германий

ГЕРМАНИЙ (Germanium), Ge,- хим. элемент IV группы периодич. системы элементов, ат, номер 32, ат. масса 72,59. Природный Г. состоит из 5 стабильных изотопов с массовыми числами 70, 72, 73, 74, 76. В качестве радиоакт. индикатора чаще всего используют ⁷¹Ge (электронный захват, =11,2 сут). Конфигурация виеш. электронных оболочек 4 s²р². Энергии последоват. ионизации соответственно равны 7,899; 15,934; 34,2; 45,1 эВ. Металлич. радиус 0,139 нм, радиус ионов Ge²⁺-0,065 нм, Ge⁴⁺-0,044 нм. Значение электроотрицательности 2,02.

В свободном виде - металл с цветом поверхности от серебристого до чёрного; существует в одной аморфной и неск. кристаллич. модификациях. Стойкая при нормальных условиях кристаллич. модификация имеет кубическую структуру типа алмаза с параметром а=0,56575 нм. Плотность твёрдого Г. 5,323 кг/дм³ (25 ⁰C), жидкого - 5,557 кг/дм³ (1000 ⁰C), t_пл=937 ⁰C, t_кип=2847 ⁰C. При плавлении объём Г. уменьшается на 5,4%. Теплота плавления 443 кДж/кг, испарения - 4700 кДж/кг, атомная теплоёмкость 22,3 Дж/(моль*К) (0-100⁰C). Коэф. теплопроводности 60,7 Вт/(м*К) (0⁰C). Коэф. линейного расширения 5,75*10^-6K^-1 (при 298 К) и 4,5*10^-6K^-1 (в интервале 73-273 К). TB. по минералогич. шкале 6-6,5; при обычной темп-ре Г. хрупок. При высоких давлениях и темп-pax образует модификации с большей плотностью и теплопроводностью. Прозрачен для ИК-излучения с длиной волны св. 2 мкм. Г.- типичный полупроводник с шириной запрещённой зоны 0,66 эВ (при 300 К). Для Г. высокой чистоты (содержание примесей не менее 10^-8 %) при 25 ⁰C уд. сопротивление 0,60 OM*м, подвижность электронов 3900, дырок - 1900 см²/(В*с).

В хим. соединениях проявляет степени окисления +4 (основная) и +2; при комнатной темп-ре химически устойчив к действию кислорода и воды, при нагревании реагирует со многими простыми веществами, в частности с кислотами и щелочами.

Г. используется как полупроводниковый материал (в виде монокристаллов, аморфных плёнок) в электронике, полупроводниковых детекторах и приборах, измеряющих напряжённость пост. и перем. магн. полей, для изготовления плёночных сопротивлений, покрытий с высокой отражат. способностью, высокочувствит. термометров для измерения темп-р, близких к абс. нулю. Оксид Г. GeO₂ применяют при получении стёкол с высокими показателями преломления. Сплавы Г. с ниобием, ванадием, оловом обладают сравнительно высокими темп-рами перехода в сверхпроводящее состояние.

Лит.: Назаренко В. А., Аналитическая химия германия, M., 1973. С. С. Бердоносов.

   <<      Предметный указатель      >>