Location via proxy:   [ UP ]  
[Report a bug]   [Manage cookies]                
Idi na sadržaj

Germanij

Uredi veze
Ovo je bio istaknuti članak mjeseca.
S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Germanij,  32Ge
Germanij u periodnom sistemu
Hemijski element, Simbol, Atomski brojGermanij, Ge, 32
SerijaPolumetali
Grupa, Perioda, Blok14, 4, p
Izgledsivo bijel
Zastupljenost5,6 · 10−4[1] %
Atomske osobine
Atomska masa72,63[2] u
Atomski radijus (izračunat)125 (125) pm
Kovalentni radijus122 pm
Van der Waalsov radijus211[3] pm
Elektronska konfiguracija[Ar] 3d104s24p2
Broj elektrona u energetskom nivou2, 8, 18, 4
Izlazni rad5,0[4] eV
1. energija ionizacije762 kJ/mol
2. energija ionizacije1537,5 kJ/mol
3. energija ionizacije3302,1 kJ/mol
4. energija ionizacije4411 kJ/mol
Fizikalne osobine
Agregatno stanječvrsto
Mohsova skala tvrdoće6
Kristalna strukturadijamantna struktura
Gustoća5323[5] kg/m3
Magnetizamdijamagnetičan ( = −7,1 · 10−5)[6]
Tačka topljenja1211,4 K (938,3 °C)
Tačka ključanja3103[7] K (2830 °C)
Molarni volumen13,63 · 10−6 m3/mol
Toplota isparavanja330[7] kJ/mol
Toplota topljenja31,8 kJ/mol
Pritisak pare7,46 · 10−5 Pa pri 1210 K
Brzina zvuka5400 m/s pri 293,15 K
Specifična toplota308,3[1] J/(kg · K)
Specifična električna provodljivost2,1 S/m
Toplotna provodljivost60 W/(m · K)
Hemijske osobine
Oksidacioni broj−4, 2, 4
OksidGeO2
Elektrodni potencijal0,247 V (Ge2+ + 2e− → Ge)
Elektronegativnost2,01 (Pauling-skala)
Izotopi
Izo RP t1/2 RA ER (MeV) PR
68Ge

sin

270,8 d ε 0,106 68Ga
69Ge

sin

39,05 h ε 2,227 69Ga
70Ge

21,23 %

Stabilan
71Ge

sin

11,43 d ε 0,229 71Ga
72Ge

27,66 %

Stabilan
73Ge

7,73 %

Stabilan
74Ge

35,94 %

Stabilan
76Ge

7,44 %

1,78×1021 god β−β− 2,039 76Se
Sigurnosno obavještenje
Oznake upozorenja
Prah

Lahko zapaljivo

F
Lahko zapaljivo
Obavještenja o riziku i sigurnostiR: 11
S: 9-16-29-33
Ako je moguće i u upotrebi, koriste se osnovne SI jedinice.
Ako nije drugačije označeno, svi podaci dobijeni su mjerenjima u normalnim uvjetima.

Germanij (latinski: 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 kalaju i siliciju. 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 položaja u periodnom sistemu kojeg je Mendeljejev kreirao. Dao mu je ime ekasilicij. Gotovo dvije decenije 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 halogenim elementima i vodikom iritirajući i otrovni.

Historija

[uredi | uredi izvor]
Njemački hemičar Winkler Clemens

Kada je objavio svoj periodni zakon hemijskih elemenata 1869. godine, ruski hemičar Dmitrij Mendeljejev je previdio postojanje nekoliko do tada nepoznatih hemijskih elemenata, između ostalih i jednog koji bi popunio prazninu u grupi ugljika u svojoj tabeli periodnog sistema, između silicija i kalaja.[8] Zbog njegovog položaja u periodnoj tabeli, Mendeljejev ga je nazvao ekasilicij (Es), i pretpostavio je njegovu relativnu atomsku masu od 72.

Sredinom 1885. godine, u rudniku u blizini saskog grada Freiberga otkriven novi mineral koji je dobio ime argirodit zbog velikog udjela srebra u njemu. (iz grčkog, argyrodite u značenju koji sadrži srebro)[9] Hemičar Clemens Winkler je analizirao novi mineral za koji se ispostavilo da sadrži kombinaciju srebra, sumpora i jednog novog elementa. Winkleru je uspjelo izolirati ovaj element 1886. godine, utvrdivši da je po nekim osobinama sličan antimonu.[10][11] Prije nego što je Winkler objavio rezultate svog istraživanja o novom elementu, odlučio je da mu dadne ime neptunij u čast tada novootkrivene planete Neptun 1846. godine, a čije postojanje je bilo ranije previđeno i matematički izračunato. Kao što je predviđeno postojanje novog elementa, i postojanje planete Neptun je predviđeno oko 1843. godine od strane dva matematičara John Couch Adams i Urbain Le Verrier, koristeći matematičke metode nebeske mehanike. Ovo su utvrdili polazeći od činjenice da se nakon detaljnog proučavanja kretanja planete Urana činilo da ga neka sila ili druga planeta ometa u prirodnom kretanju.[12] James Challis je započeo traženje za tom planetom u julu 1846. godine i otkrio novu planetu 23. septembra 1846. godine.[13] Međutim, pošto je ime neptunij već bilo dodijeljeno drugom pretpostavljenom hemijskom elementu (mada taj element nije element koji danas nosi ime neptunij, otkriven tek 1940. godine), tako da je Winkler odlučio da novom elementu dadne ime germanij (iz lat. riječi Germania, Njemačka) u čast svoje domovine.[11] Za mineral argirodit kasnije se iskustveno pokazao da je Ag8GeS6.

R. Hermann je 1877. godine objavio svoje otkriće novog elementa koji bi se trebao nalaziti ispod tantala u periodnom sistemu, kojem je dao ime neptunij, po imenu grčkog božanstva okeana i mora.[14][15] Međutim ovaj metal je kasnije identificiran kao legura elemenata niobija i tantala.[16] Ime neptunij dato je sintetičkom elementu otkrivenom mnogo kasnije koji se nalazio udesno od uranija u periodnom sistemu, a kojeg su otkrili nuklearni fizičari 1940tih godina.[17]

Osobine

[uredi | uredi izvor]
Kristalna struktura germanija

U standardnim uslovima, germanij je krhki, srebrenasto-bijeli, polumetalni element.[18] Ovaj oblik germanija sačinjava alotropska modifikacija, tehnički poznata kao α-germanij, koji ima metalni sjaj i kubičnu kristalnu strukturu, istu kao i dijamant.[19] Pri pritisku iznad 120 kbar, formira se različiti alotrop poznat kao β-germanij, koji ima istu strukturu kao i β-kalaj.[20] Pored silicija, galija, bizmuta, antimona i vode, on je jedna od malobrojnih supstanci koja se širi kada prelazi iz svoje tečne faze u čvrsto stanje.[20]

Germanij je poluprovodnik. Tehnike zonskog rafiniranja su dovele do proizvodnje kristalnog germanija pogodnog za poluprovodnike, u kojem je udio nečistoća najviše 1 naprema 1010,[21] što se smatra jednim od najčistijih materijala ikad proizvedenih.[22] Prvi metalni materijal, otkriven 2005. godine, koji je postao superprovodnik u prisustvu izuzetno snažnog elektromagnetnog polja bila je legura germanija sa uranijem i rodijem.[23] Za čisti germanij je primijećeno da se spontano izdužuje u veoma duge uvijene dislokacije. One su jedan od osnovnih razloga zašto se kvare stare diode i tranzistori načinjeni od germanija, a ako se takvi predmeti dodirnu, mogu izazvati i kratki spoj.

Hemijske

[uredi | uredi izvor]

Elementarni germanij vrlo sporo oksidira do GeO2 pri 250 °C.[24] Germanij ne otapaju razrijeđene kiseline i baze, ali se sporo otapa u koncentriranoj sumpornoj kiselini a burno reagira sa istopljenim bazama dajući germanate ([GeO3]2−). Germanij se javlja uglavnom u oksidacijskom stanju +4, mada je poznat veliki broj njegovih spojeva sa oksidacijskim brojem +2.[5] Druga oksidacijska stanja su rijetka, poput +3 koje je dokazano u spoju kao što je Ge2Cl6, a stanja +3 i +1 su pronađena na površinama oksida,[25] ili negativna oksidacijska stanja u germanatima, kao što je -4 u GeH4. Klaster anioni germanija (Zintl ioni) poput Ge42−, Ge94−, Ge92−, [(Ge9)2]6− su dobijeni izdvajanjem iz legura koje sadrže alkalne metale i germanij u tečnom amonijaku u prisustvu etilendiamina ili kriptanda.[5][26] Oksidacijska stanja elementa u ovim ionima nisu cijeli broj, slično kao kod spojeva ozona O3−.

Izotopi

[uredi | uredi izvor]

Germanij ima pet prirodnih izotopa: 70Ge, 72Ge, 73Ge, 74Ge i 76Ge. Među njima, 76Ge je vrlo slabo radioaktivan, raspadajući se dvostrukim beta-raspadom sa vremenom poluraspada od 1,78×1021 godina.

Izotop 74Ge je najčešći prirodni izotop germanija, koji ima udio u prirodnom germaniju od oko 36%. Izotop 76Ge je najmanje zastupljeni izotop u prirodnom germaniju, koji ima udio od oko 7%.[27] Ukoliko se bombardira alfa česticama, izotop 72Ge generiše stabilni izotop selena 77Se, otpuštajući tokom tog procesa elektrone visokih energija.[28] Zbog ovog, koristi se u kombinaciji sa radonom za atomske baterije.[28]

Poznato je najmanje 27 radioaktivnih vještačkih izotopa germanija čije se atomske mase kreću od 58 do 89. Među njima, najstabilniji je izotop 68Ge, raspada se elektronskim zahvatom sa vremenom poluraspada od 270,95 dana. Jedan od najnestabilnijih izotopa je 60Ge čije vrijeme poluraspada iznosi 30 ms. Većina radioaktivnih izotopa germanija se raspada beta raspadom, dok se izotopi 61Ge i 64Ge raspadaju β+ odloženom emisijom protona.[27] Izotopi od 84Ge do 87Ge iskazuju slabiji β- raspad odloženom emisijom neutrona.[27]

Rasprostranjenost

[uredi | uredi izvor]

Germanij nastaje u procesu zvjezdane nukleosinteze, uglavnom u s-procesu u zvijezdama iz asimptotske grane crvenih divova. S-proces je hvatanje sporih neutrona lakših elemenata unutar pulsirajućih zvijezda crvenih divova.[29] Germanij je otkriven i u atmosferi Jupitera[30] i u nekim vrlo udaljenim zvijezdama.[31] Njegova rasprostranjenost u Zemljinoj kori je približno 1,6 dijelova na milion (ppm; 1,6×10−4%).[32] Poznato je samo nekoliko minerala koji sadrže nešto značajnije količine germanija, kao što su argirodit, briartit, germanit i renierit, međutim ne postoje isplativi rudni depoziti bilo koji od njih.[19][33] Postoje rude cink-bakar-olova koje sadrže dovoljno germanija da se on može izdvajati iz njihovog finalno obrađenog rudnog koncentrata.[32] Victor Moritz Goldschmidt je tokom detaljnog ispitivanja depozita germanija otkrio neuobičajeni proces obogaćivanja nekih slojeva uglja dobivši veliki udio germanija u njemu.[34][35] Smatra se da je najveća koncentracija germanija ikad pronađena bila u ugljenoj prašini iz engleskog rudnika kod Hartleya, a iznosila je 1,6% germanija.[34][35] Procjenjuje se da naslage uglja u blizini kineskog grada Šilin hota, Unutrašnja Mongolija, sadrže približno 1600 tona germanija.[32]

Dobijanje

[uredi | uredi izvor]
Mineral renierit

U 2011. godini u svijetu je proizvedeno oko 118 tona germanija, najviše u Kini (80 t), Rusiji (5 t) i SAD (3 t).[19] Također, germanij se dobija i kao nusproizvod iz sfalerita, rude cinka kada je koncentriran u njoj najmanje 0,3%,[36] naročito iz sedimentnih masivnih Zn–Pb–Cu(–Ba) depozita i karbonatnih Zn-Pb depozita. Tačni podaci o svjetskim rezervama Ge nisu dostupni, ali se one u SAD procjenjuju na oko 450 tona.[19] U 2007. godini, oko 35% ukupne potražnje zadovoljeno je iz recikliranog germanija.[32]

Iako se dobija uglavnom iz sfalerita, germanij se može naći i u rudama srebra, olova i bakra. Drugi izvor germanija je pepeo iz termocentrala koje koriste ugalj iz određenih naslaga uglja sa velikim koncentracijama germanija. Ovaj izvor germanija se naročito koristi u Rusiji i Kini.[37] Glavni ruski depoziti se nalaze na dalekom istoku Rusije na ostrvu Sahalin. Rudnici uglja sjeveroistočno od Vladivostoka također se koriste kao izvor germanija. Depoziti u Kini su najviše zastupljeni u rudnicima lignita u blizini Lincanga, u Junanu i rudnicima uglja u blizini Šilin hota, Unutrašnja Mongolija.[32]

Rudni koncentrati su najvećim dijelom sulfidni; oni prelaze u okside zagrijavanje u prisustvu kisika u metalurškom procesu prženja:

GeS2 + 3 O2 → GeO2 + 2 SO2

Tokom ovog procesa dio germanija završi kao prašina, dok se ostatak kovertira u germanate koji otječu iz šljake zajedno sa cinkom djelovanjem sumporne kiseline. Nakon neutralizacije, u rastvoru ostaje samo cink, dok se izdvaja talog koji sadrži germanij i druge metale. Nakon što se cink reducira u talogu putem Waelzovog procesa, preostali Waelzovi oksidi se po drugi put ispiraju. Germanij-dioksid se dobija kao talog i zatim se pomoću gasnog hlora ili hlorovodika prevodi u germanij tetrahlorid, koji ima nešto nižu tačku topljenja i može se izdestilirati:[37]

GeO2 + 4 HCl → GeCl4 + 2 H2O
GeO2 + 2 Cl2 → GeCl4 + O2

Germanij tetrahlorid se hidrolizira do oksida (GeO2) ili se pročisti frakcionom destilacijom i zatim hidrolizira.[37] Vrlo čisti GeO2 je zatim pogodan za proizvodnju germanijevog stakla. Čisti germanij oksid se reducira u reakciji sa vodikom da bi se dobio germanij pogodan za infracrvenu optiku ili za industriju poluprovodnika:

GeO2 + 2 H2 → Ge + 2 H2O
godina cijena
(US$/kg)[38]
1999. 1.400
2000. 1.250
2001. 890
2002. 620
2003. 380
2004. 600
2005. 660
2006. 880
2007. 1.240
2008. 1.490
2009. 950

Germanij namijenjen za industriju čelika i druge industrijske procese se najčešće reducira koristeći ugljik:[39]

GeO2 + C → Ge + CO2

Upotreba

[uredi | uredi izvor]

Elektronika

[uredi | uredi izvor]

Kao poluprovodnik bio je jedan od osnovnih materijala u elektronici, najviše za proizvodnju dioda i tranzistora, sve dok ga silicij nije gotovo u potpunosti potisnuo. Danas se germanij najviše koristi u visokofrekventnoj tehnici (npr. za poluprovodnike legure silicij-germanija) i detektorskoj tehnologiji (npr. kao rendgentski detektor). Za solarne ćelije od galij arsenida (GaAs) koristi se jednim dijelom vafer od germanija kao noseći materijal. Konstanta rešetke germanija je dosta slična kao i kod galij arsenida, tako da GaAs može epitaksijski rasti na germanijskim monokristalima. Godine 2012. je otkriveno da jednoatomni slojevi od germanija i do 10 puta brže provode elektrone od silicija. Stoga bi germanij mogao opet postati zanimljiv kao poluprovodnički materijal.

Staklo i vlakna

[uredi | uredi izvor]

Njegova druga najvažnija upotreba je u infracrvenoj optici u oblikzu prozora i sistema leća iz polikristalnog ili monokristalnog germanija kao i u optičkim staklima koja propuštaju infracrveno svjetlo, takozvana halkogenidna stakla. Područje upotrebe ovih materijala su, između ostalih, vojni i civilni uređaji za noćno osmatranje kao i toplotne kamere (kamere osjetljive na toplotu). Druga važna područja upotrebe su proizvodnja optičkih vlakana za optičke provodnike i poliesterskih vlakana. U modernim optičkim vlaknima za telekomunikacije pomoću germanij tetrahlorida se nanošenjem tankog sloja u gasnoj fazi obogaćuje unutrašnja jezgra optičkog vlakna. Time u njoj nastaje viši indeks prelamanja u odnosu na plašt vlakna, čime se ostvaruje provođenje svjetlosnih talasa. U hemiji poliestera germanij-dioksid se upotrebljava kao katalizator u proizvodnji određenih poliesterskih vlakana i granulata, naročito za PET boce pogodne za recikliranje.

Nuklearna medicina i atomska tehnika

[uredi | uredi izvor]

Izotop 68Ge se koristi u generatorima galija-68 kao početni nuklid za proizvodnju izotopa 68galija. Osim toga taj izotop je našao primjenu kao izvor za kalibriranje detektora za tomografiju emisijom pozitrona.[40] Kao vrlo čisti monokristal, germanij se upotrebljava kao detektor zračenja. Kod germanija, za razliku od čelika, kristalna struktura se ne može razbiti djelovanjem neutronskog zračenja. On hvata snop neutrona vrlo elastično. Do danas, ovo otkriće nije pronašlo nikakvu značajnu upotrebu u atomskim reaktorima.

U ishrani

[uredi | uredi izvor]

Spoj bis(karboksietil)germanijseskvioksid (Ge-132) je sredstvo koje služi kao dodatak u ishrani a upotrebljava se kod cijelog niza bolesti i simptoma uključujući rak, hronični sindrom umora, slabost imuniteta,[41] sida, visok krvni pritisak, artritis i alergiju na prehrambene namirnice. Međutim, pozitivno djelovanje na tok neke od ovih bolesti ni do danas nije naučno dokazano. U skladu sa evropskom direktivom 2002/46/EG o usklađivanju zakonskih rješenja zemalja članica o prehrambenim dodacima u ishrani, germanij se ne bi trebao koristiti kao prehrambeni dodatak u ishrani.[42] U mnogim zemljama Evropske unije, nacionalna zakonodavstva su već usklađena s ovom direktivom, tako da se danas u Njemačkoj i Austriji nije dopušteno dodavanje germanija kao mineralnog izvora u dodacima u prehrani.

Nadležni organi izričito upozoravaju na upotrebu Ge-132 u ishrani, jer se njegovom upotrebom ne mogu isključiti teška oštećenja organizma, a mogući su i smrtni slučaji.[43][44]

Spojevi

[uredi | uredi izvor]
German je strukturno sličan metanu.

Poznata su dva oksida germanija: germanij-dioksid (GeO2, germanija) i germanij-monoksid, (GeO).[20] Dioksid, GeO2 se može dobiti žarenjem germanij disulfida (GeS2). Dioksid je bijeli prah koji se vrlo slabo rastvorljiv u vodi ali reagira sa alkalijama dajući germanate.[20] Germanij monoksid se može dobiti reakcijom GeO2 sa metalnim Ge pri visokim temperaturama.[20] Dioksid (i slični oksidi i germanati) pokazuje neobične osobine kao što je neuobičajeno visok indeks prelamanja u vidljivom dijelu svjetlosnog spektra, ali je providan u infracrvenom spektru.[45][46] Bizmut germanat, Bi4Ge3O12, (BGO) se koristi kao scintilator.[47]

Binarni spojevi sa drugim halkogenim elementima su također poznati, kao što je disulfid (GeS2), diselenid (GeSe2), monosulfid (GeS), selenid (GeSe) i telurid (GeTe).[5] GeS2 se izdvaja kao bijeli talog kada se vodik sulfid propusti kroz jako kiseli rastvor koji sadrži Ge(IV).[5] Disulfid je znatno rastvorljiv u vodi i u rastvorima kaustičnih baza ili alkalnih sulfida. Međutim, nije rastvorljiv u vodi sa kiselom pH, što je i olakšalo Winkleru otkriće ovog elementa.[48] Zagrijavanjem disulfida u mlazu vodika, formira se monosulfid (GeS), koji dalje sublimira u tankim slojevima tamne supstance metalnog sjaja. On je rastvorljiv u rastvorima kaustičnih baza.[20] Nakon topljenja sa alkalnim karbonatima i sumporom, spojevi germanija daju soli poznate kao tiogermanati.[49]

Poznata su četiri tetrahalida germanija. U normalnim uslovima, GeI4 je u čvrstom stanju, GeF4 je gas, dok su drugi isparljive tečnosti. Naprimjer, germanij tetrahlorid, GeCl4, je izgledom bezbojna isparljiva tečnost sa tačkom ključanja na 83,1 °C, a dobija se zagrijavanjem metala sa hlorom.[20] Sva četiri tetrahalida se lahko hidroliziraju do hidriranog germanij-dioksida.[20] GeCl4 se koristi u proizvodnji organogermanijskih spojeva.[5] Poznata su i sva četiri dihalida a oni su, za razliku od tetrahalida, polimerne čvrste supstance.[5] Pored toga, poznat je i spoj Ge2Cl6 kao i neki viši spojevi opće formule GenCl2n+2.[20] Neobični spoj Ge6Cl16 izgrađen je tako da sadrži jedinicu Ge5Cl12 sa strukturom neopentana.[50] German (GeH4) je spoj strukturom sličan metanu. Postoje poligermanijski spojevi koji su slični alkanima sa formulom GenH2n+2 a sadrže do pet atoma germanija.[5] Germani su općenito manje isparljivi i slabije reaktivni od analognih spojeva silicija.[5] GeH4 reagiraju sa alkalnim metalima u tečnom amonijaku dajući bijeli kristalni MGeH3 koji sadrži GeH3− anione.[5] Germanij hidrohalidi sa jednim, dva i tri atoma halogena su bezbojne vrlo reaktivne tečnosti.[5]

Nukleofilna adicija sa organogermanijskim spojem.

Prvi organogermanijski spoj je sintetizirao Winkler 1887. godine. Reakcijom germanij tetrahlorida sa dietil cinkom dobio je tetraetilgerman (Ge(C2H5)4).[10] Organogermanijski spojevi tipa R4Ge (gdje je R alkil) kao što su tetrametilgerman (Ge(CH3)4) i tetraetilgerman se mogu dobiti pomoću najjeftinijeg dostupnog spoja germanija germanij tetrahlorida i alkilnih nukleofila. Hidridi organskih spoeva germanija poput izobutilgermana ((CH3)2CHCH2GeH3) se smatraju manje opasnim i mogu se koristiti kao tečna zamjena za otrovni gas german u poluprovodničkim aplikacijama. Poznati su i mnogi reaktivni međuproizvodi germanija: slobodni radikali germili, germileni (slično karbenima) i germini (analogno karbinima).[51][52] Organogermanijski spoj 2-karboksietilgermaseskvioksan je prvi put otkriven 1970tih i jedno vrijeme je bio korišten kao dodatak ishrani, a smatrano je da ima neke antikancerogene osobine.[53]

Koristeći ligand nazvan eind (1,1,3,3,5,5,7,7-oktaetil-s-hidrindacen-4-il), germanij može graditi dvostruku vezu sa kisikom (germanon).[54]

Također pogledajte

[uredi | uredi izvor]

Reference

[uredi | uredi izvor]
  1. ^ a b Harry H. Binder (1999). Lexikon der chemischen Elemente. Stuttgart: S. Hirzel Verlag. ISBN 3-7776-0736-3.
  2. ^ Michael E. Wieser, Tyler B. Coplen: Atomic weights of the elements 2009 (IUPAC Technical Report). u: Pure and Applied Chemistry. 2010, str. 1, doi:10.1351/PAC-REP-10-09-14.
  3. ^ Manjeera Mantina, Adam C. Chamberlin, Rosendo Valero, Christopher J. Cramer, Donald G. Truhlar: Consistent van der Waals Radii for the Whole Main Group. u: J. Phys. Chem. A. 2009, 113, str. 5806–5812, doi:10.1021/jp8111556.
  4. ^ Ludwig Bergmann, Clemens Schaefer, Rainer Kassing (2005). Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 6: Festkörper (2 izd.). Walter de Gruyter. str. 361. ISBN 978-3-11-017485-4.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  5. ^ a b c d e f g h i j k N. N. Greenwood; A. Earnshaw (1988). Chemie der Elemente (1 izd.). Weinheim: VCH. str. 482. ISBN 3-527-26169-9.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  6. ^ David R. Lide (ur.) (2009). "Properties of the Elements and Inorganic Compounds". CRC Handbook of Chemistry and Physics (90 izd.). Boca Raton, FL: CRC Press/Taylor and Francis. str. 4-142–4-147. ISBN 978-1420090840. (internet verzija: 2010)
  7. ^ a b Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. u: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, str. 328–337, doi:10.1021/je1011086.
  8. ^ Masanori Kaji (2002). "D. I. Mendeleev's concept of chemical elements and The Principles of Chemistry" (PDF). Bulletin for the History of Chemistry. 27 (1): 4–16. Arhivirano s originala (PDF), 17. 12. 2008. Pristupljeno 2. 7. 2014.
  9. ^ "Argyrodite—Ag8GeS6" (PDF). Mineral Data Publishing. Pristupljeno 1. 9. 2008.
  10. ^ a b Clemens Winkler (1887). "Mittheilungen über des Germanium. Zweite Abhandlung". J. Prak. Chemie. 36 (1): 177–209. doi:10.1002/prac.18870360119. Pristupljeno 20. 8. 2008.
  11. ^ a b Clemens Winkler (1887). "Germanium, Ge, a New Nonmetal Element". Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 19 (1): 210–211. doi:10.1002/cber.18860190156.
  12. ^ J. C. Adams (13. 11. 1846). "Explanation of the observed irregularities in the motion of Uranus, on the hypothesis of disturbance by a more distant planet". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society; Blackwell Publishing. 7: 149.
  13. ^ Rev. J. Challis (13. 11. 1846). "Account of observations at the Cambridge observatory for detecting the planet exterior to Uranus". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Blackwell Publishing. 7: 145–149.
  14. ^ Robert Sears (1. 7. 1877). "Scientific Miscellany". The Galaxy; Siebert & Lilley. 24 (1): 131. ISBN 0-665-50166-8
  15. ^ "Editor's Scientific Record". Harper's new monthly magazine. 55 (325): 152–153. 1. 6. 1877.
  16. ^ Peter van der Krogt. "Elementymology & Elements Multidict: Niobium". Pristupljeno 20. 8. 2008.
  17. ^ A. Westgren (1964). "The Nobel Prize in Chemistry 1951: presentation speech". Nobel Lectures, Chemistry 1942–1962. Elsevier.
  18. ^ Emsley John (2001). Nature's Building Blocks. Oxford: Oxford University Press. str. 506–510. ISBN 0-19-850341-5.
  19. ^ a b c d U.S. Geological Survey (2008). "Germanium—Statistics and Information". U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries. Pristupljeno 28. 8. 2008.
  20. ^ a b c d e f g h i Holleman A. F.; Wiberg, E.; Wiberg, N. (2007). Lehrbuch der Anorganischen Chemie (102 izd.). de Gruyter. ISBN 978-3-11-017770-1.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  21. ^ "Germanium". Los Alamos National Laboratory. Pristupljeno 28. 8. 2008.
  22. ^ Chardin, B. Binetruy, B (ur.) (2001). "Dark Matter: Direct Detection". The Primordial Universe: 28 June – 23 July 1999. Springer. str. 308. ISBN 3-540-41046-5.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  23. ^ Lévy F.; Sheikin, I.; Grenier, B.; Huxley, Ad. (1. 8. 2005). "Magnetic field-induced superconductivity in the ferromagnet URhGe". Science. 309 (5739): 1343–1346.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  24. ^ Tabet, N; Salim Mushtaq A. (1998). "KRXPS study of the oxidation of Ge(001) surface". Applied Surface Science. 134 (1–4): 275.CS1 održavanje: više imena: authors list (link) doi:10.1016/S0169-4332(98)00251-7
  25. ^ Tabet, N; A.L Al-Oteibi; M.A Salim (1999). "XPS study of the growth kinetics of thin films obtained by thermal oxidation of germanium substrates". Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena. 101–103: 233. Referenca sadrži prazan nepoznati parametar: |1= (pomoć)CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  26. ^ Li Xu; Sevov Slavi C. (1999). "Oxidative Coupling of Deltahedral [Ge9]4− Zintl Ions". J. Am. Chem. Soc. 121 (39): 9245–9246.CS1 održavanje: više imena: authors list (link) doi:10.1021/ja992269s
  27. ^ a b c Audi G.; Bersillon O.; Blachot J.; Wapstra A.H. (2003). "Nubase2003 Evaluation of Nuclear and Decay Properties". Nuclear Physics A. Atomic Mass Data Center. 729 (1): 3–128. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  28. ^ a b Perreault, Bruce A. "Alpha Fusion Electrical Energy Valve", SAD patent 7800286, izdan 21.9.2010. PDF.
  29. ^ N. C. Sterling; Dinerstein, Harriet L.; Bowers, Charles W. (2002). "Discovery of Enhanced Germanium Abundances in Planetary Nebulae with the Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer". The Astrophysical Journal Letters. 578 (1): L55–L58. doi:10.1086/344473.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  30. ^ Kunde V.; Hanel, R.; Maguire, W.; Gautier, D.; Baluteau, J. P.; Marten, A.; Chedin, A.; Husson, N.; Scott, N. (1982). "The tropospheric gas composition of Jupiter's north equatorial belt /NH3, PH3, CH3D, GeH4, H2O/ and the Jovian D/H isotopic ratio". Astrophysical Journal. 263: 443–467. doi:10.1086/160516.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  31. ^ Cowan John (1. 5. 2003). "Astronomy: Elements of surprise". Nature. 423 (29): 29. doi:10.1038/423029a. PMID 12721614.
  32. ^ a b c d e R. Höll; Kling, M.; Schroll, E. (2007). "Metallogenesis of germanium—A review". Ore Geology Reviews. 30 (3–4): 145–180. doi:10.1016/j.oregeorev.2005.07.034.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  33. ^ Jack Lifton (26. 4. 2007). "Byproducts II: Another Germanium Rush?". Resource Investor.com. Arhivirano s originala 12. 6. 2007. Pristupljeno 9. 9. 2008.CS1 održavanje: bot: nepoznat status originalnog URL-a (link)
  34. ^ a b Goldschmidt V. M. (1930). "Ueber das Vorkommen des Germaniums in Steinkohlen und Steinkohlenprodukten". Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, Mathematisch-Physikalische Klasse: 141–167.
  35. ^ a b Goldschmidt V. M.; Peters, Cl. (1933). "Zur Geochemie des Germaniums". Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, Mathematisch-Physikalische Klasse: 141–167.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  36. ^ Bernstein, L (1985). "Germanium geochemistry and mineralogy". Geochimica et Cosmochimica Acta. 49 (11): 2409. doi:10.1016/0016-7037(85)90241-8.
  37. ^ a b c A. V. Naumov (2007). "World market of germanium and its prospects". Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 48 (4): 265–272. doi:10.3103/S1067821207040049.
  38. ^ R.N. Soar (1977). "USGS Minerals Information". U.S. Geological Survey Mineral Commodity Summaries. U.S. Geological Survey.; januar 2003, januar 2004, januar 2005, januar 2006, januar 2007,januar 2010 ISBN 0-85934-039-2
  39. ^ Moskalyk, R. R. (2004). "Review of germanium processing worldwide". Minerals Engineering. 17 (3): 393–402. doi:10.1016/j.mineng.2003.11.014.
  40. ^ Produktkatalog der Fa. Eckert & Ziegler str. 15 Arhivirano 3. 1. 2007. na Wayback Machine
  41. ^ Bundesamt für Sicherheit im Gesundheitswesen, AGES PharmMed: Dodatak ishrani sa otrovnim djelovanjem Arhivirano 20. 7. 2012. na: Archive.today (de)
  42. ^ "Zakonska direktiva 2002/46/EG Evropskog parlamenta i vijeća od 10.6.2002". Arhivirano s originala, 13. 10. 2012. Pristupljeno 8. 7. 2014.
  43. ^ Bundesinstitut für Risikobewertung: BgVV warnt vor dem Verzehr von ‚Germanium-132-Kapseln‘ der österreichischen Firma Ökopharm, 8. septembar 2000. (de)
  44. ^ Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit (AGES): Proizvod sadrži koncentraciju germanija štetnu za zdravlje Arhivirano 28. 7. 2013. na Wayback Machine 17. oktobar 2008.
  45. ^ Shyam S.; Sanghera, Jasbinder S.; Aggarwal, Ishwar D.; Wojcik, Joshua A. Bayya (2002). "Infrared Transparent Germanate Glass-Ceramics". Journal of the American Ceramic Society. 85 (12): 3114–3116. doi:10.1111/j.1151-2916.2002.tb00594.x.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  46. ^ Drugoveiko O. P.; Evstrop'ev, K. K.; Kondrat'eva, B. S.; Petrov, Yu. A.; Shevyakov A. M. (1975). "Infrared reflectance and transmission spectra of germanium dioxide and its hydrolysis products". Journal of Applied Spectroscopy. 22 (2): 191. doi:10.1007/BF00614256.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  47. ^ Lightstone A. W.; McIntyre, R. J.; Lecomte, R.; Schmitt, D. (1986). "A Bismuth Germanate-Avalanche Photodiode Module Designed for Use in High Resolution Positron Emission Tomography". IEEE Transactions on Nuclear Science. 33 (1): 456–459. doi:10.1109/TNS.1986.4337142.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  48. ^ Otto H. Johnson (1952). "Germanium and its Inorganic Compounds". Chem. Rev. 3 (3): 431. doi:10.1021/cr60160a002.
  49. ^ Fröba Michael; Oberender, Nadine (1997). "First synthesis of mesostructured thiogermanates". Chemical Communications (18): 1729. doi:10.1039/a703634e.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  50. ^ Beattie I.R.; Jones, P.J.; Reid, G.; Webster, M.; (1998). "The Crystal Structure and Raman Spectrum of Ge5Cl12·GeCl4 and the Vibrational Spectrum of Ge2Cl6". Inorg. Chem. 37 (23): 6032–6034. doi:10.1021/ic9807341.CS1 održavanje: dodatna interpunkcija (link) CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  51. ^ Jacques Satge (1984). "Reactive intermediates in organogermanium chemistry". Pure & Appl. Chem. 56 (1): 137–150. doi:10.1351/pac198456010137.
  52. ^ Denis Quane; Bottei, Rudolph S. (1963). "Organogermanium Chemistry". Chemical Reviews. 63 (4): 403–442. doi:10.1021/cr60224a004.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  53. ^ Tao S. H.; Bolger, P. M. (1. 6. 1997). "Hazard Assessment of Germanium Supplements". Regulatory Toxicology and Pharmacology. 25 (3): 211–219.CS1 održavanje: više imena: authors list (link) doi:10.1006/rtph.1997.1098
  54. ^ Broadwith Phillip (25. 3. 2012). "Germanium-oxygen double bond takes centre stage". Chemistry World.

Vanjski linkovi

[uredi | uredi izvor]
Commons logo
Commons logo
Commons ima datoteke na temu: Germanij
  • Germanij na The Periodic Table of Videos (Univerzitet u Nottinghamu)

Preuzeto iz "https://bs.wikipedia.org/w/index.php?title=Germanij&oldid=3665942"