German (Ge)

German w układzie okresowym

Pierwiastek leży w czwartym okresie, czyli w czwartym poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 4 powłokach. Znajduje się w 14 grupie (blok p — elektrony walencyjne zapełniają podpowłokę p). W tej samej grupie stoją: Węgiel, Krzem, Cyna, Ołów, Flerow — pierwiastki z jednej grupy mają podobną liczbę elektronów walencyjnych, dlatego zachowują się chemicznie podobnie. W temperaturze pokojowej German jest ciałem stałym (topnieje w 938,25 °C, wrze w 2833 °C).

German — co to za pierwiastek

Pierwszy tranzystor był z germanu; dziś pracuje w optyce podczerwonej i światłowodach.

Właściwości pierwiastka German

German jest szarobiałym, twardym i kruchym półmetalem o metalicznym połysku, a jego kryształy mają taką samą budowę jak diament. Jest półprzewodnikiem, więc w niskich temperaturach prawie nie przewodzi prądu, a im cieplej, tym przewodzi lepiej, czyli odwrotnie niż metale. Gęstość wynosi 5,323 grama na centymetr sześcienny, topi się w 938,25 stopnia, a wrze w 2833. Na powietrzu i w wodzie jest trwały, nie działają na niego kwasy nieutleniające, ustępuje dopiero stężonemu kwasowi azotowemu i mocnym utleniaczom. W związkach występuje na stopniach plus dwa i plus cztery, przy czym plus cztery zdecydowanie przeważa. Podobnie jak woda i krzem rozszerza się przy krzepnięciu. Metaliczny german uchodzi za mało toksyczny.

Zastosowanie pierwiastka German

Największa część germanu idzie dziś do światłowodów: rdzeń włókna domieszkuje się ditlenkiem germanu, żeby podnieść współczynnik załamania i utrzymać światło wewnątrz włókna. Drugie duże pole to optyka podczerwieni, bo german jest przezroczysty dla promieniowania cieplnego i robi się z niego soczewki oraz okienka kamer termowizyjnych, noktowizorów i czujników przemysłowych. Z germanu o bardzo wysokiej czystości buduje się detektory promieniowania gamma o wyjątkowej rozdzielczości, używane w pracowniach pomiaru skażeń. Związki germanu bywają katalizatorem produkcji tworzywa, z którego powstają butelki na napoje. Stopy krzemowo-germanowe pracują w szybkich układach radiowych telefonów, a warstwy germanu stanowią podłoże wydajnych ogniw słonecznych do satelitów. Historycznie z germanu robiono pierwsze tranzystory i diody radioodbiorników.

German — najważniejsze związki chemiczne

Ditlenek germanu GeO₂ to najważniejszy związek użytkowy: biały proszek, od którego zaczyna się produkcja szkła światłowodowego i który pełni rolę katalizatora. Chlorek germanu(IV) GeCl₄ jest ciekłym półproduktem, łatwym do oczyszczenia przez destylację i przekształcanym potem w tlenek. Germanowodór GeH₄ to trujący gaz używany do osadzania cienkich warstw germanu w produkcji układów scalonych. W przyrodzie german występuje głównie w rzadkich siarczkach, takich jak argyrodyt i germanit. Znane są też związki germanoorganiczne, w których atom germanu wiąże się bezpośrednio z węglem; wykorzystuje się je w syntezie i w badaniach materiałowych.

German — gdzie go spotykasz

• światłowody
• optyka termowizyjna
• tranzystory dawnych radioodbiorników

German w szkole — co trzeba wiedzieć

German leży w 14 grupie, tuż pod krzemem, i ma cztery elektrony walencyjne, co widać w końcówce konfiguracji 4s² 4p². Na sprawdzianie pojawia się zwykle w dwóch kontekstach. Pierwszy to półmetale, czyli pierwiastki leżące na schodkowej granicy między metalami a niemetalami: bor, krzem, german, arsen, antymon, tellur. Warto umieć wskazać je w tablicy. Drugi to historia układu okresowego i german jako ekakrzem przewidziany przez Mendelejewa. Częste pomyłki to mylenie symbolu Ge z Ga, czyli galem, oraz przekonanie, że półprzewodnik przewodzi tym lepiej, im jest zimniejszy, podczas gdy jest dokładnie odwrotnie.

German — historia odkrycia

German wyodrębnił w 1886 roku Clemens Winkler we Freibergu, analizując świeżo znaleziony minerał argyrodyt. Bilans analizy nie chciał się zamknąć, a brakująca część okazała się nowym pierwiastkiem. Szybko rozpoznano, że to przewidziany przez Dmitrija Mendelejewa piętnaście lat wcześniej ekakrzem, którego właściwości uczony wyliczył z układu okresowego. Zgodność przewidywań z pomiarami była tak dobra, że odkrycie uchodzi za jeden z najmocniejszych argumentów za trafnością układu okresowego. Nazwę Winkler nadał od łacińskiej nazwy Niemiec. Zanim ustalono ostateczną nazwę, Winkler rozważał inną, nawiązującą do planety Neptun.

German — skąd wzięła się nazwa

łac. Germania — Niemcy

German — izotopy

german-74 dominuje

German — bezpieczeństwo

Metal niskotoksyczny; niektóre związki drażniące.

Ciekawostki o pierwiastku German

• Pierwszy tranzystor w historii, z 1947 roku, był germanowy.
• Pierwsze tranzystory i diody w powojennych radioodbiornikach były germanowe; krzem wyparł german, bo lepiej znosi wysoką temperaturę.
• Detektory germanowe do pomiaru promieniowania gamma trzeba chłodzić ciekłym azotem, inaczej szumią zbyt mocno.
• German nie ma własnych dużych złóż i pozyskuje się go głównie jako produkt uboczny przerobu rud cynku oraz popiołów z węgla.

Najczęstsze pytania o pierwiastek German