodeja, diodeja, tehon tasasuuntaajia ja kideilmaisimia. Germaniumia käytetään myös luomaan dosimetrisiä laitteita, laitteita, jotka ovat välttämättömiä vakio- ja vuorottelevan magneettikentän voimakkuuden mittaamiseksi.
Tämän metallin olennainen sovellusalue on infrapunasäteilyilmaisimien valmistus.
On lupaavaa käyttää paitsi itse germaniumia myös joitakin sen yhdisteitä.
Germanium huoneenlämmössä kestää melko kosteutta ja ilmakehän happea.
Useissa kemiallisissa alkuaineissa (pii - germanium - tina) havaitaan pelkistyskyvyn lisääntymistä.
Germanium kestää kloorivetyliuoksiaja rikkihapot, se ei ole vuorovaikutuksessa alkaliliuosten kanssa. Samanaikaisesti tämä metalli liukenee melko nopeasti vesiregiaan (seitsemän typpi- ja kloorivetyhappoa) sekä vetyperoksidin emäksiseen liuokseen.
Kuinka luonnehtia kemikaaliaelementti? Germaniumia ja sen seoksia on analysoitava fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien lisäksi myös sovellusten kannalta. Germaniumin hapetus typpihapolla etenee melko hitaasti.
Yritetään karakterisoida kemikaalielementti. Germaniumia esiintyy luonnossa vain yhdisteiden muodossa. Luonnossa yleisimmistä germaniumia sisältävistä mineraaleista erottelemme germaniitti ja argyrodiitti. Lisäksi germaniumia on sinkkisulfideissa ja -silikaateissa sekä pieniä määriä erityyppisissä hiileissä.
Mikä vaikutus germaniumilla on kehoon?Kemiallinen alkuaine, jonka elektroninen kaava on 1e; 8 e; 18 e; 7 e, voi vaikuttaa haitallisesti ihmiskehoon. Esimerkiksi germaniumtiivistettä ladattaessa, jauhattaessa sekä tämän metallin dioksidia lastattaessa voi ilmaantua ammattitauteja. Muina terveydelle haitallisina lähteinä voimme pitää prosessia, jossa germaniumjauhe sulatetaan uudelleen tankoiksi, jolloin saadaan hiilimonoksidia.
Adsorboitu germanium voi olla tarpeeksi nopeastierittyy elimistöstä, pääasiassa virtsaan. Tällä hetkellä ei ole yksityiskohtaista tietoa siitä, kuinka myrkyllisiä epäorgaaniset germaniumyhdisteet ovat.
Ärsyttävä vaikutus ihoongermaniumtetrakloridi. Kliinisissä kokeissa sekä pitkäaikaisessa suun kautta annettaessa kumulatiivisia määriä, jotka saavuttivat 16 grammaa spirogermaniumia (orgaaninen kasvainlääke), sekä muita germaniumyhdisteitä, havaittiin tämän metallin munuaistoksinen ja neurotoksinen vaikutus.
Tällaiset annokset eivät yleensä ole tyypillisiäteollisuusyritykset. Eläimillä suoritettujen kokeiden tarkoituksena oli tutkia germaniumin ja sen yhdisteiden vaikutusta elävään organismiin. Tämän seurauksena oli mahdollista todeta terveyden heikkeneminen hengitettäessä huomattavaa määrää metallisen germaniumin pölyä sekä sen dioksidia.
Tutkijat ovat löytäneet eläinten keuhkoista vakaviamorfologiset muutokset, jotka ovat samanlaisia kuin proliferatiiviset prosessit. Esimerkiksi alveolaaristen osien merkittävä paksuuntuminen paljastui, samoin kuin keuhkoputkien ympärillä olevien imusuonten hyperplasia, verisuonten paksuuntuminen.
Germaniumdioksidi ei ole ärsyttäväävaikuttaa ihoon, mutta tämän yhdisteen suora kosketus silmän kalvon kanssa johtaa germaanihapon muodostumiseen, joka on vakava silmiä ärsyttävä aine. Pitkäaikaisilla intraperitoneaalisilla injektioilla havaittiin vakavia muutoksia ääreisveressä.
Haitallisimmat germaniumyhdisteet ovatkloridi ja germaniumhydridi. Jälkimmäinen aine aiheuttaa vakavan myrkytyksen. Akuutin vaiheen aikana kuolleiden eläinten elinten morfologisen tutkimuksen tuloksena ne osoittivat merkittäviä häiriöitä verenkiertoelimessä sekä solumuutoksia parenkymaalisissa elimissä. Tutkijat tulivat siihen tulokseen, että hydridi on monikäyttöinen myrkky, joka vaikuttaa hermostoon ja lamauttaa perifeeristä verenkiertojärjestelmää.
Se ärsyttää voimakkaasti hengityselimiä, silmiä ja ihoa. Konsentraatiolla 13 mg/m3 se voi tukahduttaa solutasollakeuhkojen vaste. Tämän aineen pitoisuuden kasvaessa ilmenee vakava ylempien hengitysteiden ärsytys, merkittäviä muutoksia hengitysrytmissä ja -taajuudessa.
Tämän aineen myrkytys johtaa katarraali-desquamatiiviseen keuhkoputkentulehdukseen, interstitiaaliseen keuhkokuumeeseen.
Koska luonnossa germanium on läsnä muodossanikkeli-, polymetalli-, volframimalmien epäpuhtaudet, puhtaan metallin eristämiseksi teollisuudessa, suoritetaan useita malmin rikastamiseen liittyviä työvaltaisia prosesseja. Ensin germaniumoksidi eristetään siitä, sitten se pelkistetään vedyllä korotetussa lämpötilassa yksinkertaisen metallin saamiseksi:
GeO2 + 2H2 = Ge + 2H2O.
Germaniumia pidetään epäsuoran aukon tyypillisenä puolijohteena. Sen permittiivisyyden arvo on 16 ja elektroniaffiniteetin arvo on 4 eV.
Galliumilla seostetussa ohuessa kalvossa on mahdollista antaa germaniumille suprajohtavuus.
Tämän metallin luonnossa on viisi isotooppia. Näistä neljä on stabiileja, ja viides käy läpi kaksinkertaisen beetahajoamisen, puoliintumisaika on 1,58 × 1021 vuotta vanha.
Tällä hetkellä tämän orgaaniset yhdisteetmetalleja käytetään eri teollisuudenaloilla. Läpinäkyvyys metallisen erittäin puhtaan germaniumin infrapunaspektrialueella on tärkeää infrapunaoptiikan optisten elementtien valmistuksessa: prismat, linssit, nykyaikaisten antureiden optiset ikkunat. Yleisin germaniumin käyttötarkoitus on optiikan luominen lämpökuvauskameroihin, jotka toimivat aallonpituusalueella 8-14 mikronia.
Samanlaisia laitteita käytetään sotilasvarusteissainfrapunaohjausjärjestelmiin, pimeänäköön, passiiviseen lämpökuvaukseen, palontorjuntajärjestelmiin. Myös germaniumilla on korkea taitekerroin, joka on välttämätön heijastuksenestopinnoitteelle.
Radiotekniikassa germaniumpohjaiset transistoritniillä on ominaisuudet, jotka monin tavoin ylittävät piikennojen ominaisuudet. Germaniumkennojen käänteisvirrat ovat huomattavasti korkeammat kuin niiden piivastineiden, mikä mahdollistaa tällaisten radiolaitteiden tehokkuuden lisäämisen merkittävästi. Koska germanium ei ole luonnossa yhtä yleistä kuin pii, piipuolijohdeelementtejä käytetään pääasiassa radiolaitteissa.
