Faits sur le germanium (numéro atomique 32 ou Ge)

Le gémonium est un métalloïde blanc grisâtre brillant d'aspect métallique. L'élément est surtout connu pour son utilisation dans les semi-conducteurs. Voici une collection de faits utiles et intéressants sur les éléments de germanium.

Faits de base sur le germanium

Numéro atomique: 32

Symbole: Ge

Poids atomique: 72,61

Découverte: Clemens Winkler 1886 (Allemagne)

Configuration électronique: [Ar] 4s² 3d^dix 4p²

Origine des mots: Latin Germania: Allemagne

Propriétés: Le germanium a un point de fusion de 937,4 ° C, un point d'ébullition de 2830 ° C, une densité de 5,223 (25 ° C), avec des valences de 2 et 4. À l'état pur, l'élément est un métalloïde blanc grisâtre. Il est cristallin et cassant et conserve son éclat dans l'air. Le germanium et son oxyde sont transparents à la lumière infrarouge.

Les usages: Le germanium est un matériau semi-conducteur important. Il est généralement dopé à l'arsenic ou au gallium au niveau d'une partie par 1010 pour l'électronique. Le germanium est également utilisé comme agent d'alliage, catalyseur et comme luminophore pour les lampes fluorescentes. L'élément et son oxyde sont utilisés dans des détecteurs infrarouges très sensibles et d'autres dispositifs optiques. L'indice de réfraction et de dispersion élevé de l'oxyde de germanium a conduit à son utilisation dans des verres pour une utilisation dans des lentilles de microscope et de caméra. Les composés organiques du germanium ont une toxicité relativement faible pour les mammifères, mais sont mortels pour certaines bactéries, ce qui donne à ces composés une importance médicale potentielle.

Sources: Le germanium peut être séparé des métaux par distillation fractionnée de tétrachlorure de germanium volatil, qui est ensuite hydrolysé pour donner GeO₂. Le dioxyde est réduit avec de l'hydrogène pour donner l'élément. Les techniques de raffinage par zone permettent la production de germanium ultra-pur. Le germanium se trouve dans l'argyrodite (un sulfure de germanium et d'argent), dans la germanite (composée d'environ 8% de l'élément), dans le charbon, dans les minerais de zinc et autres minéraux. L'élément peut être préparé commercialement à partir des poussières de fumée des fonderies traitant les minerais de zinc ou des sous-produits de la combustion de certains charbons.

Classification des éléments: Semi-métallique (métalloïde)

Germanium Physical Data

Densité (g / cc): 5.323

Point de fusion (K): 1210,6

Point d'ébullition (K): 3103

Apparence: métal blanc grisâtre

Isotopes: Il existe 30 isotopes connus du germanium allant de Ge-60 à Ge-89. Il existe cinq isotopes stables: Ge-70 (20,37% d'abondance), Ge-72 (27,31% d'abondance), Ge-73 (7,76% d'abondance), Ge-74 (36,73% d'abondance) et Ge-76 (7,83% d'abondance).

Rayon atomique (pm): 137

Volume atomique (cc / mol): 13,6

Rayon covalent (pm): 122

Rayon ionique: 53 (+ 4e) 73 (+ 2e)

Chaleur spécifique (@ 20 ° C J / g mol): 0,322

Chaleur de fusion (kJ / mol): 36,8

Chaleur d'évaporation (kJ / mol): 328

Température de Debye (K): 360,00

Numéro de négativité de Pauling: 2,01

Première énergie ionisante (kJ / mol): 760,0

États d'oxydation: +4 est le plus courant. +1, +2 et -4 existent mais sont rares.

La structure en treillis: Diagonale

Constante de réseau (Å): 5.660

Numéro d'enregistrement CAS: 7440-56-4

Germanium Trivia

• Le nom original de Winkler pour le germanium était Neptunium. Comme le germanium, la planète Neptune avait récemment été découverte à partir de prédictions à partir de données mathématiques.
• La découverte du germanium a rempli une tache prédite par le tableau périodique de Mendeleev. Germanium a pris la place de l'élément fictif eka-silicium.
• Mendeleev a prédit les propriétés physiques de l'eka-silicium en fonction de sa position dans le tableau périodique. Il a dit que sa masse atomique serait de 72,64 (valeur réelle: 72,61), la densité serait de 5,5 g / cm³ (valeur réelle: 5,32 g / cm³), point de fusion élevé (valeur réelle: 1210,6 K) et aurait un aspect gris (aspect réel: blanc grisâtre). La proximité des propriétés physiques du germanium avec les valeurs prédites de l'eka-silicium était importante pour confirmer les théories de Mendeleev sur la périodicité.
• Le germanium était peu utilisé avant la découverte de ses propriétés semi-conductrices après la Seconde Guerre mondiale. La production de germanium est passée de quelques centaines de kilogrammes par an à une centaine de tonnes métriques par an.
• Les premiers composants semi-conducteurs étaient principalement fabriqués à partir de germanium jusqu'à ce que le silicium ultra-pur soit commercialisé à la fin des années 1950..
• L'oxyde de germanium (GeO₂) est parfois appelée germanie. Il est largement utilisé dans les équipements optiques et les fibres optiques. Il est également utilisé comme catalyseur dans la production de polyéthylène téréphtalate ou de plastique PET.

Faits rapides sur le germanium

• Nom d'élément: Germanium
• Symbole d'élément: Ge
• Numéro atomique: 32
• Poids atomique: 72.6308
• Apparence: Solide blanc grisâtre avec un éclat métallique
• Groupe: Groupe 14 (Carbon Group)
• Période: Période 4
• Découverte: Clemens Winkler (1886)

Sources

• Gerber, G. B .; Léonard, A. (1997). "Mutagénicité, cancérogénicité et tératogénicité des composés du germanium". Toxicologie réglementaire et pharmacologie. 387 (3): 141-146. doi: 10.1016 / S1383-5742 (97) 00034-3
• Frenzel, Max; Ketris, Marina P .; Gutzmer, Jens (2013-12-29). "Sur la disponibilité géologique du germanium". Mineralium Deposita. 49 (4): 471-486. doi: 10.1007 / s00126-013-0506-z
• Weast, Robert (1984). CRC, Manuel de chimie et physique. Boca Raton, Floride: Chemical Rubber Company Publishing. pp. E110. ISBN 0-8493-0464-4.
• Winkler, Clemens (1887). "Germanium, Ge, un nouvel élément non métallique". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (en allemand). 19 (1): 210-211. doi: 10.1002 / cber.18860190156