Germani: diferència entre les revisions
m r2.7.1) (Robot afegeix: hif:Germanium |
m r2.6.4) (Robot afegeix: sq:Germaniumi |
||
Línia 261: | Línia 261: | ||
[[sk:Germánium]] |
[[sk:Germánium]] |
||
[[sl:Germanij]] |
[[sl:Germanij]] |
||
[[sq:Germaniumi]] |
|||
[[sr:Германијум]] |
[[sr:Германијум]] |
||
[[stq:Germanium]] |
[[stq:Germanium]] |
Revisió del 18:37, 26 març 2011
| |||||||||||||||||||||||||||||||
General | |||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Nom, símbol, nombre | Germani, Ge, 32 | ||||||||||||||||||||||||||||||
Sèrie química | Metal·loides | ||||||||||||||||||||||||||||||
Grup, període, bloc | 14, 4 , p | ||||||||||||||||||||||||||||||
Densitat, duresa Mohs | 5323 kg/m3, 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||
Aparença | Blanc grisenc | ||||||||||||||||||||||||||||||
Propietats atòmiques | |||||||||||||||||||||||||||||||
Pes atòmic | 72,64 uma | ||||||||||||||||||||||||||||||
Radi mitjà† | 125 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
Radi atòmic calculat | 125 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
Radi covalent | 122 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
Radi de Van der Waals | Sense dades | ||||||||||||||||||||||||||||||
Configuració electrònica | [Ar]3d10 4s2 4p2 | ||||||||||||||||||||||||||||||
Estats d'oxidació (òxid) | 4 (amfòter) | ||||||||||||||||||||||||||||||
Estructura cristal·lina | Cúbica centrada en les cares | ||||||||||||||||||||||||||||||
Propietats físiques | |||||||||||||||||||||||||||||||
Estat de la matèria | Sòlid | ||||||||||||||||||||||||||||||
Punt de fusió | 1211,4 K | ||||||||||||||||||||||||||||||
Punt d'ebullició | 3093 K | ||||||||||||||||||||||||||||||
Entalpia de vaporització | 330,9 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
Entalpia de fusió | 36,94 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
Pressió de vapor | 0,0000746 Pa a 1210 K | ||||||||||||||||||||||||||||||
Velocitat del so | 5400 m/s a 293,15 K | ||||||||||||||||||||||||||||||
Informació diversa | |||||||||||||||||||||||||||||||
Electronegativitat | 2,01 (Pauling) | ||||||||||||||||||||||||||||||
Calor específica | 320 J/(kg·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||
Conductivitat elèctrica | 1,45 m-1·ohm-1 | ||||||||||||||||||||||||||||||
Conductivitat tèrmica | 59,9 W/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||
1er potencial de ionització | 762 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
2on potencial de ionització | 1537,5 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
3er potencial de ionització | 3302,1 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
4t potencial de ionització | 4411 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
5è potencial de ionització | 9020 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
Isòtops més estables | |||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||
Plantilla:Cnpt |
El germani és un element químic de nombre atòmic 32, i símbol Ge pertanyent al grup 14 de la taula periòdica dels elements.
Característiques principals
És un metal·loide sòlid dur, cristal·lí, de color blanc grisenc llustrós, que conserva la brillantor a temperatures ordinàries. Presenta la mateixa estructura cristal·lina que el diamant i resistix als àcids i àlcalis.
Forma gran nombre de compostos organometàl·lics i és un important material semiconductor utilitzat en transistors i fotodetectors. A diferència de la majoria de semiconductors, el germani té una petita banda prohibida (band gap) pel que respon de forma eficaç a la radiació infraroja i pot usar-se en amplificadors de baixa intensitat.
Aplicacions
Les aplicacions del germani es veuen limitades pel seu elevat cost i en molts casos s'investiga la seua substitució per materials més econòmics.
- Fibra òptica.
- Electrònica: Radars i amplificadors de guitarres elèctriques usats per músics nostàlgics del so de la primera època del rock & roll; aliatges SiGe en circuits integrats d'alta velocitat.
- Òptica d'infraroigs: Espectroscopis, sistemes de visió nocturna i altres equips.
- Lents, amb alt índex de refracció, d'angle ample i per a microscopis.
- En joieria s'usa l'aliatge Au amb un12% de germani.
- Com a element enduridor de l'alumini, magnesi i estany.
- En Quimioteràpia.
- El tratraclorur de germani (GeCl4) s'usa com catalitzador en la síntesi de polímers (PET).
Història
La propietats del germani (del llatí Germania, Alemanya) van ser predites el 1871 per Mendeleyev en funció de la seua posició a la taula periòdica, element a què va anomenar eka-silici. L'alemany Clemens Winkler va demostrar el 1886 l'existència d'aquest element, descobriment que va servir per a confirmar la validesa de la taula periòdica tenint en compte les similituds entre les propietats predites i les observades:
Propietat | Ekasilici | Germani |
---|---|---|
(Predites, 1871) | (Observades, 1886) | |
Massa atòmica | 72 | 72,59 |
Densitat (g/cm³) | 5,5 | 5,35 |
Calor específica (J/kg·K) | 0,31 | 0,32 |
Punt de fusió (ºC) | alt | 960 |
Fórmula de l'òxid | RO2 | GeO2 |
Fórmula del clorur | RCl4 | GeCl4 |
Densitat de l'òxid (g/cm³) | 4,7 | 4,70 |
Punt d'ebullició del clorur (ºC) | 100 | 86 |
Color | gris | gris |
Abundància i obtenció
Els únics minerals rendibles per a l'extracció del germani són la germanita (69% de Ge) i ranierita (7-8% de Ge); a més està present en el carbó, la argirodita i altres minerals. La major quantitat, en forma d'òxid (GeO2), s'obté com a subproducte en l'obtenció del zinc o de processos de combustió de carbó (a Rússia i Xina es troba el procés en desenvolupament).
Amb puresa del 99,99%, per a usos electrònics s'obté per refinat per mitjà de fusió per zones resultant cristalls de 25 a 35 mm usats en transistors i díodes; amb aquesta tècnica les impureses es poden reduir fins a 0,0001 ppm.
El desenvolupament dels transistors de germani va obrir la porta a nombroses aplicacions electròniques que avui són quotidianes. Entre 1950 i els primers 70, l'electrònica va constituir el gros de la creixent demanda de germani fins que va començar a substituir-se pel silici per les seves superiors propietats elèctriques. Actualment la gran part del consum es destina a fibra òptica (prop de la meitat), equips de visió nocturna i catàlisi en la polimerització de plàstics, encara que s'investiga la seva substitució per catalitzadors més econòmics. En el futur és possible que s'estenguen les aplicacions electròniques dels aliatges silici-germani en substitució de l'arseniür de gal·li (GaAs) especialment en les telecomunicions sense cable.
El preu del germani era el 1997 d'uns 3 US$ per gram. A finals del 2000 havia baixat fins als 1.15 $ per gram.
Precaucions
Alguns compostos de germani, com el germà (GeH4) tenen una certa toxicitat en els mamífers però són letals per a algunes bacteries.
Referències
A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Germani |
- Enciclopèdia lliure (castellà)
- USGS - Estadístiques sobre el germani (producció, consum i preus) (anglès)
Taula periòdica | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
H | He | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | ||||||||||||||||||||||||
Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | ||||||||||||||||||||||||
Cs | Ba | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn | ||||||||||
Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | ||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|