Germanij

Šablon:Infokutija Hemijski element Germanij (lat. germanium) jeste hemijski element sa simbolom Ge i atomskim brojem 32. On je sjajni, tvrdi, sivo-bijeli polumetal iz grupe ugljika, hemijski sličan svojim komšijama iz IV glavne grupe periodnog sistema elemenata kalaja i silicija. Čisti elementarni germanij je poluprovodnik, izgledom najviše sliči elementarnom siliciju. Poput silicija, germanij vrlo lahko reagira i sa kisikom iz prirode gradi komplekse. Za razliku od silicija, on je isuviše reaktivan da bi se prirodno našao na Zemlji u svom elementarnom stanju.

Pošto postoji vrlo mali broj minerala koji ga sadrže u visokim koncentracijama, germanij je otkriven relativno kasno u historiji hemije. Među elementima po rasprostranjenosti u Zemljinoj kori, on se nalazi približno na 50. mjestu. Ruski hemičar Dmitrij Mendeljejev je 1869. godine predvidio njegovo postojanje i neke od njegovih osobina na osnovu mjesta u periodnom sistemu kojeg je Mendeljejev kreirao. Dao mi je ekasilicij. Gotovo dva desetljeća kasnije, 1886. godine, Clemens Winkler je otkrio novi element, kao pratioca srebra i sumpora u rijetkom mineralu nazvanom argirodit. Mada je novi element izgledom na neki način imao sličnosti sa arsenom i antimonom, njegovi kombinirani odnosi u spojevima novog elementa su bili u saglasnosti sa Mendeljejevijim predviđanjima u odnosu na silicij. Winkler je novom elementu dao ime po imenu svoje domovine, Njemačke. Danas se germanij uglavnom izdvaja iz sfalerita (osnovne rude cinka), mada se često industrijski izdvaja i iz ruda srebra, olova i bakra.

Metalni germanij (izolirani elementarni) se koristi kao poluprovodnik u tranzistorima i različitim elektronskim uređajima. U prošlosti, cijela generacija prvobitnih elektronskih poluprovodnika je potpuno bila zasnovana na germaniju. Međutim, danas na njegovu proizvodnju u svrhu poluprovodnika otpada vrlo mali udio (2%) umjesto ultra čistog silicija, koji je uglavnom zamijenio germanij. U današnje doba, glavni potrošači germanija su sistemi za optička vlakna, optički uređaji za infracrveni dio spektra i aplikacije za solarne ćelije. Spojevi germanija se koriste kao katalizatori za reakcije polimerizacije a odnedavno se koriste i za proizvodonju nanožica. Ovaj element gradi veliki broj organometalnih spojeva, kao što je tetraetilgermanij, vrlo koristan u organometalnoj hemiji. Germanij se ne smatra da je neophodan element za bilo koji živi organizam. Neki kompleksni organo-germanijevi spojevi su bili istraživani kao mogući preparati u farmaciji, međutim nijedan se nije pokazao uspješnim. Slično kao i silicij i aluminij, prirodni spojevi germanija su većinom nerastvorljivi u vodi, te stoga nisu isuviše otrovni. Međutim, sintetički dobijene rastvorljive soli germanija su se pokazale da djeluju kao nefrotoksin, dok su vještački, hemijski reaktivni spojevi germanija sa halogenima i vodikom iritirajući i otrovni.

Izotopi

Ima nekoliko izotopa čije se atomske mase nalaze između 64-83. Postojano je pet: 70, 72, 73, 74 i 76.

Zastupljenost

Zastupljen je u zemljinoj kori u količini od 1,8 ppm (eng. parts per million), kao pratilac ruda cinka i bakra.

Osobine

Slično kao i kod galija njegove soli- posebno fluoridi i arsenidi pokazuju osobine poluprovodnika, ali zbog veće dostupnosti galija soli germanija se u praksi rijetko koriste. Čist germanij je krt, srebrnobijel metaloid. Ne reagira sa vodom, zrakom, čak ni sa kiselinama i bazama (osim nitratne kiseline). Ponekad se njegove soli dodaju siliciju pri proizvodnji električnih elemenata. Staklo kome je dodat germanij propušta infracrveno zračenje.

Također pogledajte

• Tranzistor