Германий: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
imported>Treskful
См. также: стандартизация структуры
 
imported>WindEwriX
 
Строка 1: Строка 1:
{{Cf|Германий}}
{{Перенаправление|Ge}}
{{wikipedia}}
{{Карточка химического элемента
{{commons|Germanium}}
| имя = Герма́ний / Germanium (Ge)
= {{-ru-}} =
| символ = Ge
{{Лексема в Викиданных|L104982}}
| номер = 32
 
| вверху = [[Кремний|Si]]
=== Морфологические и синтаксические свойства ===
| внизу = [[Олово|Sn]]
{{сущ ru m ina 7a
| изображение = Polycrystalline-germanium.jpg
|основа=герма́ни
| подпись = Поликристаллический образец германия
|слоги={{по слогам|гер|ма́|ний}}
| внешний вид =
|st=1
| атомная масса = 72,630(8)<ref name="iupac atomic weights">{{статья |автор=Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu |заглавие=Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) |ссылка=http://iupac.org/publications/pac/85/5/1047/ |язык=en |издание=[[Pure and Applied Chemistry]] |год=2013 |том=85 |номер=5 |страницы=1047—1078 |doi=10.1351/PAC-REP-13-03-02 |archive-date=2014-02-05 |archive-url=https://web.archive.org/web/20140205213140/http://www.iupac.org/publications/pac/85/5/1047/ }}</ref>
|затрудн=1
| радиус атома = 122,5
}}
| энергия ионизации 1 = 761,2 (7,89)
 
| группа = 14 (устар. 4)
{{морфо-ru|герман|-ий|и=т}}
| период = 4
 
| блок = <br>[[p-элементы|p-элемент]]
=== Произношение ===
| конфигурация = [Ar] 3d<sup>10</sup>4s<sup>2</sup> 4p<sup>2</sup><br> 1s<sup>2</sup>2s<sup>2</sup>2p<sup>6</sup>3s<sup>2</sup>3p<sup>6</sup>3d<sup>10</sup>4s<sup>2</sup>4p<sup>2</sup>
{{transcription-ru|герма́ний|LL-Q7737 (rus)-Rominf-германий.wav}}
| ковалентный радиус = 122
 
| радиус иона = (+4e) 53 (+2e) 73
=== Семантические свойства ===
| электроотрицательность = 2,01
{{илл|Germanium.jpg}}
| электродный потенциал = 0
 
| степени окисления = −4, −3, −2, −1, 0, +2, +3, +4
==== Значение ====
| плотность = 5,323
# {{хим-элем|32|Ge|полуметалл|lang=ru}} {{пример|Д. И. Менделеев, руководствуясь созданной им Периодической системой, предсказал существование и описал свойства 12 неизвестных элементов: галлия, скандия, {{выдел|германия}}, полония, астата, гафния, рения, технеция, франция, радия, актиния и протактиния. |автор=|титул=Клуб «Юный химик»|издание=Химия и жизнь|дата=1969|источник=НКРЯ}}
| теплоёмкость = 23,32<ref name="ХЭ">{{книга
#
  |автор        =
 
  |часть        =
==== Синонимы ====
  |заглавие      = Химическая энциклопедия: в 5 т
# [[экасилиций]]
  |оригинал      =
#
  |ссылка        =
 
  |ответственный = Редкол.: Кнунянц И. Л. (гл. ред.)
==== Антонимы ====
  |издание      =
# —
  |место        = Москва
#
  |издательство  = Советская энциклопедия
 
  |год          = 1988
==== Гиперонимы ====
  |том          = 1
# [[полуметалл]], [[элемент]], [[полупроводник]]
  |страницы      = 531
#
  |страниц      = 623
 
  |серия        =
==== Гипонимы ====
  |isbn          =
# —
  |тираж        = 100000
#
  }}
 
</ref>
=== Родственные слова ===
| теплопроводность = 60,2
{{родств-блок
| температура плавления = 1210,6 K <br> 937,45 °С
|имена-собственные=Германия
| теплота плавления = 36,8
|существительные=германат, германид
| температура кипения = 3103 K <br> 2829,85 °C
|прилагательные=германиевый
| теплота испарения = 328
|глаголы=
| молярный объём = 13,6
|наречия=
| структура решётки = Алмазная
}}
| параметры решётки = 5,660
 
| отношение c/a =
=== Этимология ===
| температура Дебая = 360
От {{этимология:германий|да}}
| энергия ионизации 2 = 1537,0 (15,93)
 
| энергия ионизации 3 = 3301,2 (34,21)
=== Фразеологизмы и устойчивые сочетания ===
*
 
=== Перевод ===
{{перев-блок|
|abq=<!--Абазинский-->
|ab=<!-- Абхазский-->
|av=
|ave=<!--Авестийский -->
|aja=<!--Аджа-->
|ady=<!--Адыгейский-->
|az=[[germanium]]
|ay=<!-- Аймарский-->
|ain=<!--Айнский-->
|ain.kana=<!-- Айнский (кана) -->
|ain.lat=<!--Айнский (лат)-->
|sq=
|gsw=
|ale=<!--Алеутский-->
|alt=
|am=[[ጀርማኒየም]]
|en=[[germanium]]
|ar=[[جرمانيوم]] (jarmanyum)
|an=[[chermanio]]
|arc.jud=<!--Арамейский (иуд.) -->
|arc.syr=<!--Арамейский (сир.) -->
|arn=<!--Арауканский -->
|hy=[[գերմանիում]]
|rup=[[germaniu]]
|asm=
|ast=[[xermaniu]]
|af=[[germanium]]
|bar=
|bm=
|eu=
|ba=[[германий#|германий]]
|be=[[германій]]
|bn=[[জার্মেনিয়াম]]
|bcl=[[hermaniyo]]
|bg=[[германий#|германий]]
|bs=
|br=[[germaniom]]
|bua=
|bho=[[जर्मेनियम]]
|cy=[[germaniwm]]
|wa=
|war=[[germanyo]]
|hu=[[germánium]]
|vep=<!--Вепсский -->
|hsb=[[germanium]]
|vot=
|vo=<!-- Волапюк-->
|wo=
|stq=[[Germanium]]
|vro=
|vi=[[gecmani]]
|haw=
|gag=
|ht=[[jèmanyòm]]
|gl=[[xermanio]]
|ze=<!-- Генуэзский-->
|mrj=[[германий#|германий]]
|kl=
|el=[[γερμάνιο]]
|ka=[[გერმანიუმი]]
|gn=
|gu=[[જર્મેનિયમ]]
|gd=[[gearmainium]] {{m}}
|dar=
|prs=
|da=[[germanium]]
|dv=
|ang=<!--Древнеанглийский-->
|grc=<!--Древнегреческий-->
|sgs=
|zza=
|zu=<!-- Зулу-->
|he=[[גרמניום]]
|yi=[[גערמאַניִום]] {{m}}
|io=[[germanio]]
|inh=
|id=[[germanium]]
|ia=[[germanium]]
|iu=<!-- Инуктитут-->
|ik=<!-- Инупиак-->
|ga=[[gearmáiniam]]
|is=[[german]]
|es=[[germanio]]
|it=[[germanio]]
|yo=[[jẹ́rmáníọ́mù]]
|kbd=<!--Кабардино-черкесский -->
|kbp=[[zɛrɩmanɩyɔm]]
|kk=[[германий#|германий]]
|xal=[[германион]]
|kn=[[ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್]]
|kaa=
|krc=<!--Карачаево-балкарский -->
|krl=<!--Карельский-->
|ca=[[germani]] {{m}}
|csb=[[germón]] {{m}}
|qu=
|ky=[[германий#|германий]]
|zh=[[鍺]], [[锗]] (zhě)
|zh-tw=<!-- Китайский (традиц.)-->
|zh-cn=[[锗]]
|kom=[[германий#|германий]]
|koi=<!--Коми-пермяцкий -->
|kok=<!--Конкани-->
|ko=[[게르마늄]] (gereumanyum), [[저마늄]] (jeomanyum)
|kw=[[germaniom]]
|co=[[germaniu]]
|xh=
|crh=
|kum=<!--Кумыкский-->
|ku=[[germanyûm]]
|ckb=
|km=[[ស៊ែម៉ាញ៉ូម]] (sɛɛmaañoum)
|lad=<!--Ладино-->
|lbe=
|lo=
|la=[[germanium]]
|lv=[[germānijs]]
|lez=
|li=
|ln=
|lt=[[germanis]]
|lmo=[[germanio]]
|lb=[[Germanium]]
|mk=[[германиум]]
|mg=[[zermaniôma]]
|ms=[[germanium]]
|ml=[[ജെർമേനിയം]]
|mt=[[ġermanju]] {{m}}
|mi=
|mr=[[जर्मेनियम]]
|chm=[[германий#|германий]]
|mdf=
|mo=<!-- Молдавский-->
|mn=[[германи]]
|gv=[[germaanium]]
|nv=<!-- Навахо-->
|gld=<!--Нанайский-->
|nah=<!--Науатль-->
|na=<!-- Науру -->
|nio=<!--Нганасанский-->
|agh=<!--Нгелима-->
|nap=<!--Неаполитано-калабрийский-->
|new=[[जर्मेनियम]]
|de=[[Germanium]] {{n}}
|yrk=
|nl=[[germanium]]
|dsb=[[germanium]]
|no=[[germanium]]
|oc=[[germani]]
|os=
|pi=<!-- Пали -->
|pa=[[ਜਰਮੇਨੀਅਮ]]
|pap=<!--Папьяменту-->
|fa=[[ژرمانیم]] (žermâniyom)
|pl=[[german]]
|pt=[[germânio]]
|ps=[[جرمانيوم]]
|pms=[[germani]]
|rap=<!--Рапануйский -->
|rm=
|ro=[[germaniu]]
|sjd=<!--Саамский (кильдинский)-->
|sa=<!-- Санскрит -->
|sc=[[germàniu]]
|ceb=[[germanio]]
|se=<!-- Северносаамский-->
|frr=[[germaanium]]
|sr=[[германијум]]
|sr-l=<!--Сербский (лат.)-->
|szl=
|si=
|sd=
|scn=[[girmaniu]]
|sk=[[germánium]]
|sl=[[germanij]]
|slovio-c=<!-- Словио (кир.)-->
|slovio-l=<!-- Словио (лат.)-->
|so=[[jermaaniyaam]]
|sw=[[gerimani]]
|su=[[gérmanium]]
|tab=<!--Табасаранский-->
|tl=[[hermanyo]]
|tg=[[германий#|германий]]
|ty=
|th=[[เจอร์เมเนียม]] (jəə-mee-nîiam)
|ta=[[சாம்பலியம்]] (cāmpaliyam)
|tt=[[германий#|германий]]
|tt.lat=<!--Татарский (лат.)-->
|ttt=<!--Татский-->
|te=[[జెర్మేనియం]]
|bo=<!-- Тибетский-->
|tir=<!--Тигринья -->
|art=<!--Токипона -->
|tpi=<!--Ток-писин-->
|kim=<!--Тофаларский -->
|tn=
|tyv=
|tr=[[germanyum]]
|tk=
|udm=
|uz=[[germaniy]]
|ug=<!-- Уйгурский-->
|uk=[[германій]]
|ur=[[جرمانیئم]]
|fo=[[germanium]]
|fi=[[germanium]]
|fr=[[germanium]]
|fy=[[germanium]]
|fur=[[gjermani]]
|kjh=<!--Хакасский-->
|ha=<!-- Хауса -->
|hi=[[सिकातु]] (sikātu); [[जर्मेनियम]]
|hr=[[germanij]]
|chu.cyr=<!--Церковнославянский (кир.)-->
|chu.glag=<!-- Церковнославянский (глаг.)-->
|rom=<!--Цыганский-->
|ce=
|cs=[[germanium]]
|cv=[[германи]]
|ckt=<!-- Чукотский-->
|sv=[[germanium]]
|cjs=<!--Шорский-->
|sco=
|ewe=
|evn=
|myv=
|eo=[[germanio]]
|et=[[germaanium]]
|jv=<!-- Яванский -->
|sah=[[германий#|германий]]
|ja=[[ゲルマニウム]]
}}
}}
{{Элемент периодической системы|align=center|fontsize=100%|number=32}}
'''Герма́ний''' ([[Химические знаки|химический символ]] — '''Ge''', от {{lang-la|'''Ge'''rmanium}}) — [[химический элемент]] [[14 группа элементов|14-й группы]] (по [[Короткая форма периодической системы элементов|устаревшей классификации]] — главной подгруппы четвёртой группы, IVA), [[Четвёртый период периодической системы|четвёртого периода]] [[Периодическая система химических элементов|периодической системы химических элементов]] [[Менделеев, Дмитрий Иванович|Д. И. Менделеева]], с [[атомный номер|атомным номером]] 32.


=== Библиография ===
Простое вещество '''германий''' — это типичный [[Полуметаллы|полуметалл]] серо-белого цвета, с металлическим блеском. Подобно кремнию, является [[полупроводник]]ом.
*
 
{{Периодическая система элементов}}
 
{{improve|ru|}}
 
{{Категория|язык=ru|Полуметаллы|Полупроводники|||}}
{{длина слова|8|ru}}


= {{-ba-}} =
{{-|left}}


=== Морфологические и синтаксические свойства ===
== История открытия и этимология ==
{{сущ ba |слоги={{по-слогам|германий}}|основа=|основа1=}}
[[Файл:Winkler Clemens.jpg|thumb|left|''Клеменс Александр Винклер'' — первооткрыватель германия]]
[[Файл:Argyrodite-243406.jpg|thumb|right|Аргиродит]]
В своём докладе о [[Периодическая система химических элементов|периодическом законе химических элементов]] в [[1869 год]]у русский химик [[Менделеев, Дмитрий Иванович|Дмитрий Иванович Менделеев]] предсказал существование нескольких неизвестных на то время химических элементов, в частности и германия. В статье, датированной [[11 декабря]] (29 ноября по старому стилю) [[1870 год в науке|1870 года]], Д. И. Менделеев назвал неоткрытый элемент ''экасилицием'' (из-за его местонахождения в Периодической таблице) и предсказал его атомную массу и другие свойства<ref name="Mendeleev" /><ref name="Masanori" />.


{{морфо|прист1=|корень1=|суфф1=|оконч=}}
В [[1885 год]]у в [[Фрайберг (Саксония)|Фрайберге (Саксония)]] в одной из шахт был обнаружен новый минерал [[аргиродит]]. При химическом анализе нового минерала немецкий химик [[Винклер, Клеменс Александр|Клеменс Винклер]] обнаружил новый химический элемент.
Учёному удалось в 1886 году выделить этот элемент, также химиком была отмечена схожесть германия с сурьмой. Об открытии нового элемента Винклер сообщил в двухстраничной статье, датируемой 6 февраля [[1886 год в науке|1886 года]] и предложил в ней имя для нового элемента ''Germanium'' и [[символы химических элементов|символ]] ''Ge''<ref name="Winkler1" />. В последующих двух больших статьях 1886—1887 годов Винклер подробно описал свойства германия<ref name="Winkler2" /><ref name="Winkler3" />.


=== Произношение ===
Первоначально Винклер хотел назвать новый элемент «нептунием», но это название было дано одному из предполагаемых элементов, поэтому элемент получил название в честь родины учёного — [[Германия|Германии]].
{{transcriptions|||}}


=== Семантические свойства ===
Путём анализа [[тетрахлорид германия|тетрахлорида германия]] GeCl<sub>4</sub> Винклер определил атомный вес германия, а также открыл несколько новых соединений этого металла<ref name="Winkler3" />.
{{илл|lang=ba|}}


==== Значение ====
До конца 1930-х годов германий не использовался в промышленности<ref name="Haller" />. Во время [[Вторая мировая война|Второй мировой войны]] германий использовался в некоторых электронных устройствах, главным образом в [[Полупроводниковый диод|диодах]]<ref name="W. K." />.
# {{хим.|ba}} [[германий#Русский|германий]] {{пример||перевод=|автор=|титул=|дата=|перев=|дата издания=|источник=}}
#


==== Синонимы ====
== Нахождение в природе ==
#
Общее содержание германия в [[Земная кора|земной коре]] 1,5{{e|−4}} % по массе, то есть больше, чем, например, [[сурьма|сурьмы]], [[серебро|серебра]], [[висмут]]а. Германий вследствие незначительного содержания в земной коре и геохимического сродства с некоторыми широко распространёнными элементами обнаруживает ограниченную способность к образованию собственных минералов, внедряясь в кристаллические решётки других минералов. Поэтому собственные [[минерал]]ы германия встречаются исключительно редко. Почти все они представляют собой [[Минералы-сульфосоли|сульфосоли]]: [[германит]] Cu<sub>2</sub>(Cu,Fe,Ge,Zn)<sub>2</sub> (S,As)<sub>4</sub> (6—10 % Ge), [[аргиродит]] Ag<sub>8</sub>GeS<sub>6</sub> (3,6—7 % Ge), [[конфильдит]] Ag<sub>8</sub>(Sn,Ge) S<sub>6</sub> (до 2 % Ge) и др. редкие минералы ([[Ультрабазиты|ультрабазит]], [[ранерит]], [[франкеит]]). Основная масса германия рассеяна в земной коре в большом числе [[горная порода|горных пород]] и минералов. Так, например, в некоторых [[сфалерит]]ах содержание германия достигает килограммов на тонну, в [[энаргит]]ах до 5 кг/т, в [[пираргирит]]е до 10 кг/т, в [[сульванит]]е и франкеите 1 кг/т, в других сульфидах и силикатах — сотни и десятки г/т. Германий концентрируется в месторождениях многих металлов — в сульфидных [[руда]]х [[цветные металлы|цветных металлов]], в [[железная руда|железных рудах]], в некоторых окисных минералах ([[хромит]]е, [[магнетит]]е, [[рутил]]е и др.), в [[гранит]]ах, [[диабаз]]ах и [[базальт]]ах. Кроме того, германий присутствует почти во всех [[Силикаты (минералы)|силикатах]], в некоторых [[месторождение|месторождениях]] [[каменный уголь|каменного угля]] и [[нефть|нефти]]. Концентрация германия в морской воде 6{{e|−5}} мг/л<ref>''J. P. Riley, Skirrow G.'' Chemical Oceanography, V. I, 1965.</ref>.
#


==== Антонимы ====
== Физические свойства ==
#
[[Файл:Silicon-unit-cell-3D-balls.png|thumb|Элементарная кристаллическая ячейка германия типа алмаза.]]
#
[[Файл:Германий Pik 3-ru.svg|thumb|Аномальный пик на кривой теплоёмкости германия: 1 — экспериментальная кривая; 2 — ''дебаевская'' (колебательная) составляющая; 3 — аномальный остаток (разность кривой 1 и 2); 4, 5, 6 — ''больцмановские'' составляющие аномального остатка 3]]
Германий — хрупкий, серебристо-белый полуметалл. [[Кристаллическая решётка]] устойчивой при [[Стандартные условия|нормальных условиях]] [[Аллотропия|аллотропной]] модификации — кубическая типа [[алмаз]]а.


==== Гиперонимы ====
[[Плавление|Температура плавления]] 938,25 °C, температура кипения 2850 °C, плотность германия 5,33 г/см<sup>3</sup>.
#
#


==== Гипонимы ====
[[Теплоёмкость]] германия имеет аномальный вид, а именно, содержит пик над уровнем нормальной (колебательной) составляющей<ref>Cristescu S., Simon F. // Z.phys. Chem. 25 B, 273 (1936).</ref><ref>{{книга |автор=[[Ормонт Б. Ф.]] |заглавие=Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников |издание=М., Высшая школа |тип=книга |год=1982}}</ref>, который, как пишет ''Ф. Зейтц'': «не может быть объяснён никакой теорией, предполагающей гуковский закон сил, ибо никакая суперпозиция эйнштейновских функций не даёт кривой с максимумом»<ref>{{книга |автор=[[Ф. Зейтц]] |заглавие=Современная теория твердого тела |место=М.-Л. |издательство=Госиздат техникотеоретической литературы |тип=книга |год=1949}}</ref> и объясняется, как и аномальность поведения теплоёмкостей [[гафний|гафния]], [[алмаз]]а и [[графит]]а, больцмановским фактором, контролирующим диффузионную (диссоциационную) компоненту<ref>{{книга |автор=[[Андреев, Валентин Дмитриевич|Андреев В. Д.]] |заглавие=Избранные проблемы теоретической физики |место=Киев |издательство=Аванпост-Прим |тип=книга |год=2012 |ссылка=http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/physics/thermodynamics.htm |archive-date=2013-12-03 |archive-url=https://web.archive.org/web/20131203023306/http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/physics/thermodynamics.htm }}</ref>.
#
#


=== Родственные слова ===
Германий является одним из немногих аномальных веществ, которые увеличивают плотность при плавлении. Плотность твёрдого германия 5,327 г/см³ (25 °С), жидкого — 5,557 г/см³ (при 1000 °С). Другие вещества, обладающие этим свойством — [[вода]], [[кремний]], [[галлий]], [[сурьма]], [[висмут]], [[церий]], [[плутоний]].
{{родств-блок
|умласк=
|имена-собственные=
|существительные=
|прилагательные=
|числительные=
|глаголы=
|наречия=
|полн=
}}


=== Этимология ===
Германий по электрофизическим свойствам является [[Запрещённая зона#Прямые и непрямые переходы|непрямозонным]] [[полупроводник]]ом.
Из {{этимология:германий|ba}}


=== Фразеологизмы и устойчивые сочетания ===
; Основные полупроводниковые свойства нелегированного монокристаллического германия:
*  
* Статическая [[диэлектрическая проницаемость]] ε = 16,0.
* Ширина [[запрещённая зона|запрещённой зоны]] (при 300 К) E<sub>g</sub> = 0,67 [[Электронвольт|эВ]]
* Собственная [[Концентрация частиц|концентрация]] ''n''<sub>i</sub> = 2,33{{e|13}} см<sup>−3</sup><ref name="PhysVals" />.
* [[Эффективная масса]]<ref>''Баранский П. И., Клочев В. П., Потыкевич И. В.'' Полупроводниковая электроника. Свойства материалов: Справочник. Киев: Наукова думка, 1975. 704 с.</ref>:
** электронов, продольная: ''m''<sub>||</sub> = 1,58 ''m''<sub>0</sub>, ''m''<sub>||</sub> = 1,64 ''m''<sub>0</sub><ref name="ReferenceA">З и С. Физика полупроводниковых приборов. М.: Мир, 1984. 455 с.</ref>
** электронов, поперечная: m<sub>┴</sub>=0,0815m<sub>0</sub>, m<sub>┴</sub>=0,082m<sub>0</sub><ref name="ReferenceA"/>;
** дырок, тяжёлых: ''m''<sub>hh</sub> = 0,379 ''m''<sub>0</sub>;
** дырок, лёгких: ''m''<sub>hl</sub> = 0,042 ''m''<sub>0</sub>.
* [[Энергия сродства к электрону]]: χ = 4,0 эВ<ref name="ReferenceA"/>.
* показатель преломления
Легированный [[галлий|галлием]] германий в виде тонкой плёнки переходит при низких температурах в [[Сверхпроводимость|сверхпроводящее]] состояние<ref name="cl">[http://www.compulenta.ru/science/physics/429661/ Compulenta]{{Недоступная ссылка|date=2018-09|bot=InternetArchiveBot }}.</ref>.


=== Библиография ===
=== Изотопы ===
*
{{main|Изотопы германия}}
Природный германий состоит из смеси пяти [[изотопы|изотопов]]: <sup>70</sup>Ge (20,55 % атомов), <sup>72</sup>Ge (27,37 %), <sup>73</sup>Ge (7,67 %), <sup>74</sup>Ge (36,74 %), <sup>76</sup>Ge (7,67 %).


{{improve|ba|морфо|транскрипция/мн|пример|синонимы|гиперонимы}}
Первые четыре изотопа стабильны, пятый (<sup>76</sup>Ge) весьма слабо [[Радиоактивный распад|радиоактивен]] и испытывает [[двойной бета-распад]] с [[период полураспада|периодом полураспада]] 1,58{{e|21}} лет.


{{Категория|язык=ba|Полупроводники||}}
Искусственно получено 27 [[Радиоактивные изотопы|радиоизотопов]] с [[Атомная масса|атомными массами]] от 58 до 89. Наиболее стабильным из радиоизотопов является <sup>68</sup>Ge, с периодом полураспада 270,95 суток. А наименее стабильным — <sup>60</sup>Ge, с периодом полураспада 30 мс.
{{длина слова|8|ba}}


= {{-bg-}} =
== Химические свойства ==
В химических соединениях германий обычно проявляет [[Степень окисления|степени окисления]] +4 или +2. Сочетает свойства металла и неметалла. При этом соединения со степенью окисления +2 неустойчивы и стремятся перейти в степень окисления +4.
При [[Нормальные условия|нормальных условиях]] германий устойчив к действию воздуха и воды, разбавленных щелочей и кислот. Медленно растворяется в горячих концентрированных растворах [[Серная кислота|серной]] и [[Азотная кислота|азотной кислот]]:


=== Морфологические и синтаксические свойства ===
: <math chem>\ce{Ge + 2 H2SO4 ->[t] GeO2 * }x\ce{H2O + 2 SO2 + {}}(2 - x)\ce{ H2O}</math>
{{сущ bg m 32|германи|слоги={{по-слогам|гер|ма|ний}}}}


=== Произношение ===
: <math chem>\ce{Ge + 4 HNO3 ->[t] GeO2 * }x\ce{H2O + 4 NO2 + {}}(2 - x)\ce{ H2O}</math>
{{transcription|}}


=== Семантические свойства ===
Растворяется в щелочах лишь в присутствии окислителей (например, <chem>H2O2</chem> или <chem>NaOCl</chem>):


==== Значение ====
: <chem>Ge + 2 KOH + 2 H2O2 -> K2GeO3 + 3 H2O</chem>
# {{хим.|bg}} {{as ru}} {{пример||перевод=}}


==== Синонимы ====
Растворим в расплавах щелочей с образованием германатов. Германий окисляется на воздухе до <chem>GeO2</chem> при температуре красного каления, взаимодействие с <chem>H2S</chem> или парами серы приводит к образованию <chem>GeS2</chem>. Реакции с <chem>Cl2</chem> и <chem>Br2</chem> дают соответственно <chem>GeCl4</chem> и <chem>GeBr4</chem>, а реакция с <chem>HCl</chem> — смесь <chem>GeCl4</chem> и <chem>GeHCl3</chem>.
#
#


==== Гиперонимы ====
Растворим в [[царская водка|царской водке]] и в смеси концентрированных плавиковой и азотной кислот:
#
#


=== Родственные слова ===
: <chem>3 Ge + 4 HNO3 + 18 HCl -> 3 H2[GeCl6] + 4 NO ^ + 8 H2O</chem>
{{родств-блок
|умласк=
|уничиж=
|увелич=
|имена-собственные=
|существительные=
|прилагательные=
|числительные=
|местоимения=
|глаголы=
|наречия=
|предикативы=
|предлоги=
}}


=== Этимология ===
: <chem>3 Ge + 4 HNO3 + 18 HF -> 3 H2[GeF6] + 4 NO ^ + 8 H2O</chem>
Происходит от {{этимология:германий|bg}}


<!-- Служебное: -->
=== Соединения германия ===
{{improve|bg|морфо|транскрипция/мн|пример|семантика?}}
{{Категория|язык=bg|Полуметаллы|Полупроводники}}
{{длина слова|8|bg}}


= {{-mrj-}} =
==== Неорганические ====
* [[Кластер (химия)|Кластерные]] германиды (например, <chem>Na2[(En)3]Ge9</chem>)
* Германиды (состава <chem>MGe</chem>, <chem>MGe4</chem>, где <chem>M</chem> — щелочной металл)
** [[Германид натрия]] <chem>NaGe</chem>
* [[Гидрид]]ы
** [[Гермилен|Полигермилены]] <math chem>\ce{(GeH2)}_x</math>
** [[Полигермин]]ы <math chem>\ce{(GeH)}_x</math>
** [[Герман (химическое соединение)|Герман]] <chem>GeH4</chem>
** [[Дигерман]] <chem>Ge2H6</chem>
** [[Тригерман]] <chem>Ge3H8</chem>
** [[Тетрагерман]] <chem>Ge4H10</chem>
** [[Пентагерман]] <chem>Ge5H12</chem>
** [[Нонагерман]] <chem>Ge9H20</chem>
* Гидрогалогениды германия <math chem>\ce{GeH}_x\ce{X}_{4-x}</math> (<chem>X\ {=}\ Cl, Br, I;</chem> <math>x = 1, 2, 3</math>)
* [[Галогениды]] германия
** [[Фторид германия(II)]] <chem>GeF2</chem>
** [[Хлорид германия(II)]] <chem>GeCl2</chem>
** [[Бромид германия(II)]] <chem>GeBr2</chem>
** [[Иодид германия(II)]] <chem>GeI2</chem>
** [[Фторид германия(IV)]] <chem>GeF4</chem>
** [[Хлорид германия(IV)|Хлорид германия (IV)]] <chem>GeCl4</chem>
** [[Бромид германия(IV)]] <chem>GeBr4</chem>
** [[Тетрабромид гексасульфид германия]] <chem>Ge4S6Br4</chem>
** [[Иодид германия(IV)]] <chem>GeI4</chem>
** [[Дихлориддибромид германия]] <chem>GeBr2Cl2</chem>
* [[Халькогениды]]
** [[Сульфид германия(II)]] <chem>GeS</chem>
** [[Сульфид германия(IV)]] <chem>GeS2</chem>
** [[Селенид германия(II)]] <chem>GeSe</chem>
** [[Селенид германия(IV)]] <chem>GeSe2</chem>
** [[Теллурид германия|Теллурид германия(II)]] <chem>GeTe</chem>
* [[Нитрид германия(IV)]] <chem>Ge3N4</chem>
* [[Оксид]]ы
** [[Оксид германия(II)]] <chem>GeO</chem>
** [[Оксид германия(IV)]] <chem>GeO2</chem>
* [[Гидроксид]]ы
** [[Гидроксид германия(II)]] <chem>Ge(OH)2</chem>
** [[Гидроксид германия(IV)]] <math chem>\ce{GeO2 * }x\ce{H2O}</math>
* [[Соли]]
** Катионные
*** [[Сульфат германия(IV)]] <chem>Ge(SO4)2</chem>
*** [[Перхлорат германия (IV)|Перхлорат германия(IV)]] <chem>Ge(ClO4)4</chem>
*** [[Ацетат германия(IV)]] <chem>Ge(CH3COO)4</chem>
** Анионные
*** Германаты (например, [[Метагерманат натрия|германат натрия]] <chem>Na2GeO3</chem>)
*** Гидроксогерманаты (например, [[гексагидроксогерманат натрия]] <chem>Na2[Ge(OH)6]</chem>)
*** Галогенгерманаты
**** Гексафторогерманаты <chem>[GeF6]^{2-}</chem> (например, [[гексафторогерманат натрия]] <chem>Na_2[GeF_6]</chem>)
**** Гексахлорогерманаты <chem>[GeCl6]^{2-}</chem> (например, [[гексахлорогерманат цезия]] <chem>Cs2[GeCl6]</chem>)
*** Тиогерманаты (например, [[тиогерманат натрия]] <chem>Na4GeS4</chem>)
* Различные сложные комплексные соединения


=== Морфологические и синтаксические свойства ===
==== Органические ====
{{сущ mrj |слоги={{по-слогам|германий}}|основа=|основа1=}}
{{main|Германийорганические соединения}}


{{морфо|прист1=|корень1=|суфф1=|оконч=}}
'''Германийорганические соединения''' — [[металлоорганические соединения]] содержащие [[химическая связь|связь]] германий — [[углерод]]. Иногда ими называются любые органические соединения, содержащие германий.


=== Произношение ===
Первое германоорганическое соединение — [[тетраэтилгерман]] — было синтезировано немецким химиком [[Винклер, Клеменс Александр|Клеменсом Винклером]] в 1887 году.
{{transcriptions|||}}


=== Семантические свойства ===
* [[Тетраметилгерман]] <chem>Ge(CH3)4</chem>
{{илл|lang=mrj|}}
* [[Тетраэтилгерман]] <chem>Ge(C2H5)4</chem>
* [[Изобутилгерман]] <chem>(CH3)2CHCH2GeH3</chem>


==== Значение ====
== Получение ==
# {{хим.|mrj}} [[германий#Русский|германий]] {{пример||перевод=|автор=|титул=|дата=|перев=|дата издания=|источник=}}
Германий встречается в виде примеси к полиметаллическим, никелевым, вольфрамовым рудам, а также в силикатах. В результате сложных и трудоёмких операций по обогащению руды и её концентрированию германий выделяют в виде оксида GeO<sub>2</sub>, который восстанавливают водородом при 600 [[градус Цельсия|°C]] до простого вещества:
#


==== Синонимы ====
: <chem>GeO2 + 2 H2 -> Ge + 2 H2O</chem>
#
#


==== Антонимы ====
Получение чистого германия происходит методом [[Зонная плавка|зонной плавки]], что делает его одним из самых химически чистых материалов<ref name="Chardin" />.
#
#


==== Гиперонимы ====
=== Промышленное производство ===
#
Мировое потребление германия на 2023 год составит около 60 т, на сумму около 230 млн долл.
#
По оценкам, [[Промышленность КНР|КНР]] обеспечивает от 60 до 85 % мирового производства германия<ref>[https://iz.ru/1540603/dmitrii-migunov/zdes-kuiut-metall-kitai-ogranichil-eksport-redkikh-elementov-na-zapad  Китай ограничил экспорт редких элементов на Запад. Страна сделала ответный залп в глобальной полупроводниковой войне] {{Wayback|url=https://iz.ru/1540603/dmitrii-migunov/zdes-kuiut-metall-kitai-ogranichil-eksport-redkikh-elementov-na-zapad |date=20230707171604 }} // [[Известия]], 7 июля 2023</ref>.


==== Гипонимы ====
==== В СССР ====
#
[[Файл:Burba a a c1968.jpg|thumb|left|200px|''А. А. Бурба'' — создатель металлургии германия в СССР]]
#
Производство германия в промышленных масштабах [[Промышленность СССР|в СССР]] началось в 1959 году, когда на [[Медногорский медно-серный комбинат|Медногорском медно-серном комбинате]] (ММСК) был введён в действие цех переработки пыли<ref>[http://mmsk.ugmk.com/ru/about/history/ История предприятия: Сайт Медногорского медно-серного комбината] {{Wayback|url=http://mmsk.ugmk.com/ru/about/history/ |date=20130125101314 }}.</ref><ref>''Иванов В. И.'' [http://cbs.ucoz.ru/Pochotnie_g/ivanov_my_byli_edinomyshlennikamiju.pdf Мы были единомышленниками] // Газета «Медногорский металлург», № 25, 18.06.2004. — С. 3. {{Wayback|url=http://cbs.ucoz.ru/Pochotnie_g/ivanov_my_byli_edinomyshlennikamiju.pdf |date=20131029205152 }}.</ref>. Специалисты комбината под руководством [[Бурба, Александр Адольфович|А. А. Бурбы]] в сотрудничестве с проектным институтом «[[Унипромедь]]» разработали и внедрили в производство уникальную химико-металлургическую технологию получения германиевого [[Металлургический концентрат|концентрата]] путём комплексной переработки пылей шахтных [[металлургическая печь|металлургических печей]] медеплавильного производства и золы от сжигания энергетических углей, служивших топливом для электростанции<ref>''Наумов А. В.'' [https://www.docme.ru/doc/1733285/himiya-i-zhizn._-N4-aprel._-2017 На германиевой подложке] (с. 9) // Химия и жизнь, 2017, № 4. С. 8—11. {{Wayback|url=https://www.docme.ru/doc/1733285/himiya-i-zhizn._-N4-aprel._-2017 |date=20170829204212 }}.</ref>; после этого СССР смог полностью отказаться от [[импорт]]а германия.
Впервые в мировой практике было выполнено извлечение германия из [[Колчеданы|медноколчеданных]] руд. Пуск промышленного цеха переработки пыли на ММСК относят к крупнейшим внедрениям в цветной металлургии XX века<ref>''Окунев А. И., Кирр Л. Д., Скопов Г. В.'' [http://www.rudmet.ru/journal/653/article/8327/?language=en Извлечение германия и других элементов-спутников из пыли медеплавильного производства (к 50-летию со дня внедрения технологии)] {{Wayback|url=http://www.rudmet.ru/journal/653/article/8327/?language=en |date=20141018075707 }}.</ref>.


=== Родственные слова ===
В 1962 году по инициативе и при участии А. Бурбы аналогичное производство было создано также на [[Ангренский химико-металлургический завод|Ангренском химико-металлургическом заводе]] (АХМЗ) в городе [[Ангрен (город)|Ангрен]] в [[Узбекистан]]е (ныне предприятие «[[Ангренэнергоцветмет]]»)<ref>[http://www.angren.info/index-page_chronicle2.html Ангрен в событиях и датах]. {{Wayback|url=http://www.angren.info/index-page_chronicle2.html |date=20140222035646 }}.</ref><ref>[http://encycl.chita.ru/encycl/concepts/?id=4448 Энциклопедия Забайкалья] {{Wayback|url=http://encycl.chita.ru/encycl/concepts/?id=4448 |date=20140222180858 }}.</ref>. Практически весь объём производства концентрата германия в [[СССР]] приходился на ММСК и АХМЗ<ref>''Наумов А. В.'' [http://www.kvarltd.ru/getfile/5.pdf Мировой рынок германия и его перспективы] (с. 36)// Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2007, № 4. — С. 32—40. {{Wayback|url=http://www.kvarltd.ru/getfile/5.pdf |date=20140222021724 }}.</ref>. Создание крупномасштабного производства германия внесло значительный вклад в обеспечение экономической и [[ВПК СССР|оборонной]] безопасности страны.
{{родств-блок
Уже в 1960-е годы Советский Союз смог отказаться от импорта германия, а в 1970-е годы начать его [[экспорт]] и стать мировым лидером по его производству<ref>[http://топ-менеджер24.рф/info_154/ Германий солнечный] {{Wayback|url=http://xn---24-nddeabh4clhmvr.xn--p1ai/info_154/ |date=20240604030602 }} // Витрина: Бизнес-издание Красноярского края, июнь 2014, с. 8—12.</ref>.
|умласк=
|имена-собственные=
|существительные=
|прилагательные=
|числительные=
|глаголы=
|наречия=
|полн=
}}


=== Этимология ===
Для переработки выпускавшегося на ММСК и АХМЗ германиевого концентрата в конечные продукты (чистый германий и его соединения) в 1961—1962 годах на Красноярском аффинажном заводе (с 1967 года — [[Красноярский завод цветных металлов]], затем — ОАО «Красцветмет») был создан цех по производству германия (с 1991 года — ОАО «Германий»)<ref>[http://www.24rus.ru/gold/history.php Красноярский завод цветных металлов им. В. Н. Гулидова: Основные исторические вехи завода]. {{Wayback|url=http://www.24rus.ru/gold/history.php |date=20160305084413 }}</ref><ref>[http://ktm-museum.proektmarketing.ru/1953-1963.html Красцветмет. Интерактивный музей. 1953—1963. События] {{Wayback|url=http://ktm-museum.proektmarketing.ru/1953-1963.html |date=20140730031601 }}.</ref>.
Из {{этимология:германий|mrj}}
В 1962—1963 гг. цех производил 600 кг [[монокристалл]]ического германия в год<ref>[http://ktm-museum.proektmarketing.ru/1953-1963.html Красцветмет. Интерактивный музей. 1953—1963. Цифры] {{Wayback|url=http://ktm-museum.proektmarketing.ru/1953-1963.html |date=20140730031601 }}.</ref>.
В 1968—1969 гг., когда внутренние потребности в германии были обеспечены, СССР впервые начал экспортировать [[Оксид германия(IV)|диоксид германия]], а в 1970 году начался также экспорт [[поликристалл]]ического [[Зонная плавка|зонноочищенного]] германия<ref>[http://www.krasgermanium.com/index.php/glavnaja/nasha-istorija Наша история] — ОАО «Германий» (Красноярск) {{Wayback|url=http://www.krasgermanium.com/index.php/glavnaja/nasha-istorija |date=20141027080308 }}.</ref>.
СССР удерживал мировое лидерство по производству германия, увеличив выпуск металла настолько, что до 40 % производства уходило на экспорт<ref>''Старков В. Д.'' [http://umk.utmn.ru/files/0000002105.doc Минеральные ресурсы России] (с. 75) — Тюмень: Изд-во Тюменск. гос. ун-та. — 2007. — 180 с. {{Wayback|url=http://umk.utmn.ru/files/0000002105.doc |date=20140224003312 }}</ref>.


=== Фразеологизмы и устойчивые сочетания ===
;В России:
*
После [[Распад СССР|распада СССР]], вплоть до 2010 года, ММСК оставался единственным производителем германиевого концентрата в России<ref>''Кобер П.'' [http://www.expert-ural.com/1-243-3097/ Разбег в степи]. Интервью директора ММСК Ю. С. Кривоносова // журн. «Эксперт-Урал», № 21 (193), 6 июня 2005. {{Wayback|url=http://www.expert-ural.com/1-243-3097/ |date=20140222233118 }}.</ref>. С 2010 года производство германия в концентрате на ММСК приостановлено, а оборудование законсервировано. Одновременно с этим начато производство германия в концентрате на ООО «Германий и приложения» в [[Новомосковск (Тульская область)|Новомосковске]] Тульской области<ref>[http://mmsk.ugmk.com/ru/about/production/dust_fact/ Цех переработки пыли] {{Wayback|url=http://mmsk.ugmk.com/ru/about/production/dust_fact/ |date=20141015230345 }}. Сайт ООО «Медногорский медно-серный комбинат».</ref><ref>''Кузбит О.'' [https://alterozoom.com/documents/10281.html Под Тулой могут сдвинуть баланс сил на мировом германиевом рынке] {{Wayback|url=https://alterozoom.com/documents/10281.html |date=20141027081246 }}.</ref>.
В 2000-х годах для получения германия в России используются германиеносные угли следующих месторождений: [[Павловское месторождение (Приморский край)|Павловское]] ([[Михайловский район (Приморский край)|Михайловский район]] [[Приморский край|Приморского края]]), Новиковское ([[Корсаковский городской округ]] [[Сахалинская область|Сахалинской области]]), [[Тарбагатайское месторождение|Тарбагатайское]] ([[Петровск-Забайкальский район]] [[Забайкальский край|Забайкальского края]]). Германиеносные угли этих месторождений в среднем содержат 200 граммов германия на тонну<ref>{{статья |автор=Кизильштейн Л. |заглавие=Угольные примеси — ценные и коварные |издание=[[Наука и жизнь]] |год=2014 |номер=5 |страницы=72—73 |ссылка=http://www.nkj.ru/archive/articles/24280/ |язык=ru |archive-date=2014-07-16 |archive-url=https://web.archive.org/web/20140716034452/http://www.nkj.ru/archive/articles/24280/ }}</ref><ref>''Бажов П. С.'' [http://tekhnosfera.com/razrabotka-sposobov-povysheniya-izvlecheniya-germaniya-pri-pirometallurgicheskoy-pererabotke-produktov-szhiganiya-ugley Разработка способов повышения извлечения германия при [[пирометаллургия|пирометаллургической]] переработке продуктов сжигания углей] {{Wayback|url=http://tekhnosfera.com/razrabotka-sposobov-povysheniya-izvlecheniya-germaniya-pri-pirometallurgicheskoy-pererabotke-produktov-szhiganiya-ugley |date=20140725114851 }} / Автореферат диссертации. Екатеринбург, 2011.</ref>.


=== Библиография ===
== Применение ==
*
В 2007 году основными потребителями германия были: 35 % волоконная оптика; 30 % тепловизорная оптика; 15 % химические катализаторы; 15 % электроника; небольшие количества германия потребляет металлургия<ref>{{статья |заглавие=Germanium—Statistics and Information |издание=U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries |ссылка=http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/germanium |язык= |автор=U.S. Geological Survey |год=2008 |archive-date=2010-05-27 |archive-url=https://web.archive.org/web/20100527173607/http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/germanium/ }}</ref>.


{{improve|mrj|морфо|транскрипция/мн|пример|синонимы|гиперонимы}}
=== Оптика ===
[[Файл:Инфракрасная линза из кристаллического Германия.jpg|thumb|Пример инфракрасной линзы из германия]]
[[Файл:Линза из кристаллического Германия на ИК-камере Армата Т-14.jpg|left|thumb|200x200px|Пример линзы из кристаллического германия в военных инфракрасных камерах на танке Армата Т-14]]
* Благодаря прозрачности в инфракрасной области спектра металлический германий сверхвысокой чистоты имеет стратегическое значение в производстве оптических элементов [[Оптические материалы#Инфракрасная область|инфракрасной оптики]]: [[линза|линз]], [[призма (оптика)|призм]], оптических окон датчиков<ref>{{статья |заглавие=Infrared Detector Arrays for Astronomy |издание={{Нп3|Annual Review of Astronomy and Astrophysics|Annu. Rev. Astro. Astrophys.|en|Annual Review of Astronomy and Astrophysics}} |doi=10.1146/annurev.astro.44.051905.092436 |том=45 |страницы=77 |язык=en |автор=Rieke, G. H. |год=2007 |тип=journal}}</ref><ref name="Brown">{{cite web |url=http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/germanium/220400.pdf |title=Germanium |first=Robert D. |last=Brown, Jr. |publisher=U.S. Geological Survey |format=pdf |date=2000 |access-date=2008-09-22 |archive-url=https://www.webcitation.org/617vq77UU?url=http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/germanium/220400.pdf |archive-date=2011-08-22}}</ref>. Наиболее важная область применения — оптика тепловизионных камер, работающих в диапазоне длин волн от 8 до 14 [[мкм]]. Это диапазон для наиболее популярных инфракрасных матриц на [[микроболометр]]ах, используемых в системах пассивного тепловидения, военных системах инфракрасного [[Головка самонаведения|наведения]], [[прибор ночного видения|приборах ночного видения]], противопожарных системах. Германий также используется в ИК-[[Спектроскопия|спектроскопии]] в оптических приборах, использующих высокочувствительные ИК-датчики<ref name="Brown" />. Германий проигрывает по пропускающей способности света в диапазоне от 8 до 14 мкм [[Сульфид цинка|сульфиду цинка]]<ref>{{Cite web |url=http://www.crystran.co.uk/optical-materials/zinc-sulphide-multispectral-zinc-sulfide-zns |title=Zinc Sulphide Multispectral (ZnS) Optical Material |author=Crystran |publisher=www.crystran.co.uk |access-date=2016-11-09 |archive-date=2016-11-06 |archive-url=https://web.archive.org/web/20161106171826/http://www.crystran.co.uk/optical-materials/zinc-sulphide-multispectral-zinc-sulfide-zns |url-status=live }}</ref>. Однако германий, в отличие от сульфида цинка, продолжает пропускать порядка 25 % инфракрасного излучения до длины волны 23 мкм, поэтому является одним из основных материалов для длинноволновой инфракрасной оптики, обычно используемой в военных прицелах<ref>{{Cite web |url=http://www.crystran.co.uk/optical-materials/germanium-ge |title=Germanium Optical Material |author=Crystran |publisher=www.crystran.co.uk |access-date=2016-11-09 |archive-date=2016-11-06 |archive-url=https://web.archive.org/web/20161106163706/http://www.crystran.co.uk/optical-materials/germanium-ge |url-status=live }}</ref>.
* Оптические детали из Ge обладают очень высоким показателем преломления (4,0) и обязательно требует использования [[Просветление оптики|просветляющих покрытий]]. В частности, используется покрытие из очень твёрдого алмазоподобного углерода с показателем преломления 2,0<ref>{{статья |doi=10.1016/S0008-6223(98)00062-1 |заглавие=Applications of diamond-like carbon thin films |том=36 |номер=5—6 |страницы=555—560 |издание={{Нп3|Carbon (журнал)|Carbon||Carbon (journal)}} |язык=en |автор=Lettington, Alan H. |год=1998 |издательство=[[Elsevier]] }}</ref><ref>{{статья |заглавие=Study on correlating rain erosion resistance with sliding abrasion resistance of DLC on germanium |издание=Proc. SPIE, |том=1325 |страницы=99 |doi=10.1117/12.22449 |номер=Mechanical Properties |язык=en |тип=journal |автор=Gardos, Michael N.; Bonnie L. Soriano, Steven H. Propst |год=1990}}</ref>.
* Наиболее заметные физические характеристики оксида германия (GeO<sub>2</sub>) — его высокий [[показатель преломления]] и низкая [[Дисперсия света|оптическая дисперсия]]. Эти свойства находят применение в изготовлении [[широкоугольный объектив|широкоугольных объективов]] камер, [[микроскопия|микроскопии]], и производстве [[Оптическое волокно|оптического волокна]].
* [[Хлорид германия(IV)|Тетрахлорид германия]] используется в производстве [[оптоволокно|оптоволокна]], так как образующийся в процессе разложения этого соединения [[диоксид германия]] удобен для данного применения благодаря своему высокому [[рефракция|показателю преломления]] и низкому оптическому рассеиванию и поглощению.
* Сплав GeSbTe используется при производстве [[DVD-RW|перезаписываемых DVD]]. Сущность перезаписи заключается в изменении оптических свойств этого соединения при [[Фазовый переход|фазовом переходе]] под действием лазерного излучения<ref>{{cite web |url=http://www.osta.org/technology/pdf/dvdqa.pdf |title=Understanding Recordable & Rewritable DVD First Edition |format=pdf |access-date=2008-09-22 |publisher=Optical Storage Technology Association (OSTA) |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20051028103605/http://www.osta.org/technology/pdf/dvdqa.pdf |archive-date=2005-10-28}}</ref>.


{{Категория|язык=mrj|Полупроводники||}}
=== Радиоэлектроника ===
{{длина слова|8|mrj}}
* До 1970-х годов германий был основным полупроводниковым материалом электронной промышленности и широко использовался в производстве [[транзистор]]ов и [[диод]]ов. Впоследствии германий был полностью вытеснен кремнием. Германиевые [[транзистор]]ы и [[диод]]ы обладают характеристиками, отличными от кремниевых, ввиду меньшего напряжения отпирания [[p-n-переход]]а в германии — 0,35…0,4 В против 0,6…0,7 В у кремниевых приборов<ref>[http://principact.ru/content/view/145/108/1/4/ Полупроводники. Принцип действия. Свойства электронно-дырочных переходов. — Принцип действия] {{Wayback|url=http://principact.ru/content/view/145/108/1/4/ |date=20111224011020 }}.</ref><ref>Это обстоятельство имеет положительный характер, так как снижает потери напряжения (бесполезную рассеиваемую мощность) на выпрямительных диодах и транзисторах в режиме насыщения. А также даёт принципиальную возможность работы германиевых приборов при более низком напряжении питания, чем кремниевых.</ref>. Кроме того, обратные токи у германиевых приборов имеют сильную зависимость от температуры, и на несколько порядков больше таковых у кремниевых — скажем, в одинаковых условиях кремниевый диод будет иметь обратный ток 10 пА, а германиевый — 100 нА, что в {{val|10000}} раз больше. Также у германиевых приборов значительно выше шум и ниже температура, при которой происходит разрушение p-n-переходов<ref>''Титце У., Шенк К.'' Полупроводниковая схемотехника. — М.: Мир. — 1982. — 512 с.</ref>. По советскому [[ГОСТ]] 10862-64 (1964 г.) и более поздним стандартам германиевые полупроводниковые приборы имеют обозначение, начинающиеся с буквы Г или цифры 1, например: ГТ313, 1Т308 — высокочастотные маломощные транзисторы, ГД507 — [[импульсный диод]]. До того транзисторы имели индексы, начинающиеся с букв С, Т или П (МП), а диоды — Д, и определить материал прибора по индексу было сложнее. Диоды и транзисторы с индексами меньше 100 были германиевыми, от 100 до 199 — кремниевыми. Далее индексы зависели от частоты и мощности, причём у транзисторов и диодов правила отличались. До конца 1960-х годов германиевые полупроводниковые приборы использовались повсеместно, в настоящее время германиевые диоды и транзисторы практически полностью вытеснены кремниевыми, как имеющими значительно лучшие эксплуатационные характеристики.
* Сейчас германий используется в СВЧ-электронике для создания {{iw|Гетероструктурный биполярный транзистор|гетероструктурных биполярных транзисторов (HBT)|en|Heterojunction bipolar transistor}} в {{iw|Кремний-германий|SiGe|en|Silicon–germanium}}-техпроцессе, способных работать на субтерагерцовых частотах<ref>[http://compulenta.computerra.ru/tehnika/microelectronics/10011581/ Создан самый быстрый в мире транзистор на основе кремния и германия]. {{Wayback|url=http://compulenta.computerra.ru/tehnika/microelectronics/10011581/ |date=20160414070845 }}.</ref>. Работы [[Алфёров, Жорес Иванович|Жореса Алфёрова]] по структурам SiGe, в частности, заложили основу{{нет АИ|20|09|2022}} этого направления.
* Теллурид германия применяется как стабильный термоэлектрический материал и компонент [[термоэлектрические материалы|термоэлектрических сплавов]] (термо-[[Электродвижущая сила|ЭДС]] 50 мкВ/К).


= {{-kk-}} =
=== Прочие применения ===
* Германий широко применяется в [[ядерная физика|ядерной физике]] в качестве материала для детекторов [[гамма-излучение|гамма-излучения]].
* Искусственный нестабильный изотоп [[Изотопы германия|<sup>68</sup>Ge]] ([[период полураспада]] примерно 271 сутки, распад — [[электронный захват]]) применяется в генераторах короткоживущего [[Галлий−68|<sup>68</sup>Ga]] (период полураспада около 68 минут, [[позитронный распад]]), используемого для [[Позитронно-эмиссионная томография|позитронно-эмиссионной томографии]]. Ввиду короткого периода полураспада, [[радиофармпрепарат]] для ПЭТ изготавливается [[in situ]].


=== Морфологические и синтаксические свойства ===
== Экономика ==
{{сущ kk |слоги={{по-слогам|германий}}|основа=|основа1=}}


{{морфо|прист1=|корень1=|суфф1=|оконч=}}
=== Цены ===
<div style="float: right; margin: 5px;">
{|class="wikitable" style="text-align:right"
!Год !! Цена <br>([[USD]]/[[килограмм|кг]])<ref>{{статья |заглавие=Germanium |ссылка=https://archive.org/details/50circuitsusingg0000soar/page/n2 |издание=U.S. Geological Survey Mineral Commodity Summaries |страницы=1—2 |издательство=USGS Mineral Resources Program |access-date=2008-08-28 |isbn=0859340392 |oclc=16437701 |язык=en |автор=R. N. Soar |год=1977}}</ref>
|-
|1999 || 1 400
|-
|2000 || 1 250
|-
|2001 || 890
|-
|2002 || 620
|-
|2003 || 380
|-
|2004 || 600
|-
|2005 || 660
|-
|2006 || 880
|-
|2007 || 1 240
|-
|2008 || 1 490
|-
|2009 || 950
|}
</div>


=== Произношение ===
Средние цены на германий в 2007 году<ref>[infogeo.ru/metalls] {{уточнить}}</ref><!-- где именно там искать информацию? -->
{{transcriptions|||}}


=== Семантические свойства ===
* Германий металлический — 1200 USD/кг.
{{илл|lang=kk|}}
* Германия диоксид — 840 USD/кг.


==== Значение ====
== Биологическая роль ==
# {{хим.|kk}} [[германий#Русский|германий]] {{пример||перевод=|автор=|титул=|дата=|перев=|дата издания=|источник=}}
Германий обнаружен в животных и растительных организмах. Малые количества германия не оказывают физиологического действия на растения, но токсичны в больших количествах. Германий нетоксичен для плесневых грибков.
#


==== Синонимы ====
Для животных германий малотоксичен. У соединений германия не обнаружено фармакологическое действие. Допустимая концентрация германия и его оксида в воздухе — 2 мг/м³, то есть такая же, как и для [[Асбест (материал)|асбестовой]] пыли.
#
#


==== Антонимы ====
Соединения двухвалентного германия значительно более токсичны<ref>''Назаренко В. А.'' Аналитическая химия германия. — М., Наука. — 1973. — 264 с.</ref>.
#
#


==== Гиперонимы ====
== См. также ==
#
{{Дерево статей|Германий}}
#


==== Гипонимы ====
== Примечания ==
#
{{примечания|2|refs=
#
<ref name="Mendeleev">{{статья|автор=Менделеев Д. И.|заглавие=Естественная система элементов и применение её к указанию свойств неоткрытых элементов|издание=Журнал Русского химического общества|год=1871|том=III|страницы=25—56|ссылка=http://www.knigafund.ru/books/56718/read#page31|archive-url=https://web.archive.org/web/20140317224410/http://www.knigafund.ru/books/56718/read#page31|archive-date=2014-03-17}}</ref>
<ref name="Masanori">{{статья |заглавие=D. I. Mendeleev's concept of chemical elements and ''The Principles of Chemistry'' |издание={{Нп3|Bulletin for the History of Chemistry}} |том=27 |номер=1 |страницы=4—16 |ссылка=http://www.scs.uiuc.edu/~mainzv/HIST/awards/OPA%20Papers/2005-Kaji.pdf |access-date=2008-08-20 |язык=en |тип=journal |автор=Kaji, Masanori |год=2002 |archive-url=https://web.archive.org/web/20081217080509/http://www.scs.uiuc.edu/~mainzv/HIST/awards/OPA%20Papers/2005-Kaji.pdf |archive-date=2008-12-17 }}</ref>
<ref name="Winkler1">{{статья |издание={{Нп3|Chemische Berichte|Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft||Chemische Berichte}} |том=19 |страницы=210—211 |заглавие=Germanium, Ge, ein neues, nichtmetallisches Element |ссылка=http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k90705g/f212.chemindefer |язык=de |тип=magazin |автор=Winkler C. |год=1886 |archive-date=2008-12-07 |archive-url=https://web.archive.org/web/20081207033757/http://dbhs.wvusd.k12.ca.us/webdocs/Chem-History/Disc-of-Germanium.html }}</ref>
<ref name="Winkler2">{{статья |издание={{Нп3|Journal für praktische Chemie}} |том=34 |страницы=177—229 |заглавие=Mittheilungen über des Germanium |ссылка=http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k90797z/f185.image |язык=de |автор=Winkler C. |год=1886 |тип=magazin |archive-date=2016-03-09 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160309200651/http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k90797z/f185.image }}</ref>
<ref name="Winkler3">{{статья |издание={{Нп3|Journal für praktische Chemie}} |том=36 |номер=1 |страницы=177—209 |заглавие=Mittheilungen über des Germanium. Zweite Abhandlung |ссылка=http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k90799n/f183.table |язык=de |тип=magazin |автор=Winkler C. |год=1887 |archive-date=2012-11-03 |archive-url=https://web.archive.org/web/20121103012004/http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k90799n/f183.table }}</ref>
<ref name="Haller">{{Cite web |url=http://www.osti.gov/bridge/servlets/purl/922705-bthJo6/922705.PDF |title=Haller, E. E. "Germanium: From Its Discovery to SiGe Devices" (PDF). Department of Materials Science and Engineering, University of California, Berkeley, and Materials Sciences Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley. |access-date=2013-09-06 |archive-date=2019-07-10 |archive-url=https://web.archive.org/web/20190710154435/http://www.osti.gov/bridge/servlets/purl/922705-bthJo6/922705.PDF |url-status=live }}</ref>
<ref name="W. K.">{{Cite web |url=http://select.nytimes.com/gst/abstract.html?res=F30715FE3F5B157A93C2A8178ED85F478585F9 |title=W. K. (1953-05-10). "Germanium for Electronic Devices". NY Times |access-date=2013-09-06 |archive-date=2013-06-13 |archive-url=https://web.archive.org/web/20130613202934/http://select.nytimes.com/gst/abstract.html?res=F30715FE3F5B157A93C2A8178ED85F478585F9 |url-status=live }}</ref>
<ref name="PhysVals">Физические величины: справочник/ А. П. Бабичев Н. А. Бабушкина, А. М. Бартковский и др. под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. — М.; Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с — ISBN 5-283-04013-5</ref>


=== Родственные слова ===
<ref name="Chardin">Chardin, B. (2001). "Dark Matter: Direct Detection". In Binetruy, B. The Primordial Universe: 28 June – 23 July 1999. Springer. p. 308. ISBN 3-540-41046-5</ref>
{{родств-блок
|умласк=
|имена-собственные=
|существительные=
|прилагательные=
|числительные=
|глаголы=
|наречия=
|полн=
}}
}}


=== Этимология ===
== Литература ==
Из {{этимология:германий|kk}}
* {{ВТ-ЭСБЕ|Германий}}
* ''[[Бурба, Александр Адольфович|Бурба А. А.]]'' Разработка и освоение технологии получения германия при шахтной плавке руд цветных металлов // В сб.: Мат-лы научн. семинара по проблеме извлеч. германия при переработке руд: Информ. Гиредмета, 1960, № 7(18).
* ''Сосновский Г. Н., Бурба А. А.'' Германий: Учебн. пособие для студентов металлургич. специальности. Иркутск: Иркут. политехн. ин-т, 1967. — 161 с.
* ''Бурба А. А., Чижиков Д. М.'' Из опыта работы Медногорского МСК по извлечению германия из металлургических пылей и зол энергетических углей // В сб.: Мат-лы совещания по обмену опытом в области производства германиевого сырья (Центр микроэлектроники, Зеленоград): Сб. Гиредмета, 1969, т. 1.
* [https://www.researchgate.net/publication/227255577_World_market_of_germanium_and_its_prospects ''Наумов А. В.'' Мировой рынок германия и его перспективы.] — Известия вузов. Цветная металлургия., № 4, 2007. — С. 32—40.
* ''Окунев А. И., Кирр Л. Д., Чижов Е. А.'' Комплексная переработка медеплавильных пылей с извлечением германия и элементов-спутников // 300 лет уральской металлургии: Тр. междунар. конгресса. 4—5 окт. 2001 г. — Екатеринбург, 2001. — С. 305.


=== Фразеологизмы и устойчивые сочетания ===
== Ссылки ==
*  
{{навигация
|Викисловарь=германий}}
* [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Ge/key.html Германий на Webelements]
* [http://n-t.ru/ri/ps/pb032.htm Германий в Популярной библиотеке химических элементов]


=== Библиография ===
{{внешние ссылки}}
*
{{Периодическая система элементов}}
 
{{Ряд Активности Металлов}}
{{improve|kk|морфо|транскрипция/мн|пример|синонимы|гиперонимы}}
 
{{Категория|язык=kk|Полупроводники||}}
{{длина слова|8|kk}}
 
= {{-ky-}} =
 
=== Морфологические и синтаксические свойства ===
{{сущ ky |слоги={{по-слогам|германий}}|основа=|основа1=}}
 
{{морфо|прист1=|корень1=|суфф1=|оконч=}}
 
=== Произношение ===
{{transcriptions|||}}
 
=== Семантические свойства ===
{{илл|lang=ky|}}
 
==== Значение ====
# {{хим.|ky}} [[германий#Русский|германий]] {{пример||перевод=|автор=|титул=|дата=|перев=|дата издания=|источник=}}
#
 
==== Синонимы ====
#
#
 
==== Антонимы ====
#
#
 
==== Гиперонимы ====
#
#
 
==== Гипонимы ====
#
#
 
=== Родственные слова ===
{{родств-блок
|умласк=
|имена-собственные=
|существительные=
|прилагательные=
|числительные=
|глаголы=
|наречия=
|полн=
}}
 
=== Этимология ===
Из {{этимология:германий|ky}}
 
=== Фразеологизмы и устойчивые сочетания ===
*
 
=== Библиография ===
*
 
{{improve|ky|морфо|транскрипция/мн|пример|синонимы|гиперонимы}}
 
{{Категория|язык=ky|Полупроводники||}}
{{длина слова|8|ky}}
 
= {{-kom-}} =
 
=== Морфологические и синтаксические свойства ===
{{сущ kom |слоги={{по-слогам|германий}}|основа=|основа1=}}
 
{{морфо|прист1=|корень1=|суфф1=|оконч=}}
 
=== Произношение ===
{{transcriptions|||}}
 
=== Семантические свойства ===
{{илл|lang=kom|}}
 
==== Значение ====
# {{хим.|kom}} [[германий#Русский|германий]] {{пример||перевод=|автор=|титул=|дата=|перев=|дата издания=|источник=}}
#
 
==== Синонимы ====
#
#
 
==== Антонимы ====
#
#
 
==== Гиперонимы ====
#
#
 
==== Гипонимы ====
#
#
 
=== Родственные слова ===
{{родств-блок
|умласк=
|имена-собственные=
|существительные=
|прилагательные=
|числительные=
|глаголы=
|наречия=
|полн=
}}
 
=== Этимология ===
Из {{этимология:германий|kom}}
 
=== Фразеологизмы и устойчивые сочетания ===
*
 
=== Библиография ===
*
 
{{improve|kom|морфо|транскрипция/мн|пример|синонимы|гиперонимы}}
 
{{Категория|язык=kom|Полупроводники||}}
{{длина слова|8|kom}}
 
= {{-chm-}} =
 
=== Морфологические и синтаксические свойства ===
{{сущ chm |слоги={{по-слогам|германий}}|основа=|основа1=}}
 
{{морфо|прист1=|корень1=|суфф1=|оконч=}}
 
=== Произношение ===
{{transcriptions|||}}
 
=== Семантические свойства ===
{{илл|lang=chm|}}
 
==== Значение ====
# {{хим.|chm}} [[германий#Русский|германий]] {{пример||перевод=|автор=|титул=|дата=|перев=|дата издания=|источник=}}
#
 
==== Синонимы ====
#
#
 
==== Антонимы ====
#
#
 
==== Гиперонимы ====
#
#
 
==== Гипонимы ====
#
#
 
=== Родственные слова ===
{{родств-блок
|умласк=
|имена-собственные=
|существительные=
|прилагательные=
|числительные=
|глаголы=
|наречия=
|полн=
}}
 
=== Этимология ===
Из {{этимология:германий|chm}}
 
=== Фразеологизмы и устойчивые сочетания ===
*
 
=== Библиография ===
*
 
{{improve|chm|морфо|транскрипция/мн|пример|синонимы|гиперонимы}}
 
{{Категория|язык=chm|Полупроводники||}}
{{длина слова|8|chm}}
 
= {{-tg-}} =
 
=== Морфологические и синтаксические свойства ===
{{сущ tg |слоги={{по-слогам|германий}}|основа=|основа1=}}
 
{{морфо|прист1=|корень1=|суфф1=|оконч=}}
 
=== Произношение ===
{{transcriptions|||}}
 
=== Семантические свойства ===
{{илл|lang=tg|}}
 
==== Значение ====
# {{хим.|tg}} [[германий#Русский|германий]] {{пример||перевод=|автор=|титул=|дата=|перев=|дата издания=|источник=}}
#
 
==== Синонимы ====
#
#
 
==== Антонимы ====
#
#
 
==== Гиперонимы ====
#
#
 
==== Гипонимы ====
#
#
 
=== Родственные слова ===
{{родств-блок
|умласк=
|имена-собственные=
|существительные=
|прилагательные=
|числительные=
|глаголы=
|наречия=
|полн=
}}
 
=== Этимология ===
Из {{этимология:германий|tg}}
 
=== Фразеологизмы и устойчивые сочетания ===
*
 
=== Библиография ===
*
 
{{improve|tg|морфо|транскрипция/мн|пример|синонимы|гиперонимы}}
 
{{Категория|язык=tg|Полупроводники||}}
{{длина слова|8|tg}}
 
= {{-tt-}} =
 
=== Морфологические и синтаксические свойства ===
{{сущ tt |слоги={{по-слогам|германий}}|основа=|основа1=}}
 
{{морфо|прист1=|корень1=|суфф1=|оконч=}}
 
=== Произношение ===
{{transcriptions|||}}
 
=== Семантические свойства ===
{{илл|lang=tt|}}
 
==== Значение ====
# {{хим.|tt}} [[германий#Русский|германий]] {{пример||перевод=|автор=|титул=|дата=|перев=|дата издания=|источник=}}
#
 
==== Синонимы ====
#
#
 
==== Антонимы ====
#
#
 
==== Гиперонимы ====
#
#
 
==== Гипонимы ====
#
#
 
=== Родственные слова ===
{{родств-блок
|умласк=
|имена-собственные=
|существительные=
|прилагательные=
|числительные=
|глаголы=
|наречия=
|полн=
}}
 
=== Этимология ===
Из {{этимология:германий|tt}}
 
=== Фразеологизмы и устойчивые сочетания ===
*
 
=== Библиография ===
*
 
{{improve|tt|морфо|транскрипция/мн|пример|синонимы|гиперонимы}}
 
{{Категория|язык=tt|Полупроводники||}}
{{длина слова|8|tt}}
 
= {{-sah-}} =
 
=== Морфологические и синтаксические свойства ===
{{сущ sah |слоги={{по-слогам|германий}}|основа=|основа1=}}
 
{{морфо|прист1=|корень1=|суфф1=|оконч=}}
 
=== Произношение ===
{{transcriptions|||}}
 
=== Семантические свойства ===
{{илл|lang=sah|}}
 
==== Значение ====
# {{хим.|sah}} [[германий#Русский|германий]] {{пример||перевод=|автор=|титул=|дата=|перев=|дата издания=|источник=}}
#
 
==== Синонимы ====
#
#
 
==== Антонимы ====
#
#
 
==== Гиперонимы ====
#
#
 
==== Гипонимы ====
#
#
 
=== Родственные слова ===
{{родств-блок
|умласк=
|имена-собственные=
|существительные=
|прилагательные=
|числительные=
|глаголы=
|наречия=
|полн=
}}
 
=== Этимология ===
Из {{этимология:германий|sah}}
 
=== Фразеологизмы и устойчивые сочетания ===
*
 
=== Библиография ===
*
 
{{improve|sah|морфо|транскрипция/мн|пример|синонимы|гиперонимы}}
 
{{Категория|язык=sah|Полупроводники||}}
{{длина слова|8|sah}}


{{multilang|}}
[[Категория:Полупроводники]]
[[Категория:Элементы, предсказанные Дмитрием Менделеевым]]
[[Категория:Германий| ]]
[[Категория:Полуметаллы]]
[[Категория:Соединения германия|*]]
[[Категория:Полупроводниковые материалы]]

Текущая версия от 09:31, 16 февраля 2026

Шаблон:Перенаправление Шаблон:Карточка химического элемента Шаблон:Элемент периодической системы Герма́ний (химический символ — Ge, от лат. Germanium) — химический элемент 14-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы четвёртой группы, IVA), четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 32.

Простое вещество германий — это типичный полуметалл серо-белого цвета, с металлическим блеском. Подобно кремнию, является полупроводником.

Шаблон:-

История открытия и этимология

Файл:Winkler Clemens.jpg
Клеменс Александр Винклер — первооткрыватель германия
Файл:Argyrodite-243406.jpg
Аргиродит

В своём докладе о периодическом законе химических элементов в 1869 году русский химик Дмитрий Иванович Менделеев предсказал существование нескольких неизвестных на то время химических элементов, в частности и германия. В статье, датированной 11 декабря (29 ноября по старому стилю) 1870 года, Д. И. Менделеев назвал неоткрытый элемент экасилицием (из-за его местонахождения в Периодической таблице) и предсказал его атомную массу и другие свойства<ref name="Mendeleev" /><ref name="Masanori" />.

В 1885 году в Фрайберге (Саксония) в одной из шахт был обнаружен новый минерал аргиродит. При химическом анализе нового минерала немецкий химик Клеменс Винклер обнаружил новый химический элемент. Учёному удалось в 1886 году выделить этот элемент, также химиком была отмечена схожесть германия с сурьмой. Об открытии нового элемента Винклер сообщил в двухстраничной статье, датируемой 6 февраля 1886 года и предложил в ней имя для нового элемента Germanium и символ Ge<ref name="Winkler1" />. В последующих двух больших статьях 1886—1887 годов Винклер подробно описал свойства германия<ref name="Winkler2" /><ref name="Winkler3" />.

Первоначально Винклер хотел назвать новый элемент «нептунием», но это название было дано одному из предполагаемых элементов, поэтому элемент получил название в честь родины учёного — Германии.

Путём анализа тетрахлорида германия GeCl4 Винклер определил атомный вес германия, а также открыл несколько новых соединений этого металла<ref name="Winkler3" />.

До конца 1930-х годов германий не использовался в промышленности<ref name="Haller" />. Во время Второй мировой войны германий использовался в некоторых электронных устройствах, главным образом в диодах<ref name="W. K." />.

Нахождение в природе

Общее содержание германия в земной коре 1,5Шаблон:E % по массе, то есть больше, чем, например, сурьмы, серебра, висмута. Германий вследствие незначительного содержания в земной коре и геохимического сродства с некоторыми широко распространёнными элементами обнаруживает ограниченную способность к образованию собственных минералов, внедряясь в кристаллические решётки других минералов. Поэтому собственные минералы германия встречаются исключительно редко. Почти все они представляют собой сульфосоли: германит Cu2(Cu,Fe,Ge,Zn)2 (S,As)4 (6—10 % Ge), аргиродит Ag8GeS6 (3,6—7 % Ge), конфильдит Ag8(Sn,Ge) S6 (до 2 % Ge) и др. редкие минералы (ультрабазит, ранерит, франкеит). Основная масса германия рассеяна в земной коре в большом числе горных пород и минералов. Так, например, в некоторых сфалеритах содержание германия достигает килограммов на тонну, в энаргитах до 5 кг/т, в пираргирите до 10 кг/т, в сульваните и франкеите 1 кг/т, в других сульфидах и силикатах — сотни и десятки г/т. Германий концентрируется в месторождениях многих металлов — в сульфидных рудах цветных металлов, в железных рудах, в некоторых окисных минералах (хромите, магнетите, рутиле и др.), в гранитах, диабазах и базальтах. Кроме того, германий присутствует почти во всех силикатах, в некоторых месторождениях каменного угля и нефти. Концентрация германия в морской воде 6Шаблон:E мг/л<ref>J. P. Riley, Skirrow G. Chemical Oceanography, V. I, 1965.</ref>.

Физические свойства

Файл:Silicon-unit-cell-3D-balls.png
Элементарная кристаллическая ячейка германия типа алмаза.
Файл:Германий Pik 3-ru.svg
Аномальный пик на кривой теплоёмкости германия: 1 — экспериментальная кривая; 2 — дебаевская (колебательная) составляющая; 3 — аномальный остаток (разность кривой 1 и 2); 4, 5, 6 — больцмановские составляющие аномального остатка 3

Германий — хрупкий, серебристо-белый полуметалл. Кристаллическая решётка устойчивой при нормальных условиях аллотропной модификации — кубическая типа алмаза.

Температура плавления 938,25 °C, температура кипения 2850 °C, плотность германия 5,33 г/см3.

Теплоёмкость германия имеет аномальный вид, а именно, содержит пик над уровнем нормальной (колебательной) составляющей<ref>Cristescu S., Simon F. // Z.phys. Chem. 25 B, 273 (1936).</ref><ref>Шаблон:Книга</ref>, который, как пишет Ф. Зейтц: «не может быть объяснён никакой теорией, предполагающей гуковский закон сил, ибо никакая суперпозиция эйнштейновских функций не даёт кривой с максимумом»<ref>Шаблон:Книга</ref> и объясняется, как и аномальность поведения теплоёмкостей гафния, алмаза и графита, больцмановским фактором, контролирующим диффузионную (диссоциационную) компоненту<ref>Шаблон:Книга</ref>.

Германий является одним из немногих аномальных веществ, которые увеличивают плотность при плавлении. Плотность твёрдого германия 5,327 г/см³ (25 °С), жидкого — 5,557 г/см³ (при 1000 °С). Другие вещества, обладающие этим свойством — вода, кремний, галлий, сурьма, висмут, церий, плутоний.

Германий по электрофизическим свойствам является непрямозонным полупроводником.

Основные полупроводниковые свойства нелегированного монокристаллического германия
  • Статическая диэлектрическая проницаемость ε = 16,0.
  • Ширина запрещённой зоны (при 300 К) Eg = 0,67 эВ
  • Собственная концентрация ni = 2,33Шаблон:E см−3<ref name="PhysVals" />.
  • Эффективная масса<ref>Баранский П. И., Клочев В. П., Потыкевич И. В. Полупроводниковая электроника. Свойства материалов: Справочник. Киев: Наукова думка, 1975. 704 с.</ref>:
    • электронов, продольная: m|| = 1,58 m0, m|| = 1,64 m0<ref name="ReferenceA">З и С. Физика полупроводниковых приборов. М.: Мир, 1984. 455 с.</ref>
    • электронов, поперечная: m=0,0815m0, m=0,082m0<ref name="ReferenceA"/>;
    • дырок, тяжёлых: mhh = 0,379 m0;
    • дырок, лёгких: mhl = 0,042 m0.
  • Энергия сродства к электрону: χ = 4,0 эВ<ref name="ReferenceA"/>.
  • показатель преломления

Легированный галлием германий в виде тонкой плёнки переходит при низких температурах в сверхпроводящее состояние<ref name="cl">CompulentaШаблон:Недоступная ссылка.</ref>.

Изотопы

Шаблон:Main Природный германий состоит из смеси пяти изотопов: 70Ge (20,55 % атомов), 72Ge (27,37 %), 73Ge (7,67 %), 74Ge (36,74 %), 76Ge (7,67 %).

Первые четыре изотопа стабильны, пятый (76Ge) весьма слабо радиоактивен и испытывает двойной бета-распад с периодом полураспада 1,58Шаблон:E лет.

Искусственно получено 27 радиоизотопов с атомными массами от 58 до 89. Наиболее стабильным из радиоизотопов является 68Ge, с периодом полураспада 270,95 суток. А наименее стабильным — 60Ge, с периодом полураспада 30 мс.

Химические свойства

В химических соединениях германий обычно проявляет степени окисления +4 или +2. Сочетает свойства металла и неметалла. При этом соединения со степенью окисления +2 неустойчивы и стремятся перейти в степень окисления +4. При нормальных условиях германий устойчив к действию воздуха и воды, разбавленных щелочей и кислот. Медленно растворяется в горячих концентрированных растворах серной и азотной кислот:

<math chem>\ce{Ge + 2 H2SO4 ->[t] GeO2 * }x\ce{H2O + 2 SO2 + {}}(2 - x)\ce{ H2O}</math>
<math chem>\ce{Ge + 4 HNO3 ->[t] GeO2 * }x\ce{H2O + 4 NO2 + {}}(2 - x)\ce{ H2O}</math>

Растворяется в щелочах лишь в присутствии окислителей (например, <chem>H2O2</chem> или <chem>NaOCl</chem>):

<chem>Ge + 2 KOH + 2 H2O2 -> K2GeO3 + 3 H2O</chem>

Растворим в расплавах щелочей с образованием германатов. Германий окисляется на воздухе до <chem>GeO2</chem> при температуре красного каления, взаимодействие с <chem>H2S</chem> или парами серы приводит к образованию <chem>GeS2</chem>. Реакции с <chem>Cl2</chem> и <chem>Br2</chem> дают соответственно <chem>GeCl4</chem> и <chem>GeBr4</chem>, а реакция с <chem>HCl</chem> — смесь <chem>GeCl4</chem> и <chem>GeHCl3</chem>.

Растворим в царской водке и в смеси концентрированных плавиковой и азотной кислот:

<chem>3 Ge + 4 HNO3 + 18 HCl -> 3 H2[GeCl6] + 4 NO ^ + 8 H2O</chem>
<chem>3 Ge + 4 HNO3 + 18 HF -> 3 H2[GeF6] + 4 NO ^ + 8 H2O</chem>

Соединения германия

Неорганические

Органические

Шаблон:Main

Германийорганические соединения — металлоорганические соединения содержащие связь германий — углерод. Иногда ими называются любые органические соединения, содержащие германий.

Первое германоорганическое соединение — тетраэтилгерман — было синтезировано немецким химиком Клеменсом Винклером в 1887 году.

Получение

Германий встречается в виде примеси к полиметаллическим, никелевым, вольфрамовым рудам, а также в силикатах. В результате сложных и трудоёмких операций по обогащению руды и её концентрированию германий выделяют в виде оксида GeO2, который восстанавливают водородом при 600 °C до простого вещества:

<chem>GeO2 + 2 H2 -> Ge + 2 H2O</chem>

Получение чистого германия происходит методом зонной плавки, что делает его одним из самых химически чистых материалов<ref name="Chardin" />.

Промышленное производство

Мировое потребление германия на 2023 год составит около 60 т, на сумму около 230 млн долл. По оценкам, КНР обеспечивает от 60 до 85 % мирового производства германия<ref>Китай ограничил экспорт редких элементов на Запад. Страна сделала ответный залп в глобальной полупроводниковой войне Шаблон:Wayback // Известия, 7 июля 2023</ref>.

В СССР

Файл:Burba a a c1968.jpg
А. А. Бурба — создатель металлургии германия в СССР

Производство германия в промышленных масштабах в СССР началось в 1959 году, когда на Медногорском медно-серном комбинате (ММСК) был введён в действие цех переработки пыли<ref>История предприятия: Сайт Медногорского медно-серного комбината Шаблон:Wayback.</ref><ref>Иванов В. И. Мы были единомышленниками // Газета «Медногорский металлург», № 25, 18.06.2004. — С. 3. Шаблон:Wayback.</ref>. Специалисты комбината под руководством А. А. Бурбы в сотрудничестве с проектным институтом «Унипромедь» разработали и внедрили в производство уникальную химико-металлургическую технологию получения германиевого концентрата путём комплексной переработки пылей шахтных металлургических печей медеплавильного производства и золы от сжигания энергетических углей, служивших топливом для электростанции<ref>Наумов А. В. На германиевой подложке (с. 9) // Химия и жизнь, 2017, № 4. С. 8—11. Шаблон:Wayback.</ref>; после этого СССР смог полностью отказаться от импорта германия. Впервые в мировой практике было выполнено извлечение германия из медноколчеданных руд. Пуск промышленного цеха переработки пыли на ММСК относят к крупнейшим внедрениям в цветной металлургии XX века<ref>Окунев А. И., Кирр Л. Д., Скопов Г. В. Извлечение германия и других элементов-спутников из пыли медеплавильного производства (к 50-летию со дня внедрения технологии) Шаблон:Wayback.</ref>.

В 1962 году по инициативе и при участии А. Бурбы аналогичное производство было создано также на Ангренском химико-металлургическом заводе (АХМЗ) в городе Ангрен в Узбекистане (ныне предприятие «Ангренэнергоцветмет»)<ref>Ангрен в событиях и датах. Шаблон:Wayback.</ref><ref>Энциклопедия Забайкалья Шаблон:Wayback.</ref>. Практически весь объём производства концентрата германия в СССР приходился на ММСК и АХМЗ<ref>Наумов А. В. Мировой рынок германия и его перспективы (с. 36)// Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2007, № 4. — С. 32—40. Шаблон:Wayback.</ref>. Создание крупномасштабного производства германия внесло значительный вклад в обеспечение экономической и оборонной безопасности страны. Уже в 1960-е годы Советский Союз смог отказаться от импорта германия, а в 1970-е годы начать его экспорт и стать мировым лидером по его производству<ref>Германий солнечный Шаблон:Wayback // Витрина: Бизнес-издание Красноярского края, июнь 2014, с. 8—12.</ref>.

Для переработки выпускавшегося на ММСК и АХМЗ германиевого концентрата в конечные продукты (чистый германий и его соединения) в 1961—1962 годах на Красноярском аффинажном заводе (с 1967 года — Красноярский завод цветных металлов, затем — ОАО «Красцветмет») был создан цех по производству германия (с 1991 года — ОАО «Германий»)<ref>Красноярский завод цветных металлов им. В. Н. Гулидова: Основные исторические вехи завода. Шаблон:Wayback</ref><ref>Красцветмет. Интерактивный музей. 1953—1963. События Шаблон:Wayback.</ref>. В 1962—1963 гг. цех производил 600 кг монокристаллического германия в год<ref>Красцветмет. Интерактивный музей. 1953—1963. Цифры Шаблон:Wayback.</ref>. В 1968—1969 гг., когда внутренние потребности в германии были обеспечены, СССР впервые начал экспортировать диоксид германия, а в 1970 году начался также экспорт поликристаллического зонноочищенного германия<ref>Наша история — ОАО «Германий» (Красноярск) Шаблон:Wayback.</ref>. СССР удерживал мировое лидерство по производству германия, увеличив выпуск металла настолько, что до 40 % производства уходило на экспорт<ref>Старков В. Д. Минеральные ресурсы России (с. 75) — Тюмень: Изд-во Тюменск. гос. ун-та. — 2007. — 180 с. Шаблон:Wayback</ref>.

В России

После распада СССР, вплоть до 2010 года, ММСК оставался единственным производителем германиевого концентрата в России<ref>Кобер П. Разбег в степи. Интервью директора ММСК Ю. С. Кривоносова // журн. «Эксперт-Урал», № 21 (193), 6 июня 2005. Шаблон:Wayback.</ref>. С 2010 года производство германия в концентрате на ММСК приостановлено, а оборудование законсервировано. Одновременно с этим начато производство германия в концентрате на ООО «Германий и приложения» в Новомосковске Тульской области<ref>Цех переработки пыли Шаблон:Wayback. Сайт ООО «Медногорский медно-серный комбинат».</ref><ref>Кузбит О. Под Тулой могут сдвинуть баланс сил на мировом германиевом рынке Шаблон:Wayback.</ref>. В 2000-х годах для получения германия в России используются германиеносные угли следующих месторождений: Павловское (Михайловский район Приморского края), Новиковское (Корсаковский городской округ Сахалинской области), Тарбагатайское (Петровск-Забайкальский район Забайкальского края). Германиеносные угли этих месторождений в среднем содержат 200 граммов германия на тонну<ref>Шаблон:Статья</ref><ref>Бажов П. С. Разработка способов повышения извлечения германия при пирометаллургической переработке продуктов сжигания углей Шаблон:Wayback / Автореферат диссертации. Екатеринбург, 2011.</ref>.

Применение

В 2007 году основными потребителями германия были: 35 % волоконная оптика; 30 % тепловизорная оптика; 15 % химические катализаторы; 15 % электроника; небольшие количества германия потребляет металлургия<ref>Шаблон:Статья</ref>.

Оптика

Файл:Инфракрасная линза из кристаллического Германия.jpg
Пример инфракрасной линзы из германия
Файл:Линза из кристаллического Германия на ИК-камере Армата Т-14.jpg
Пример линзы из кристаллического германия в военных инфракрасных камерах на танке Армата Т-14

Радиоэлектроника

  • До 1970-х годов германий был основным полупроводниковым материалом электронной промышленности и широко использовался в производстве транзисторов и диодов. Впоследствии германий был полностью вытеснен кремнием. Германиевые транзисторы и диоды обладают характеристиками, отличными от кремниевых, ввиду меньшего напряжения отпирания p-n-перехода в германии — 0,35…0,4 В против 0,6…0,7 В у кремниевых приборов<ref>Полупроводники. Принцип действия. Свойства электронно-дырочных переходов. — Принцип действия Шаблон:Wayback.</ref><ref>Это обстоятельство имеет положительный характер, так как снижает потери напряжения (бесполезную рассеиваемую мощность) на выпрямительных диодах и транзисторах в режиме насыщения. А также даёт принципиальную возможность работы германиевых приборов при более низком напряжении питания, чем кремниевых.</ref>. Кроме того, обратные токи у германиевых приборов имеют сильную зависимость от температуры, и на несколько порядков больше таковых у кремниевых — скажем, в одинаковых условиях кремниевый диод будет иметь обратный ток 10 пА, а германиевый — 100 нА, что в Шаблон:Val раз больше. Также у германиевых приборов значительно выше шум и ниже температура, при которой происходит разрушение p-n-переходов<ref>Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. — М.: Мир. — 1982. — 512 с.</ref>. По советскому ГОСТ 10862-64 (1964 г.) и более поздним стандартам германиевые полупроводниковые приборы имеют обозначение, начинающиеся с буквы Г или цифры 1, например: ГТ313, 1Т308 — высокочастотные маломощные транзисторы, ГД507 — импульсный диод. До того транзисторы имели индексы, начинающиеся с букв С, Т или П (МП), а диоды — Д, и определить материал прибора по индексу было сложнее. Диоды и транзисторы с индексами меньше 100 были германиевыми, от 100 до 199 — кремниевыми. Далее индексы зависели от частоты и мощности, причём у транзисторов и диодов правила отличались. До конца 1960-х годов германиевые полупроводниковые приборы использовались повсеместно, в настоящее время германиевые диоды и транзисторы практически полностью вытеснены кремниевыми, как имеющими значительно лучшие эксплуатационные характеристики.
  • Сейчас германий используется в СВЧ-электронике для создания Шаблон:Iw в Шаблон:Iw-техпроцессе, способных работать на субтерагерцовых частотах<ref>Создан самый быстрый в мире транзистор на основе кремния и германия. Шаблон:Wayback.</ref>. Работы Жореса Алфёрова по структурам SiGe, в частности, заложили основуШаблон:Нет АИ этого направления.
  • Теллурид германия применяется как стабильный термоэлектрический материал и компонент термоэлектрических сплавов (термо-ЭДС 50 мкВ/К).

Прочие применения

Экономика

Цены

Год Цена
(USD/кг)<ref>Шаблон:Статья</ref>
1999 1 400
2000 1 250
2001 890
2002 620
2003 380
2004 600
2005 660
2006 880
2007 1 240
2008 1 490
2009 950

Средние цены на германий в 2007 году<ref>[infogeo.ru/metalls] Шаблон:Уточнить</ref>

  • Германий металлический — 1200 USD/кг.
  • Германия диоксид — 840 USD/кг.

Биологическая роль

Германий обнаружен в животных и растительных организмах. Малые количества германия не оказывают физиологического действия на растения, но токсичны в больших количествах. Германий нетоксичен для плесневых грибков.

Для животных германий малотоксичен. У соединений германия не обнаружено фармакологическое действие. Допустимая концентрация германия и его оксида в воздухе — 2 мг/м³, то есть такая же, как и для асбестовой пыли.

Соединения двухвалентного германия значительно более токсичны<ref>Назаренко В. А. Аналитическая химия германия. — М., Наука. — 1973. — 264 с.</ref>.

См. также

Шаблон:Дерево статей

Примечания

Шаблон:Примечания

Литература

  • Шаблон:ВТ-ЭСБЕ
  • Бурба А. А. Разработка и освоение технологии получения германия при шахтной плавке руд цветных металлов // В сб.: Мат-лы научн. семинара по проблеме извлеч. германия при переработке руд: Информ. Гиредмета, 1960, № 7(18).
  • Сосновский Г. Н., Бурба А. А. Германий: Учебн. пособие для студентов металлургич. специальности. Иркутск: Иркут. политехн. ин-т, 1967. — 161 с.
  • Бурба А. А., Чижиков Д. М. Из опыта работы Медногорского МСК по извлечению германия из металлургических пылей и зол энергетических углей // В сб.: Мат-лы совещания по обмену опытом в области производства германиевого сырья (Центр микроэлектроники, Зеленоград): Сб. Гиредмета, 1969, т. 1.
  • Наумов А. В. Мировой рынок германия и его перспективы. — Известия вузов. Цветная металлургия., № 4, 2007. — С. 32—40.
  • Окунев А. И., Кирр Л. Д., Чижов Е. А. Комплексная переработка медеплавильных пылей с извлечением германия и элементов-спутников // 300 лет уральской металлургии: Тр. междунар. конгресса. 4—5 окт. 2001 г. — Екатеринбург, 2001. — С. 305.

Ссылки

Шаблон:Навигация

Шаблон:Внешние ссылки Шаблон:Навигационная обёртка

Шаблон:Навигационная обёртка/конец

Шаблон:Ряд Активности Металлов