ژرمانیم

شرح تصویر:

ژرمانیم در ترانزیستورهای قدیمیِ شبیه این تصویر به کار می‌رفت.

شکل ظاهری:

ژرمانیم شبه‌فلزی نقره‌ای‌ـ سفید و شکننده است.

کاربردها:

ژرمانیم یک نیم‌رساناست. در گذشته ژرمانیم خالص معمولاً با آرسنیک، گالیم یا دیگر عنصرها دوپ می‌شد و در هزاران وسیله الکترونیکی به‌عنوان ترانزیستور به کار می‌رفت. با این‌حال، امروزه نیم‌رساناهای دیگری جایگزین آن شده است.

ژرمانیم اکسید به دلیل ضریب شکست و پاشش بالایی که دارد برای استفاده در لنزهای زاویه باز دوربین‌های عکاسی و لنزهای شیئی میکروسکوپ‌ها مناسب است؛ کاربرد اصلی این عنصر در حال حاضر همین است.

هم ژرمانیم و هم ژرمانیم اکسید نسبت به تابش زیرقرمز شفاف‌اند و به همین دلیل در طیف‌بینی زیرقرمز به‌کار می‌روند.

نقش زیست‌شناختی:

ژرمانیم نقش زیست‌شناختی شناخته‌شده‌ای ندارد و عنصری غیرسمّی است. برخی ترکیبات ژرمانیم سمّیت کمی برای پستانداران دارد و برای مقابله با باکتری‌ها مؤثر است. این موضوع باعث شده که برخی دانشمندان به مطالعه کاربردهای بالقوه این ترکیبات در داروسازی بپردازند.

فراوانی طبیعی:

سنگ معدن‌های ژرمانیم بسیار کمیاب‌اند. ژرمانیم را می‌توان به مقدار کم در کانی‌های ژرمانیت و آرگیرودیت پیدا کرد.

کانی‌های ژرمانیم در سنگ معدن‌های روی نیز وجود دارند و تولید صنعتی ژرمانیم با استفاده از گرد و غبار دودکش کوره‌های ذوب روی انجام می‌شود. همچنین می‌توان آن را از فراورده‌های جانبی احتراق برخی انواع زغال سنگ به‌دست آورد.

ژرمانیم را کلمنس وینکلر در سال ۱۸۸۶ میلادی و در فرایبورگ آلمان کشف کرد. مندلیف وجود این عنصر را پیش‌بینی کرده بود و جرم اتمی آن را حدود ۷۱ و چگالی‌اش را حدود g/cm³ا۵/۵ تخمین زده بود.

در سپتامبر سال ۱۸۸۵ میلادی یک معدنچی که در یک معدن نقره نزدیک فرایبورگ آلمان کار می‌کرد به سنگ معدنی غیرعادی برخورد کرد. این سنگ معدن به‌دست آلبین وِیسباخ در آکادمی معدن‌کاریِ نزدیک به محل رسید. او تأیید کرد که یک کانی جدید است و از همکارش وینکلر خواست که آن را تجزیه و تحلیل کند. وینکلر دریافت که ترکیب این کانی ۷۵ درصد نقره، ۱۸ درصد گوگرد و ۷ درصد ماده‌ای ناشناخته است. در فوریه ۱۸۸۶ میلادی، او دریافت که این ماده عنصری جدید و فلزمانند است و بر اساس خواصش روشن کرد که همان عنصرِ گم‌شدۀ زیر سیلیسیم است که مندلیف پیش‌بینی کرده بود. کانی‌ای که این عنصر از آن به دست آمد را با نام آرگیرودیت (Ag₈GeS₆) می‌شناسیم.

 

شعاع اتمی ناپیوندی (Å): ۲/۱۱	شعاع کووالانسی (Å): ۱/۲۰
الکترون‌خواهی (kJ/mol): ۱۱۸/۹۳۹	الکترونِگاتیویته (مقیاس پاولینگ): ۲/۰۱

انرژی‌های یونش	اول	دوم	سوم	چهارم	پنجم	ششم	هفتم	هشتم
kJ/mol	۷۶۲/۱۷۹	۱۵۳۷/۴۵۶	۳۳۰۲/۱۲۴	۴۴۱۰/۶۴۴	۹۰۲۱/۴	-	-	-

 

حالت‌های اُکسایش معمول: ۴

ایزوتوپ‌ها:

ایزوتوپ	جرم اتمی	فراوانی طبیعی (٪)	نیمه‌عمر	شیوه واپاشی
70Ge	۶۹/۹۲۴	۲۰/۵۷	-	-
72Ge	۷۱/۹۲۲	۲۷/۴۵	-	-
73Ge	۷۲/۹۲۳	۷/۷۵	۱۰۲۳×۱/۸ < سال	-β
74Ge	۷۳/۹۲۱	۳۶/۵	-	-
76Ge	۷۵/۹۲۱	۷/۷۳	۱۰۲۱×۱/۶ سال	-β-β

داده‌ها:

W. M. Haynes, ed., CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, 95th Edition, Internet Version 2015, accessed December 2014

Tables of Physical & Chemical Constants, Kaye & Laby Online, 16th edition, 1995. Version 1.0 (2005), accessed December 2014

J. S. Coursey, D. J. Schwab, J. J. Tsai, and R. A. Dragoset, Atomic Weights and Isotopic Compositions (version 4.1), 2015, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, accessed November 2016

خواص و کاربردها:

John Emsley, Nature’s Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements, Oxford University Press, New York, 2nd Edition, 2011

Thomas Jefferson National Accelerator Facility - Office of Science Education, It’s Elemental - The Periodic Table of Elements, accessed December 2014

تاریخچه:

Elements 1-112, 114, 116 and 117 © John Emsley 2012. Elements 113, 115, 117 and 118 © Royal Society of Chemistry 2017