锗 (Ge)
Germanium
原子序数: 32 | 原子量: 72.630 u
Ge
32
原子量
72.630 u
族
14
周期
4
元素类别
类金属
电子排布
[Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p²
CAS编号
7440-56-4
物理性质
密度
5.323 g/cm³
熔点
938.25°C
沸点
2833°C
熔化热
36.94 kJ/mol
汽化热
330.9 kJ/mol
电负性
2.01
基本信息
锗是化学元素周期表中的第 32 个元素,化学符号为 Ge,原子序数为 32。它是一种灰白色类金属,在自然界中分布较为分散,常与铜、铅、锌等硫化物矿伴生。
化学性质
- 锗在常温下化学性质稳定,不与空气、水和稀酸反应。
- 加热时,锗能与氧气反应生成二氧化锗(GeO₂)。
- 锗能与卤素反应生成卤化物,如与氯气反应生成四氯化锗(GeCl₄)。
- 锗具有一定的半导体特性,其导电性介于导体和绝缘体之间。
主要用途
半导体行业
锗是最早使用的半导体材料之一,虽然现在大部分被硅取代,但在一些高频、高速和红外光学器件中仍有应用。
光纤通信
锗可以用于制造光纤放大器,提高光信号的传输距离和质量。
红外光学
锗对红外线有良好的透过性,可用于制造红外光学窗口、透镜和探测器等。
医疗领域
有机锗化合物具有一定的生物活性,在保健品和药物研发中有一定的研究和应用。
历史与发现
1886 年,德国化学家温克勒(Clemens Winkler)在分析硫银锗矿时发现了锗。他根据德国的国名 Germania 将其命名为 Germanium。锗的发现验证了门捷列夫元素周期表中对“类硅”元素的预言。
同位素
| 同位素 | 自然丰度 | 半衰期 | 描述 |
|---|---|---|---|
| ⁷⁰Ge | 20.84% | 稳定 | 锗的一种稳定同位素 |
| ⁷²Ge | 27.54% | 稳定 | 锗的另一种稳定同位素 |
| ⁷³Ge | 7.73% | 稳定 | 锗的稳定同位素 |
| ⁷⁴Ge | 36.28% | 稳定 | 锗的稳定同位素 |
| ⁷⁶Ge | 7.61% | 稳定 | 锗的稳定同位素 |