Germanium

Isotope van germanium
iso	NV	halfleeftyd	VM	VE (MeV)	VP
⁶⁸Ge	sin	270.8 d	ε	-	⁶⁸Ga
⁷⁰Ge	21.23%	Ge is stabiel met 38 neutrone
⁷¹Ge	sin	11.26 d	ε	-	⁷¹Ga
⁷²Ge	27.66%	Ge is stabiel met 40 neutrone
⁷³Ge	7.73%	Ge is stabiel met 41 neutrone
⁷⁴Ge	35.94%	Ge is stabiel met 42 neutrone
⁷⁶Ge	7.44%	Ge is stabiel met 44 neutrone

Portaal

Chemie

Germanium is 'n chemiese element in die periodieke tabel met die simbool Ge en atoomgetal van 32. Dit is 'n glansende, harde silwerwit metaalagtige element met chemiese eienskappe soortgelyk aan tin. Germanium vorm 'n groot aantal organometaalverbindings en is 'n belangrike halfgeleiermateriaal wat in transistors gebruik word.

Kenmerkende eienskappe

Germanium is 'n harde, gryswit element met 'n metaalglans en dieselfde kristalstruktuur as diamant. Verder is dit belangrik om kennis te neem dat germanium 'n halfgeleier is met elektriese eienskappe tussen dié van 'n metaal en 'n isoleerder. In sy suiwer toestand is hierdie metaalagtige 'n bros kristallyne materiaal wat sy glans in lug by kamertemperatuur behou. Soneraffineringstegnieke het dit moontlik gemaak om kristallyne germanium vir halfgeleiers te vervaardig met 'n onsuiwerheid so laag soos een deel per 10¹⁰.

Geskiedenis

In 1871 was germanium (Latyn Germania) een van die elemente wat deur Dmitri Mendelejef voorspel is as 'n vermiste element (ekasilikon) uit die silikon-groep. Die bestaan van die element is deur Clemens Winkler in 1886 bevestig. Die ontdekking was 'n belangrike bevestiging van Mendeleyev se idee van die periodieke aard van die elemente.

Germanium bak

Vergelyking van Mendelejev se voorspelling en die werklike eienskappe.
Eienskap	Ekasilikon	Germanium
atoommassa	72	72.59
digtheid(g/cm³)	5.5	5.35
smeltpunt (°C)	hoog	947
kleur	grys	grys

Die ontwikkeling van die germanium-transistor het die weg gebaan vir ontelbare toepassings van vastetoestand elektronika. Vanaf 1950 tot die vroeë sewentigs was hierdie 'n groeiende afsetmark vir germanium totdat hoë suiwerheid silikon germanium in transistors, diodes en gelykrigters vervang het. Silikon het meerderwaardige elektriese eienskappe maar verg 'n baie hoër suiwerheid wat nie vroeër moontlik was om kommersieel te vervaardig nie. Die vraag na germanium vir gebruik in optiese vesel kommunikasienetwerke, infrarooi nagsigtoerusting en polimerisasiekatalisatore het intussen dramaties verhoog. Hierdie gebruike het ongeveer 85% van die wêreldwye verbruik van germanium in die jaar 2000 verteenwoordig.

Gebruike

Anders as die meeste halfgeleiers het germanium 'n klein bandgaping, wat dit toelaat om effektief op infrarooilig te reageer. Dit word daarom gebruik in infrarooi spektroskope en ander optiese toerusting wat uiters sensitiewe infrarooi detektors vereis. Die oksied van germanium se brekingsindeks en verstrooiïngseienskappe maak germanium nuttig vir gebruik in wyehoeklense in kameras en in mikroskope se lense.

Die legering silikongermanied (SiGe) is vinnig besig om 'n uiters belangrike halfgeleiermateriaal vir gebruik in hoëspoed geïntegreerde stroombane te word. Stroombane wat die eienskappe van Si-SiGe brûe benut is baie vinniger as dié wat slegs silikon gebruik.

Ander gebruike:

Legerings;
Fosfor in fluoresserende lampe
As 'n katalisator
Hoë suiwerheid germaniumkristaldetektors kan gebruik word om die presiese bron van straling vas te stel (bv. vir lugvaartveiligheid)

Sekere verbindings van germanium het 'n lae giftigheid vir soogdiere maar is giftig vir sekere bakterieë. Dit maak germanium nuttig as 'n chemoterapeutiese middel.

Verspreiding

Die metaal word gevind in argirodiet ('n sulfied van germanium en silwer), steenkool, germaniet, sinkertse en ander minerale.

Germanium word kommersieel ontgin vanuit sinkerts deur die stof uit smeltoonde te behandel en uit die verbrandingsprodukte van sekere soorte steenkool.

Hierdie metaalagtige kan ontgin word vanuit ander metale deur fraksionele distillasie van die vlugtige tetrachloried. Hierdie tegniek maak die vervaardiging van ultra-hoë suiwerheid germanium moontlik.

In 1997 was die koste van germanium ongeveer $3 per gram (V.S.A). Die sluitingsprys vir die jaar 2000 van germanium was $1 150 per kilogram (of $1.15 per gram).