锗
锗zhě(旧译作鈤 )是一种化学元素,它的化学符号是Ge,原子序数是32,原子量72.64。在化学元素周期表中位于第4周期、第IVA族。锗单质是一种灰白色类金属,有光泽,质硬,属于碳族,化学性质与同族的锡与硅相近,不溶于水、盐酸、稀苛性碱溶液,溶于王水、浓硝酸或硫酸,具有两性,故溶于熔融的碱、过氧化碱、碱金属硝酸盐或碳酸盐,在空气中较稳定,在自然界中,锗共有五种同位素:70,72,73,74,76,在700℃以上与氧作用生成GeO2,在1000℃以上与氢作用,细粉锗能在氯或溴中燃烧,锗是优良半导体,可作高频率电流的检波和交流电的整流用,此外,可用于红外光材料、精密仪器、催化剂。锗的化合物可用以制造荧光板和各种折射率高的玻璃。
锗、锡和铅在元素周期表中是同属一族,后两者早被古代人们发现并利用,而锗长时期以来没有被工业规模的开采。这并不是由于锗在地壳中的含量少,而是因为它是地壳中最分散的元素之一,含锗的矿石是很少的。
基本信息
- 中文名
锗
- 英文名
Germanium
- 化学式
Ge
- 分子量
72.61
- CAS登录号
7440-56-4
研究历史
锗、锡和铅在元素周期表中是同属一族,后两者早被古代人们发现并利用,而锗长时期以来没有被工业规模的开采。这并不是由于锗在地壳中的含量少,而是因为它是地壳中最分散的元素之一,含锗的矿石是很少的。
门捷列夫于1871年预言其存在,十四年后德国化学家文克勒于1885年在分析硫银锗矿时发现了锗,后由硫化锗与氢共热,制出了锗。门捷列夫把它命名为类硅。1886年,德国弗莱贝格 (Freiberg) 矿业学院 (今天的TU Bergakademie Freiberg) 分析化学教授文克勒在分析夫赖堡附近发现的一种新的矿石——argyrodite(辉银锗矿4Ag S·GeS )的时候,发现有一未知的新元素并通过实验验证了自己的推断,锗元素终于被发现。
从德国的拉丁名germania命名新元素为germanium(锗),以纪念发现锗的文克勒的祖国,元素符号定为Ge。锗继镓和钪后被发现,巩固了化学元素周期系。
含量分布
锗在自然界分布很散很广。铜矿、铁矿、硫化矿以至岩石,泥土和泉水中都含有微量的锗。锗在地壳中的含量为一百万分之七,比之于氧、硅等常见元素当然是少,但是,却比砷、铀、汞、碘、银、金等元素都多。然而,锗却非常分散,几乎没有比较集中的锗矿,因此,被人们称为“稀散金属”。已发现的锗矿有硫银锗矿(含锗5~7%)、锗石(含锗10%),硫铜铁锗矿(含锗7%)。锗矿石的锗含量量有200ppm和393ppm两种,颜色为青灰色、红花色两种。
锗石块规格 | 一般为1-3CM,2-4CM,3-5CM |
锗石颗粒 | 6-10目,10-20目,20-40目,40-80目 |
锗石粉规格 | 100目,200目,325目,400目,600目,1250目 |
锗石板材规格 | 10*10CM,15*15CM,20*20CM,30*30CM |
锗还常夹杂在许多铅矿、铜矿、铁矿、银矿中,就连普通的煤中,一般也含有十万分之一左右的锗,也就是说,一吨煤中平均就含有10克左右的锗。在普通的泥土、岩石、甚至泉水中,也含有微量锗。
元素在太阳中的含量(ppm) | 0.2 |
元素在海水中的含量(ppm)太平洋表面 | 0.00000035 |
地壳中含量(ppm) | 1.8 |
物理性质
基本信息
锗粉末状呈暗蓝色,结晶状,为银白色脆金属。化合价+2和+4。第一电离 能7.899电子伏特,是一种稀有金属,重要的半导体材料,不溶于水。
原子体积(立方厘米/摩尔) | 13.6 |
相对原子质量 | 72.64 |
莫氏硬度 | 6 |
声音在其中的传播速率(m/S) | 5400 |
密度 | 5.35克/立方厘米 |
晶体结构:晶胞为面心立方晶胞,每个晶胞含有4个金属原子。晶胞参数如下:
a = 565.75 pm |
b = 565.75 pm |
c = 565.75 pm |
α = 90° |
β = 90° |
据X射线研究证明,锗晶体里的原子排列与金刚石差不多,结构决定性能,所以锗与金刚石一样硬而且脆。
导电性
锗,就其导电的本领而言,优于一般非金属,劣于一般金属,这在物理学上称为“半导体”,对固体物理和固体电子学的发展有重要作用。锗有着良好的半导体性质,如电子迁移率、空穴迁移率等等。锗的发展仍具有很大的潜力。