Непознанное

Металл германий. Здоровье от природы

21.09.2019

Краткая информация

Иногда Германию называют, причем очень часто, «Землей поэтов и мыслителей», что метко характеризует эту страну, находящуюся в самом центре Европы. Немцы бережно хранят свои традиции, насчитывающие почти тысячелетнюю историю. Видимо, из-за этого Германию ежегодно посещают десятки миллионов туристов. Причем около 10 миллионов туристов приезжают ежегодно в Берлин. Такая статистика вполне понятна, учитывая, что в Германии есть очень много интересных достопримечательностей, пляжных курортов, бальнеологических курортов и высококлассных горнолыжных трасс в Альпах.

География Германии

Германия расположена в Центральной Европе. На севере эта страна граничит с Данией, на востоке – с Чехией и Польшей, на юге – с Австрией и Швейцарией, а на западе – с Люксембургом, Нидерландами, Францией и Бельгией. Германия омывается на северо-западе Балтийским, а на северо-востоке Северным морями. Общая площадь этой страны составляет 357 021 км. кв. Самая высокая точка Германии - гора Цугшпитце в Альпах (2 962 метров).

В Германии очень много рек, самые длинные из которых - Рейн, Эльба, Везер, Дунай и Одер.

Столица

Столица Германии – Берлин. История этого города начинается примерно с первой половины XIII века. Сейчас население Берлина уже превышает 3,5 млн. человек.

Официальный язык Германии

В Германии официальный язык - немецкий, который является германской ветвью индо-европейских языков.

Религия

Главная религия в Германии – христианство (около 63% населения). 30% христиан в Германии являются католиками, а 29,9% - протестантами. Католики главным образом проживают на юге и западе Германии, а протестанты – на севере и востоке.

1,6% населения Германии считают себя православными христианами, а около 5% - это мусульмане (в основном сунниты). В Восточной Германии и в мегаполисах проживает много атеистов.

Государственное устройство

Германия является федеральной парламентской республикой. Глава государства – президент (он избирается Федеральным собранием, в который входят члены Бундестага и государственные делегаты). В Германии есть 16 федеральных (автономных) земель.

Второе по старшинству высшее должностное лицо в Германии – Бундесканцлер (Bundestagspräsident), который избирается Бундестагом (Парламентом).

Главные политические партии в Германии – «Социал-демократическая партия Германии», «Христианско-социальный союз, СДПГ, «Христианско-демократический союз», «Партия демократического социализма», «Союз 90/Зеленые» и «Свободная демократическая партия Германии».

Климат и погода

В Германии, в основном, климат умеренный континентальный с теплым летом и довольно холодной зимой (характерны достаточно заметные колебания температуры). На северо-западе Германии и в прибрежных районах климат морской с теплым летом и мягкой, облачной зимой. На юге страны климат горный с низкими температурами и сильными осадками.

Средняя температура воздуха в Германии составляет около +9 С. В январе, который является самым холодным месяцем, средняя годовая температура на севере равняется около +1,6 С, а на юге - -2 С. В июле, самом теплом месяце, средняя годовая температура на севере составляет +16-18 С, а на юге - +19,4 С.

Ежегодно в Германии выпадает в среднем около 400-600 мм осадков.

Море в Германии

Германия омывается водами Северного (на севере-западе) и Балтийского (на северо-востоке) морей. Общая береговая линия составляет 2 389 км.

Самый большой немецкий остров – остров Рюген, который находится в Балтийском море. Его площадь достигает 926 км. кв. На этом острове сейчас проживают около 75 тыс. человек. Еще один большой остров Германии – Фемерн (он также расположен в Балтийском море).

Реки и озера

Большинство рек в Германии впадает в Северное море. Это реки Рейн, Эмс, Везер, Зале и Эльба. В Балтийское море впадает Одер.

Самые большие реки в Германии – это, как Вы, наверное, знаете, Рейн и Дунай. На границе Германии в предгорьях Альп находится Боденское озеро – крупнейшее озеро в Германии. Его площадь составляет 536 км. кв. Вообще в Германии очень много озер, среди которых обязательно следует назвать Кимзее, Ваннзее, Айбзее, и Лангенер Вальдзее.

История Германии

Германские племена пришли на территорию современной Германии из Скандинавии примерно в 100 году до нашей эры. Германские племена, проживавшие к востоку от Рейна, через некоторое время попали под власть Древнего Рима, а племена к западу от Рейна дали достойный отпор римлянам, и жили свободно.

Примерно в 800 г. н.э. Карл Великий образовал империю Каролингов, и Германия вошла в ее состав. В X веке появилась Священна Римская империя, сформировавшаяся вокруг германских земель.

Во времена императоров Гогенштауфенов (1138-1254) к Германии были присоединены земли на востоке, заселенные славянами.

В 1517 году под влиянием Мартина Лютера в Германии началась Реформация католической церкви, в результате которой появилось несколько протестантских церквей, в том числе и лютеранская церковь.

В 1806 году Священная Римская империя, состоявшая в основном из немецких и австрийских земель, была оккупирована армиями французского императора Бонапарта. После окончания Наполеоновских войн был образован Германский союз (в него вошли 39 суверенных немецких государств).

В 1871 году во французском Версале была провозглашена Германская империя во главе с императором Вильгельмом I. Определяющую роль в Германии того времени играла Пруссия.

После Первой мировой войны император Германии Вильгельм II (в 1918 году) отрекся от власти, в результате чего страна была вынуждена подписать Версальский мир, который, как считают историки, стал причиной Второй мировой войны.

В первой половине1930-х годов к власти в Германии пришел Адольф Гитлер и Национал-социалистическая немецкая рабочая партия. События развивались так, что Второй мировой войны уже было не избежать, и она началась 1 сентября 1939 года. Шесть лет продолжалась эта самая кровопролитная в истории человечества война. В результате, Германия потерпела поражение, и была разделена на две части – Восточную (ГДР) и Западную (ФРГ) Германию.

В 1989 году под влиянием многих факторов (в том числе и из-за вмешательства в ее внутренние дела некоторых капиталистических государств) в ГДР была ликвидирована Коммунистическая партия, после чего разрушили Берлинскую стену, и произошло объединение Германии (это случилось в октябре 1990 года).

Сейчас Германия входит в состав военно-политического блока НАТО и является членом Евросоюза.

Культура Германии

История Германии насчитывает много сотен лет, и поэтому немцы, конечно же, имеют очень богатую культуру, которая оказывала (и продолжает это делать) большое влияние на культуру соседних народов (австрийцев, голландцев и швейцарцев).

Благодаря Германии мир получил большое количество гениальных писателей, художников, философов и ученых:

Литература (Гете, Шиллер, Гейне, Томас Манн, Кафка, Эрих Мария Ремарк);
- Классическая музыка (Бах, Бетховен, Моцарт и Рихард Вагнер);
- Искусство (Кольвиц, Дюрер и Пауль Клее);
- Психология (Юнг);
- Философия (Кант, Шопенгауэр и Фридрих Ницше);
- Наука (Эйнштейн, Кеплер, Рентген, Планк и Вирхов).

Вообще, некоторые литературоведы называют Германию «Землей поэтов и мыслителей». Судя по количеству поэтов и философов, родившихся в Германии, это название соответствует действительности.

Германию нельзя представить без традиционных немецких праздников и фестивалей. Самые популярные и известные из них - пивной фестиваль Октоберфест в Мюнхене, Вальпургиева ночь, Парад Любви (июль), музыкальный фестиваль M’era Luna в Хильдесхайме (август), фестиваль готического искусства и музыки Wave-Gotik-Treffen в Лейпциге (август), Фестиваль Нибелунгов (август) и Кильская неделя (июль).

Кухня

Германия состоит из нескольких десятков ранее самостоятельных княжеств, и это означает, что в немецкой кухне существует большое региональное разнообразие.

Некоторые туристы полагают, что в немецкой кухне присутствует много тяжелых и жирных блюд, и, возможно, в чем-то они правы, однако в последние 200 лет ситуация изменилась. Благодаря влиянию итальянцев и французов немецкая кухня стала более изысканной и утонченной. Так, на кухню южных земель Германии (Бавария и Швабия) большое влияние оказали кулинарные традиции Швейцарии и Австрии.

Туристам в Германии советуем обязательно попробовать различные немецкие колбасы, сосиски, шницели, котлеты и бифштексы, а также следующие традиционные блюда: германский колбасный суп, айнтопф «Пихельштайн», свиной рулет, картофельный суп по-саксонски, рыбу по-висмарски, гуляш с лечо, сельдь по-немецки, яблочный пирог по-берлински, и печенье «спекуляциус».

Национальный алкогольный напиток в Германии – пиво. Немцы выпускают пиво самых разных сортов, и в огромном количестве. Причем крепость пива может доходить и до 12% алкоголя.

В Германии также производят отличное вино (в основном белое). Главные немецкие винодельческие регионы – Аар, Баден, Вюртемберг, Мозель, и Рейнхессен.

Достопримечательности Германии

В Германии очень бережно относятся к своей истории. Сейчас в этой стране насчитывается около 4 700 музеев, в которых хранятся уникальные археологические, исторические и этнографические артефакты. Достопримечательностей в Германии так много, что мы выделим десять самых лучших из них, на наш взгляд:

Бранденбургские ворота (находятся в Берлине)

«Романтическая дорога», протяженностью 350 км

Кельнский Кафедральный собор

Церковь Богоматери (Фрауэнкирхе) в Дрездене

«Черный лес» в земле Баден-Вюртемберг

Средневековые ворота Хольстентор в Любеке

Замок Нойшванштайн (находится в Баварии)

Меловые скалы в Национальном парке Ясмунд

Гейдельбергский замок

Дворец Сан-Суси в Потсдаме

Города и курорты

Самые крупные немецкие города – Берлин (около 3,5 млн. чел.), Гамбург (около 1,8 млн. чел., Мюнхен (более 1,5 млн. чел.), и Кельн (1,1 млн. человек). Главные порты – Франкфурт-на-Майне, Любек и Хузум.

В Германии есть много горнолыжных и лечебных (бальнеологических и грязевых) курортов. Горнолыжные курорты находятся в Альпах на границе с Австрией. Самые популярные из них – Гармиш-Партенкирхен, Берхтесгаденский край (Берхтесгаден, Шенау-на-Кенигзее, Бишофсвизен, Марктшелленберг и Рамс) и Оберстдорф.

Самые известные немецкие лечебные курорты – Бад Хомбург в земле Гессен, Бад Киссинген в Баварии, Бад Райхенхаль в земле Берхтесгаден, и, конечно же, Баден-Баден.

Сувениры/покупки

Пивные кружки и бокалы;
- Бокалы для вина;
- Традиционные немецкие шляпы;
- Часы с кукушкой;
- Немецкие игрушки;
- Футбольные сувениры;
- Фарфоровые куклы в неметких национальных костюмах;
- Модели кораблей (они продаются в Гамбурге);
- Немецкие вина (рекомендуем обратить внимание на Affentaler Spätburgunder);
- Немецкое пиво.

Часы работы учреждений

Время работы банков:
Пн-Пт: с 8:30 до 16.00, некоторые – до 17:30

Почтовые отделения:
Пн-Пт: с 08:00 до 18:00
Сб: с 08:00 до 12:00

Государственные учреждения:
Пн-Пт: с 09:00 до 17:00

Магазины:
Пн-Сб: с 08:30 до 18:00

Германий

ГЕРМА́НИЙ -я; м. Химический элемент (Ge), твёрдое вещество серовато-белого цвета с металлическим блеском (является основным полупроводниковым материалом). Пластинка германия.

◁ Герма́ниевый, -ая, -ое. Г-ое сырьё. Г. слиток.

герма́ний

(лат. Germanium), химический элемент IV группы периодической системы. Название от латинского Germania - Германия, в честь родины К. А. Винклера. Серебристо-серые кристаллы; плотность 5,33 г/см 3 , t пл 938,3ºC. В природе рассеян (собственные минералы редки); добывают из руд цветных металлов. Полупроводниковый материал для электронных приборов (диоды, транзисторы и др.), компонент сплавов, материал для линз в ИК-приборах, детекторов ионизирующего излучения.

ГЕРМАНИЙ

ГЕРМА́НИЙ (лат. Germanium), Gе (читается «гертемпманий»), химический элемент с атомным номером 32, атомная масса 72,61. Природный германий состоит из пяти изотопов с массовыми числами 70 (содержание в природной смеси 20,51% по массе), 72 (27,43%), 73 (7,76%), 74 (36,54%), и 76 (7,76%). Конфигурация внешнего электронного слоя 4s 2 p 2 . Степени окисления +4, +2 (валентности IV, II). Расположен в группе IVA, в 4 периоде в периодической системе элементов.
История открытия
Был открыт К. А. Винклером (см. ВИНКЛЕР Клеменс Александр) (и назван в честь его родины - Германии) в 1886 при анализе минерала аргиродита Ag 8 GeS 6 после того, как существование этого элемента и некоторые его свойства были предсказаны Д. И. Менделеевым (см. МЕНДЕЛЕЕВ Дмитрий Иванович) .
Нахождение в природе
Содержание в земной коре 1,5·10 -4 % по массе. Относится к рассеянным элементам. В природе в свободном виде не встречается. Содержится в виде примеси в силикатах, осадочных железных, полиметаллических, никелевых и вольфрамовых рудах, углях, торфе, нефтях, термальных водах и водорослях. Важнейшие минералы: германит Cu 3 (Ge,Fe,Ga)(S,As) 4 , стоттит FeGe(OH) 6 , плюмбогерманит (Pb,Ge,Ga) 2 SO 4 (OH) 2 ·2H 2 O, аргиродит Ag 8 GeS 6 , рениерит Cu 3 (Fe,Ge,Zn)(S,As) 4 .
Получение германия
Для получения германия используют побочные продукты переработки руд цветных металлов, золу от сжигания углей, некоторые продукты коксохимии. Сырье, содержащее Ge, обогащают флотацией. Затем концентрат переводят в оксид GeO 2 , который восстанавливают водородом (см. ВОДОРОД) :
GeO 2 + 4H 2 = Ge + 2H 2 O
Германий полупроводниковой чистоты с содержанием примесей 10 -3 -10 -4 % получают зонной плавкой (см. ЗОННАЯ ПЛАВКА) , кристаллизацией (см. КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ) или термолизом летучего моногермана GeH 4:
GeH 4 = Ge + 2H 2 ,
который образуется при разложении кислотами соединений активных металлов с Ge - германидов:
Mg 2 Ge + 4HCl = GeH 4 – + 2MgCl 2
Физические и химические свойства
Германий - вещество серебристого цвета с металлическим блеском. Кристаллическая решетка устойчивой модификации (Ge I), кубическая, гранецентрированная типа алмаза, а = 0,533 нм (при высоких давлениях получены три другие модификации). Температура плавления 938,25 °C, кипения 2850 °C, плотность 5,33 кг/дм 3 . Обладает полупроводниковыми свойствами, ширина запрещенной зоны 0,66 эВ (при 300 К). Германий прозрачен для инфракрасного излучения с длиной волны больше 2 мкм.
По химическим свойствам Ge напоминает кремний (см. КРЕМНИЙ) . При обычных условиях устойчив к кислороду (см. КИСЛОРОД) , парам воды, разбавленным кислотам. В присутствии сильных комплексообразователей или окислителей, при нагревании Ge реагирует с кислотами:
Ge + H 2 SO 4 конц = Ge(SO 4) 2 + 2SO 2 + 4H 2 O,
Ge + 6HF = H 2 + 2H 2 ,
Ge + 4HNO 3 конц. = H 2 GeO 3 + 4NO 2 + 2H 2 O
Ge реагирует с царской водкой (см. ЦАРСКАЯ ВОДКА) :
Ge + 4HNO 3 + 12HCl = GeCl 4 + 4NO + 8H 2 O.
С растворами щелочей Ge взаимодействует в присутствии окислителей:
Ge + 2NaOH + 2H 2 O 2 = Na 2 .
При нагревании на воздухе до 700 °C Ge загорается. Ge легко взаимодействует с галогенами (см. ГАЛОГЕНЫ) и серой (см. СЕРА) :
Ge + 2I 2 = GeI 4
С водородом (см. ВОДОРОД) , азотом (см. АЗОТ) , углеродом (см. УГЛЕРОД) германий непосредственно в реакции не вступает, соединения с этими элементами получают косвенным путем. Например, нитрид Ge 3 N 4 образуется при растворении дииодида германия GeI 2 в жидком аммиаке:
GeI 2 + NH 3 жидк -> n -> Ge 3 N 4
Оксид германия (IV), GeO 2 , - белое кристаллическое вещество, существующее в двух модификациях. Одна из модификаций частично растворима в воде с образование сложных германиевых кислот. Проявляет амфотерные свойства.
С щелочами GeO 2 взаимодействует как кислотный оксид:
GeO 2 + 2NaOH = Na 2 GeO 3 + H 2 O
GeO 2 взаимодействует с кислотами:
GeO 2 + 4HCl = GeCl 4 + 2H 2 O
Тетрагалогениды Ge - неполярные соединения, легко гидролизующиеся водой.
3GeF 4 + 2H 2 O = GeO 2 + 2H 2 GeF 6
Тетрагалогениды получают прямым взаимодействием:
Ge + 2Cl 2 = GeCl 4
или термическим разложением:
BaGeF 6 = GeF 4 ­ + BaF 2
Гидриды германия по химическим свойствам подобны гидридам кремния, но моногерман GeH 4 более устойчив, чем моносилан SiH 4 . Германы образуют гомологические ряды Ge n H 2n+2 , Ge n H 2n и другие, но эти ряды короче, чем у силанов.
Моногерман GeH 4 - газ, устойчивый на воздухе, не реагирующий с водой. При длительном хранении разлагается на H 2 и Ge. Получают моногерман восстановлением диоксида германия GeO 2 борогидридом натрия NaBH 4:
GeO 2 + NaBH 4 = GeH 4 ­ + NaBO 2 .
Очень неустойчивый монооксид GeO образуется при умеренном нагревании смеси германия и диоксида GeO 2:
Ge + GeO 2 = 2GeO.
Соединения Ge (II) легко диспропорционируют с выделением Ge:
2GeCl 2 -> Ge + GeCl 4
Дисульфида германия GeS 2 - белое аморфное или кристаллическое вещество, получается осаждением H 2 S из кислых растворов GeCl 4:
GeCl 4 + 2H 2 S = GeS 2 Ї + 4HCl
GeS 2 растворяется в щелочах и сульфидах аммония или щелочных металлов:
GeS 2 + 6NaOH = Na 2 + 2Na 2 S,
GeS 2 + (NH 4) 2 S = (NH 4) 2 GeS 3
Ge может входить в состав органических соединений. Известны (CH 3) 4 Ge, (C 6 H 5) 4 Ge, (CH 3) 3 GeBr, (C 2 H 5) 3 GeOH и другие.
Применение
Германий - полупроводниковый материал, применяется в технике и радиоэлектронике при производстве транзисторов и микросхем. Тонкие пленки Ge, нанесенные на стекло, применяют в качестве сопротивлений в радарных установках. Сплавы Ge с металлами используются в датчиках и детекторах. Диоксид германия применяют в производстве стекол, пропускающих инфракрасное излучение.


Энциклопедический словарь . 2009 .

Синонимы :

Смотреть что такое "германий" в других словарях:

    Химический элемент, открытый в 1886 г. в редком минерале аргиродите, найденном в Саксонии. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. германий (назв. в честь родины ученого, открывшего элемент) хим. элемент,… … Словарь иностранных слов русского языка

    - (Germanium), Ge, химический элемент IV группы периодической системы, атомный номер 32, атомная масса 72,59; неметалл; полупроводниковый материал. Германий открыт немецким химиком К. Винклером в 1886 … Современная энциклопедия

    германий - Ge Элемент IV группы Периодич. системы; ат. н. 32, ат. м. 72,59; тв. вещ во с металлич. блеском. Природный Ge — смесь пяти стабильных изотопов с массовыми числами 70, 72, 73, 74 и 76. Существование и свойства Ge предсказал в 1871 г. Д. И.… … Справочник технического переводчика

    Германий - (Germanium), Ge, химический элемент IV группы периодической системы, атомный номер 32, атомная масса 72,59; неметалл; полупроводниковый материал. Германий открыт немецким химиком К. Винклером в 1886. … Иллюстрированный энциклопедический словарь

    - (лат. Germanium) Ge, химический элемент IV группы периодической системы, атомный номер 32, атомная масса 72,59. Назван от латинского Germania Германия, в честь родины К. А. Винклера. Серебристо серые кристаллы; плотность 5,33 г/см³, tпл 938,3 … Большой Энциклопедический словарь

    - (символ Ge), бело серый металлический элемент IV группы периодической таблицы МЕНДЕЛЕЕВА, в которой были предсказаны свойства еще не открытых элементов, в частности, германия (1871 г.). Открыт элемент в 1886 г. Побочный продукт выплавки цинковых… … Научно-технический энциклопедический словарь

    Ge (от лат. Germania Германия * a. germanium; н. Germanium; ф. germanium; и. germanio), хим. элемент IV группы периодич. системы Менделеева, ат.н. 32, ат. м. 72,59. Природный Г. состоит из 4 стабильных изотопов 70Ge (20,55%), 72Ge… … Геологическая энциклопедия

    - (Ge), синтетич. монокристалл, ПП, точечная группа симметрии m3m, плотность 5,327 г/см3, Tпл=936 °С, тв. по шкале Мооса 6, ат. м. 72,60. Прозрачен в ИК области l от 1,5 до 20 мкм; оптически анизотропен, для l=1,80 мкм коэфф. преломления n=4,143.… … Физическая энциклопедия

    Сущ., кол во синонимов: 3 полупроводник (7) экасилиций (1) элемент (159) … Словарь синонимов

    ГЕРМАНИЙ - хим. элемент, символ Ge (лат. Germanium), ат. н. 32, ат. м. 72,59; хрупкое серебристо серое кристаллическое вещество, плотность 5327 кг/м3, bил = 937,5°С. В природе рассеян; добывают его главным образом при переработке цинковой обманки и… … Большая политехническая энциклопедия

Германий |32 | Ge| — Цена

Германий (Ge) — рассеянный редкий металл , атомный номер — 32, атомная масса-72,6, плотность:
твёрдый при 25ОС — 5.323 г/см3;
жидкий при 100ОС — 5.557г/см3;
Температура плавления — 958,5ОС, коэффициент линейного расширения α.106,при температуре, КО:
273-573— 6.1
573-923— 6.6
Твёрдость по минералогической шкале-6-6,5.
Удельное электросопротивление монокристаллического высокочистого германия (при 298ОК), Ом.м-0,55-0,6..
Германий был открыт в 1885 году и в начале получен в виде сульфида. Этот металл был предсказан Д.И.Менделеевым в 1871 году, с точным указанием его свойств и назван им экосилицием. Германий, назван учёными исследователями, в честь страны в которой он был открыт.
Германий –серебристо-белый металл , по внешнему виду похож на олово, хрупкий при нормальных условиях. Поддаётся пластической деформации при температуре свыше 550ОС. Германий обладает полупроводниковыми свойствами . Удельное электросопротивление германия зависит от чистоты— примеси его резко снижают. Германий оптически прозрачен в инфракрасной области спектра, обладает высоким коэффициентом преломления, что позволяет применять его для изготовления различных оптических систем.
Германий стоек на воздухе при температурах до 700ОС, при более высоких температурах-окисляется, а выше температуры плавления-сгорает, образуя диоксид германия. Водород с германием не взаимодействует, а при температуре плавления, расплав германия поглощает кислород. Германий не реагирует с азотом. С хлором, образует при комнатной температуре, хлорид германия.
Германий не взаимодействует с углеродом, устойчив в воде, медленно взаимодействует с кислотами, легко растворяется в царской водке. Растворы щелочей слабо действуют на германий. Германий сплавляется со всеми металлами.
Несмотря на то, что германия в природе больше чем свинца, производство его ограничено из-за его сильной распылённости в земной коре, а стоимость германия достаточно высока. Германий образует минералы аргиродит и германит, однако они мало используются для его получения. Германий извлекается попутно при переработке сульфидных полиметаллических руд, некоторых железных руд, в которых содержится до 0,001% германия, из подсмольных вод при коксовании угля.

ПОЛУЧЕНИЕ.

Получение германия из различного сырья осуществляется сложными способами, при которых конечным продуктом является четырёххлористый германий или диоксид германия, из которого получают металлический германий. Его очищают и,далее, методом зонной плавки выращивают германиевые монокристаллы с заданными электрофизическими свойствами. В промышленности получают монокристаллический и поликристаллический германий.
Полупродукты полученные переработкой минералов содержат незначительное количество германия и для их обогащения применяются различные методы пиро- и гидрометаллургической обработки. Пирометаллургические способы основаны на возгонке летучих соединений содержащих германий, гидрометаллургические способы-на избирательном растворении соединений германия.
Для получения концентратов германия, продукты пирометаллургического обогащения(возгоны, огарки) обрабатывают кислотами и переводят германий в раствор, из которого получают концентрат различными методами (осаждением, соосаждением и сорбцией, электрохимическими методами). В концентрате содержится от 2 до 20% германия, из которого выделяют чистый диоксид германия. Диоксид германия восстанавливают водородом, однако, полученный металл недостаточно чист для полупроводниковых приборов и поэтому он подвергается очистке кристаллографическими методами (направленная кристаллизация-зонная очистка-получение монокристалла). Направленная кристаллизация совмещается с восстановлением диоксида германия водородом. Расплавленный металл постепенно выдвигают из горячей зоны в холодильник. Металл кристаллизуется постепенно по длине слитка. В конечной части слитка собираются примеси и её удаляют. Оставшийся слиток разрезают на куски, которые загружают в зонную очистку.
В результате зонной очистки получают слиток, в котором чистота металла различна по его длине. Слиток также разрезают и отдельные его части выводятся из процесса. Таким образом, при получении монокристаллического германия из зоноочищенного, прямой выход составляет не более 25%.
Для получения полупроводниковых приборов монокристалл германия разрезают на пластины, из которых выкраивают миниатюрные детали, которые затем шлифуют и полируют. Эти детали и являются конечным продуктом для создания полупроводниковых приборов.

ПРИМЕНЕНИЕ.

  • Благодаря своим полупроводниковым свойствам германий широко используется в радиоэлектронике для изготовления кристаллических выпрямителей (диодов) и кристаллических усилителей (триодов), для вычислительной техники, телемеханики, радаров и т.п.

  • Триоды из германия используются для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний.

  • В радиотехнике используются германиевые плёночные сопротивления.

  • Германий применяется в фотодиодах и фотосопротивлениях, для изготовления термисторов.

  • В ядерной технике используются германиевые детекторы гамма-излучений, а в приборах инфракрасной техники — германиевые линзы, легированные золотом.

  • Германий добавляют к сплавам для высокочувствительных термопар.

  • Германий используется в качестве катализатора при производстве искусственных волокон.

  • В медицине изучают некоторые органические соединения германия, предполагая, что они могут быть биологически активными и способствовать задержанию развития злокачественных опухолей, понижению артериального давления, обезболиванию.

В 1870 году Д.И. Менделеев на основании периодического закона предсказал еще неоткрытый элемент IV группы, назвав его экасилицием, и описал его основные свойства. В 1886 году немецкий химик Клеменс Винклер, при химическом анализе минерала аргиродита обнаружил этот химический элемент. Первоначально Винклер хотел назвать новый элемент «нептунием», но это название уже было дано одному из предполагаемых элементов, поэтому элемент получил название в честь родины учёного - Германии.

Нахождение в природе, получение:

Германий встречается в сульфидных рудах, железной руде, обнаруживается почти во всех силикатах. Основные минералы содержащие германий: аргиродит Ag 8 GeS 6 , конфильдит Ag 8 (Sn,Ce)S 6 , стоттит FeGe(OH) 6 , германит Cu 3 (Ge,Fe,Ga)(S,As) 4 , рениерит Cu 3 (Fe,Ge,Zn)(S,As) 4 .
В результате сложных и трудоёмких операций по обогащению руды и её концентрированию германий выделяют в виде оксида GeO 2 , который восстанавливают водородом при 600°C до простого вещества.
GeO 2 + 2H 2 =Ge + 2H 2 O
Очистку германия проводят методом зонной плавки, что делает его одним из самых химически чистых материалов.

Физические свойства:

Твёрдое вещество серо-белого цвета, с металлическим блеском(tпл 938°C, tкип 2830°С)

Химические свойства:

При нормальных условиях германий устойчив к действию воздуха и воды, щелочей и кислот, растворяется в царской водке и в щелочном растворе перекиси водорода. Степени окисления германия в его соединениях: 2, 4.

Важнейшие соединения:

Оксид германия(II) , GeO, серо-чёрн., слабо раств. в-во, при нагревании диспропорционирует: 2GeO = Ge + GeO 2
Гидроксид германия(II) Ge(OH) 2 , крас.-оранж. крист.,
Йодид германия(II) , GeI 2 , желт. кр., раств. в воде, гидрол. по кат.
Гидрид германия(II) , GeH 2 , тв. бел. пор., легко окисл. и разлаг.

Оксид германия(IV) , GeO 2 , бел. крист., амфотерн., получают гидролизом хлорида, сульфида, гидрида германия, или реакцией германия с азотной кислотой.
Гидроксид германия(IV), (германиевая кислота) , H 2 GeO 3 , слаб. неуст. двухосн. к-та, соли германаты, напр. германат натрия , Na 2 GeO 3 , бел. крист., раств. в воде; гигроскопичен. Существуют также гексагидроксогерманаты Na 2 (орто-германаты), и полигерманаты
Сульфат германия(IV) , Ge(SO 4) 2 , бесцв. кр., гидролизуются водой до GeO 2 , получают нагреванием при 160°C хлорида германия(IV) с серным ангидридом: GeCl 4 + 4SO 3 = Ge(SO 4) 2 + 2SO 2 + 2Cl 2
Галогениды германия(IV), фторид GeF 4 - бесц. газ, необр. гидрол., реагирует с HF, образуя H 2 – германофтористоводородную кислоту: GeF 4 + 2HF = H 2 ,
хлорид GeCl 4 , бесцв. жидк., гидр., бромид GeBr 4 , сер. кр. или бесцв. жидк., раств. в орг. соед.,
йодид GeI 4 , желт.-оранж. кр., медл. гидр., раств. в орг. соед.
Сульфид германия(IV) , GeS 2 , бел. кр., плохо раств. в воде, гидрол., реагирует со щелочами:
3GeS 2 + 6NaOH = Na 2 GeO 3 + 2Na 2 GeS 3 + 3H 2 O, образуя германаты и тиогерманаты.
Гидрид германия(IV), "герман" , GeH 4 , бесцв. газ, органические производные тетраметилгерман Ge(CH 3) 4 , тетраэтилгерман Ge(C 2 H 5) 4 - бесцв. жидкости.

Применение:

Важнейший полупроводниковый материал, основные направления применения: оптика, радиоэлектроника, ядерная физика.

Соединения германия мало токсичны. Германий – микроэлемент, который в организме человека повышает эффективность иммунной системы организма, борется с онкозаболеваниями, уменьшает болевые ощущения. Отмечается также, что германий способствует переносу кислорода к тканям организма и является мощным антиоксидантом – блокатором свободных радикалов в организме.
Суточная потребность организма человека – 0,4–1,5 мг.
Чемпионом по содержанию германия среди пищевых продуктов является чеснок (750 мкг германия на 1 г сухой массы зубков чеснока).

Материал подготовлен студентами ИФиХ ТюмГУ
Демченко Ю.В., Борноволоковой А.А.
Источники:
Германий//Википедия./ URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=63504262 (дата обращения: 13.06.2014).
Германий//Allmetals.ru/URL: http://www.allmetals.ru/metals/germanium/ (дата обращения: 13.06.2014).

Германий (лат. Germanium), Ge, химический элемент IV группы периодической системы Менделеева; порядковый номер 32, атомная масса 72,59; твердое вещество серо-белого цвета с металлическим блеском. Природный Германий представляет собой смесь пяти стабильных изотопов с массовыми числами 70, 72, 73, 74 и 76. Существование и свойства Германия предсказал в 1871 году Д. И. Менделеев и назвал этот неизвестный еще элемент экасилицием из-за близости свойств его с кремнием. В 1886 году немецкий химик К. Винклер обнаружил в минерале аргиродите новый элемент, который назвал Германием в честь своей страны; Германий оказался вполне тождествен экасилицию. До второй половины 20 века практическое применение Германия оставалось весьма ограниченным. Промышленное производство Германия возникло в связи с развитием полупроводниковой электроники.

Общее содержание Германий в земной коре 7·10 -4 % по массе, то есть больше, чем, например, сурьмы, серебра, висмута. Однако собственные минералы Германия встречаются исключительно редко. Почти все они представляют собой сульфосоли: германит Cu 2 (Cu, Fe, Ge, Zn) 2 (S, As) 4 , аргиродит Ag 8 GeS 6 , конфильдит Ag 8 (Sn, Ge)S 6 и другие. Основная масса Германия рассеяна в земной коре в большом числе горных пород и минералов: в сульфидных рудах цветных металлов, в железных рудах, в некоторых оксидных минералах (хромите, магнетите, рутиле и других), в гранитах, диабазах и базальтах. Кроме того, Германий присутствует почти во всех силикатах, в некоторых месторождениях каменного угля и нефти.

Физические свойства Германия. Германий кристаллизуется в кубической структуре типа алмаза, параметр элементарной ячейки а = 5, 6575Å. Плотность твердого Германий 5,327 г/см 3 (25°С); жидкого 5,557 (1000°С); t пл 937,5°С; t кип около 2700°С; коэффициент теплопроводности ~60 Вт/(м·К),или 0,14 кал/(см·сек·град) при 25°С. Даже весьма чистый Германий хрупок при обычной температуре, но выше 550°С поддается пластической деформации. Твердость Германия по минералогической шкале 6-6,5; коэффициент сжимаемости (в интервале давлений 0-120 Гн/м 2 , или 0-12000 кгс/мм 2) 1,4·10 -7 м 2 /мн (1,4·10 -6 см 2 /кгс); поверхностное натяжение 0,6 н/м (600 дин/см). Германий - типичный полупроводник с шириной запрещенной зоны 1,104·10 -19 дж или 0,69 эв (25°С); удельное электросопротивление Германия высокой чистоты 0,60 ом·м (60 ом·см) при 25°С; подвижность электронов 3900 и подвижность дырок 1900 см 2 /в·сек (25°С) (при содержании примесей менее 10 -8 %). Прозрачен для инфракрасных лучей с длиной волны больше 2 мкм.

Химические свойства Германия. В химические соединениях Германий обычно проявляет валентности 2 и 4, причем более стабильны соединения 4-валентного Германия. При комнатной температуре Германий устойчив к действию воздуха, воды, растворам щелочей и разбавленных соляной и серной кислот, но легко растворяется в царской водке и в щелочном растворе перекиси водорода. Азотной кислотой медленно окисляется. При нагревании на воздухе до 500-700°С Германий окисляется до оксидов GeO и GeO 2 . Оксид Германия (IV) - белый порошок с t пл 1116°C; растворимость в воде 4,3 г/л (20°С). По химическиv свойствам амфотерна, растворяется в щелочах и с трудом в минеральных кислотах. Получается прокаливанием гидратного осадка (GeO 3 ·nH 2 O), выделяемого при гидролизе тетрахлорида GeCl 4 . Сплавлением GeO 2 с других оксидами могут быть получены производные германиевой кислоты - германаты металлов (Li 2 GeO 3 , Na 2 GeO 3 и другие) - твердые вещества с высокими температурами плавления.

При взаимодействии Германия с галогенами образуются соответствующие тетрагалогениды. Наиболее легко реакция протекает с фтором и хлором (уже при комнатной температуре), затем с бромом (слабое нагревание) и с иодом (при 700-800°С в присутствии СО). Одно из наиболее важных соединений Германия тетрахлорид GeCl 4 - бесцветная жидкость; t пл -49,5°С; t кип 83,1°С; плотность 1,84 г/см 3 (20°С). Водой сильно гидролизуется с выделением осадка гидратированного оксида (IV). Получается хлорированием металлического Германия или взаимодействием GeO 2 с концентрированной НСl. Известны также дигалогениды Германия общей формулы GeX 2 , монохлорид GeCl, гексахлордигерман Ge 2 Cl 6 и оксихлориды Германия (например, СеОСl 2).

Сера энергично взаимодействует с Германием при 900-1000°С с образованием дисульфида GeS 2 - белого твердого вещества, t пл 825°С. Описаны также моносульфид GeS и аналогичные соединения Германия с селеном и теллуром, которые являются полупроводниками. Водород незначительно реагирует с Германием при 1000-1100°С с образованием гермина (GeH) Х - малоустойчивого и легко летучего соединения. Взаимодействием германидов с разбавленной соляной кислотой могут быть получены германоводороды ряда Ge n H 2n+2 вплоть до Ge 9 H 20 . Известен также гермилен состава GeH 2 . С азотом Германий непосредственно не реагирует, однако существует нитрид Gе 3 N 4 , получающийся при действии аммиака на Германий при 700-800°С. С углеродом Германий не взаимодействует. Германий образует соединения со многими металлами - германиды.

Известны многочисленные комплексные соединения Германия, которые приобретают все большее значение как в аналитической химии Германия, так и в процессах его получения. Германий образует комплексные соединения с органическими гидроксилсодержащими молекулами (многоатомными спиртами, многоосновными кислотами и другими). Получены гетерополикислоты Германия. Так же, как и для других элементов IV группы, для Германия характерно образование металлорганических соединений, примером которых служит тетраэтилгерман (С 2 Н 5) 4 Ge 3 .

Получение Германия. В промышленного практике Германий получают преимущественно из побочных продуктов переработки руд цветных металлов (цинковой обманки, цинково-медно-свинцовых полиметаллических концентратов), содержащих 0,001-0,1% Германия. В качестве сырья используют также золы от сжигания угля, пыль газогенераторов и отходы коксохимических заводов. Первоначально из перечисленных источников различными способами, зависящими от состава сырья, получают германиевый концентрат (2-10% Германия). Извлечение Германия из концентрата обычно включает следующие стадии: 1) хлорирование концентрата соляной кислотой, смесью ее с хлором в водной среде или других хлорирующими агентами с получением технического GeCl 4 . Для очистки GеСl 4 применяют ректификацию и экстракцию примесей концентрированной НСl. 2) Гидролиз GeCl 4 и прокаливание продуктов гидролиза до получения GeO 2 . 3) Восстановление GeO 2 водородом или аммиаком до металла. Для выделения очень чистого Германия, используемого в полупроводниковых приборах, проводится зонная плавка металла. Необходимый для полупроводниковой промышленности монокристаллический Германий получают обычно зонной плавкой или методом Чохральского.

Применение Германия. Германий - один из наиболее ценных материалов в современной полупроводниковой технике. Он используется для изготовления диодов, триодов, кристаллических детекторов и силовых выпрямителей. Монокристаллический Германий применяется также в дозиметрических приборах и приборах, измеряющих напряженность постоянных и переменных магнитных полей. Важной областью применения Германия является инфракрасная техника, в частности производство детекторов инфракрасного излучения, работающих в области 8-14 мкм. Перспективны для практическое использования многие сплавы, в состав которых входят Германий, стекла на основе GeO 2 и другие соединения Германия.