Хемијски елемент германијум је у четвртомгрупа (главна подгрупа) у периодном систему елемената. Припада породици метала и има релативну атомску масу од 73. По маси, садржај германијума у земљиној кори се процењује на 0,00007 масених процената.
Хемијски елемент германијум установљен је захваљујући предвиђањима Дмитрија Ивановича Мендељејева. Управо су они предвидели постојање ека-силицијума и дали препоруке за његову претрагу.
Руски хемичар је веровао да је овај металелемент се налази у рудама титанијума и цирконијума. Мендељејев је покушао сам да пронађе овај хемијски елемент, али његови покушаји су били неуспешни. Само петнаест година касније, минерал назван аргиродит пронађен је у руднику који се налази у Химелфирсту. Ово једињење дугује своје име сребру које се налази у овом минералу.
Хемијски елемент германијум је биооткривено тек након што је група хемичара са Рударске академије у Фрајбергу започела истраживање. Под вођством К. Винклера, открили су да удео оксида цинка, гвожђа, као и сумпора и живе чини само 93 одсто минерала. Винклер је сугерисао да преосталих седам одсто потиче од хемијског елемента непознатог у то време. После даљих хемијских експеримената, откривен је германијум. Хемичар је пријавио своје откриће у извештају и предочио добијене информације о својствима новог елемента Немачком хемијском друштву.
Уведен је хемијски елемент германијумВинклер као неметал, по аналогији са антимоном и арсеном. Хемичар је хтео да га назове нептунијумом, али ово име је већ било у употреби. Тада су га почели звати германијум. Хемијски елемент који је открио Винклер изазвао је озбиљну дебату међу водећим хемичарима тог времена. Немачки научник Рихтер је сугерисао да је то исти екасилицијум о коме је говорио Мендељејев. После неког времена, ова претпоставка је потврђена, што је доказало одрживост периодичног закона који је створио велики руски хемичар.
Како се може окарактерисати германијум?Хемијски елемент има атомски број 32 у периодичној табели Мендељејева. Овај метал се топи на 937,4 °Ц. Тачка кључања ове супстанце је 2700 °Ц.
Германијум је елемент који је први откривенкористи се у Јапану у медицинске сврхе. Након бројних истраживања органогерманијумских једињења која су спроведена на животињама, као и на људима, било је могуће открити позитивне ефекте таквих руда на живе организме. Године 1967. др К. Асаи је открио чињеницу да органски германијум има огроман спектар биолошких ефеката.
Шта је карактеристика хемијског елементаНемачка? Способан је да преноси кисеоник кроз сва ткива живог организма. Једном у крви, понаша се на сличан начин као хемоглобин. Германијум гарантује пуно функционисање свих система људског тела.
Управо овај метал стимулише пролиферацију имуних ћелија. Он, у облику органских једињења, омогућава стварање гама интерферона, који сузбијају пролиферацију микроба.
Германијум спречава настанак малигнихтумори, не дозвољава развој метастаза. Органска једињења овог хемијског елемента доприносе производњи интерферона, заштитног протеинског молекула који тело производи као заштитну реакцију на појаву страних тела.
Антифунгални, антибактеријски,Антивирусно својство германијума постало је основа за његове области примене. У Немачкој се овај елемент углавном добија као нуспроизвод прераде руда обојених метала. Концентрат германијума је изолован на различите начине, у зависности од састава сировине. Његов састав није садржао више од 10 процената метала.
Како тачно у савременом полупроводникуДа ли се германијум користи у технологији? Раније наведене карактеристике елемента потврђују могућност његове употребе за производњу триода, диода, енергетских исправљача, кристалних детектора. Германијум се такође користи у изради дозиметријских инструмената, уређаја који су неопходни за мерење јачине константних и наизменичних магнетних поља.
Значајна област примене овог метала је производња детектора инфрацрвеног зрачења.
Обећавајућа је употреба не само самог германијума, већ и неких његових једињења.
Германијум на собној температури је прилично отпоран на влагу и атмосферски кисеоник.
Код бројних хемијских елемената (силицијум - германијум - калај) примећује се повећање редукционог капацитета.
Германијум је отпоран на слане раствореи сумпорне киселине, не реагује са растворима алкалија. Штавише, овај метал се прилично брзо раствара у царској води (седам азотних и хлороводоничних киселина), као иу алкалном раствору водоник-пероксида.
Како у потпуности окарактерисати хемикалијуелемент? Германијум и његове легуре морају се анализирати не само у погледу физичких и хемијских својстава, већ и због области примене. Процес оксидације германијума са азотном киселином одвија се прилично споро.
Покушајмо да окарактеришемо хемикалијуелемент. Германијум се у природи налази само у облику једињења. Међу најчешћим минералима који садрже германијум у природи издвајамо германит и аргиродит. Осим тога, германијум је присутан у цинк сулфидима и силикатима, а у малим количинама се налази у разним врстама угља.
Какав ефекат германијум има на тело?Хемијски елемент чија је електронска формула 1е; 8 е; 18тх; 7 е, може негативно утицати на људско тело. На пример, при утовару концентрата германијума, млевењу, као и утовару диоксида овог метала, могу се појавити професионалне болести. Други извори штетни по здравље укључују процес топљења праха германијума у шипке и производњу угљен моноксида.
Адсорбовани германијум може бити брзоизлучује се из тела, углавном урином. Тренутно не постоје детаљне информације о томе колико су токсична неорганска једињења германијума.
Има иритирајући ефекат на кожугерманијум тетрахлорид. У клиничким испитивањима, као и дуготрајном оралном применом кумулативних количина које су достизале 16 грама спирогерманијума (органски антитуморски лек), као и других једињења германијума, откривена је нефротоксична и неуротоксична активност овог метала.
Такве дозе углавном нису типичне заиндустријска предузећа. Ти експерименти који су спроведени на животињама имали су за циљ проучавање утицаја германијума и његових једињења на живи организам. Као резултат тога, било је могуће установити погоршање здравља услед удисања значајне количине металне прашине германијума, као и његовог диоксида.
Научници су открили озбиљноморфолошке промене које су сличне пролиферативним процесима. На пример, откривено је значајно задебљање алвеоларних пресека, хиперплазија лимфних судова око бронхија и задебљање крвних судова.
Германијум диоксид не изазива иритацијуделује на кожу, али директан контакт овог једињења са мембраном ока доводи до стварања германске киселине, која је озбиљан иритант за очи. Уз продужене интраперитонеалне ињекције, откривене су озбиљне промене у периферној крви.
Најштетнија једињења германијума сугерманијум хлорид и хидрид. Последња супстанца изазива озбиљно тровање. Као резултат морфолошког прегледа органа угинулих животиња у акутној фази, уочени су значајни поремећаји у циркулаторном систему, као и ћелијске модификације у паренхимским органима. Научници су закључили да је хидрид вишенаменски отров који утиче на нервни систем и инхибира периферни циркулаторни систем.
Снажан је иритирајући респираторни систем, очи и кожу. У концентрацији од 13 мг/м3 способан је да потисне на ћелијском нивоуплућни одговор. Како се концентрација ове супстанце повећава, примећује се озбиљна иритација горњих дисајних путева и значајне промене у ритму и учесталости дисања.
Тровање овом супстанцом доводи до катаралног-десквамативног бронхитиса и интерстицијске пнеумоније.
Пошто је у природи германијум представљен каонечистоће у руде никла, полиметала, волфрама, за изоловање чистог метала у индустрији, спроводи се неколико радно интензивних процеса везаних за обогаћивање руде. Из њега се прво изолује германијум оксид, а затим се редукује водоником на повишеној температури да би се добио једноставан метал:
ГеО2 + 2Х2 = Ге + 2Х2О.
Германијум се сматра типичним полупроводником индиректног зазора. Вредност његове диелектричне статистичке константе је 16, а вредност афинитета према електрону 4 еВ.
У танком филму допираног галијума, германијуму се може дати суперпроводљиво стање.
У природи постоји пет изотопа овог метала. Од њих, четири су стабилне, а пети пролази кроз двоструки бета распад, време полураспада је 1,58 × 1021 година стар.
Тренутно, органска једињења овогметал се користи у разним индустријама. Транспарентност у инфрацрвеном спектралном подручју металног германијума ултра-високе чистоће важна је за израду оптичких елемената инфрацрвене оптике: призме, сочива, оптички прозори савремених сензора. Најчешћа област употребе германијума је стварање оптике за термовизијске камере, које раде у опсегу таласних дужина од 8 до 14 микрона.
Слични уређаји се користе у војној опремиза инфрацрвене системе навођења, ноћни вид, пасивно термичко снимање, системе за заштиту од пожара. Германијум такође има висок индекс преламања, који је неопходан за антирефлексни премаз.
У радиотехници транзистори на бази германијумаимају карактеристике које у много чему превазилазе карактеристике силицијумских елемената. Реверзне струје германијумских елемената су знатно веће од оних код њихових силицијумских колега, што омогућава значајно повећање ефикасности таквих радио уређаја. С обзиром да германијум није тако чест у природи као силицијум, силицијумски полупроводнички елементи се углавном користе у радио уређајима.
