Германий

Значение слова Германий по Ефремовой:
Германий - Химический элемент, твердое вещество серовато-белого цвета с металлическим блеском, являющееся полупроводниковым материалом.

Германий в Энциклопедическом словаре:
Германий - (лат. Germanium) - Ge, химический элемент IV группы периодическойсистемы, атомный номер 32, атомная масса 72,59. Назван от латинскогоGermania - Германия, в честь родины К. А. Винклера. Серебристо-серыекристаллы; плотность 5,33 г/см3, tпл 938,3 .С. В природе рассеян(собственно минералы редки); добывают из руд цветных металлов.Полупроводниковый материал для электронных приборов (диоды, транзисторы идр.), компонент сплавов, материал для линз в ИК-приборах, детекторовионизированного излучения.

Значение слова Германий по словарю Брокгауза и Ефрона:
Германий (хим.) — элементарное вещество, открытое К. Винклером в 1886 г. в редком минерале аргиродите, найденном в одной из копей Фрейберга в Саксонии. Свойства Г. (Ge = 72,32) как экасилиция (см. Периодический закон) были предсказаны (Д. И. Менделеевым, в 1871 г.) периодической системой элементов. Состав аргиродита — Ag ₆GeS₅. Для выделения Г. сплавляют аргиродит с серой и содой, при чем образуется натриевая сульфосоль Г., растворимая в воде. Сернистый Г., GeS ₂, выделенный из сульфосоли минеральной кислотой, при обработке азотной кислотой переходит в окись GeO ₂, которая при нагревании в струе водорода дает свободный Г. Это серовато-белый, легко кристаллизующийся из расплавленного состояния хрупкий металл; плавится при 900°; удельный вес = 5,469 при 20,4°. При нагревании на воздухе окисляется в GeO ₂, белый порошок, растворимый немного в воде (кислая реакция) и хорошо в щелочах. Соединяется с хлором в GeCl ₄, летучее вещество, кипящее при 86°. Слабо нагретый в струе хлористого водорода Г. превращается при выделении водорода в GeHCl ₃, соединение, аналогичное хлороформу, легко разлагающееся водой и на воздухе. Подобно кремнию, Г. образует соответственный ультрамарин и вообще представляет большое сходство с этим элементом. Г. найден еще в эвксените (Крюсс) и в самарските, до 1,5%, и других ниобовых и танталовых минералах (К. Хрущов). С. С. Колотов. Δ .

Определение слова «Германий» по БСЭ:
Германий (лат. Germanium)
Ge, химический элемент IV группы периодической системы Менделеева; порядковый номер 32, атомная масса 72,59; твёрдое вещество серо-белого цвета с металлическим блеском. Природный Г. представляет собой смесь пяти стабильных изотопов с массовыми числами 70, 72, 73, 74 и 76. Существование и свойства Г. предсказал в 1871 Д. И. Менделеев и назвал этот неизвестный еще элемент
«экасилицием» из-за близости свойств его с кремнием. В 1886 немецкий химик К. Винклер обнаружил в минерале аргиродите новый элемент, который назвал Г. в честь своей страны; Г. оказался вполне тождествен «экасилицию». До 2-й половины 20 в. практическое применение Г. оставалось весьма ограниченным. Промышленное производство Г. возникло в связи с развитием полупроводниковой электроники.
Общее содержание Г. в земной коре 7·10⁻⁴% по массе, т. е. больше, чем, например, сурьмы, серебра, висмута. Однако собственные минералы Г. встречаются исключительно редко. Почти все они представляют собой сульфосоли: германит Cu₂(Cu, Fe, Ge, Zn)₂ (S, As)₄, аргиродит Ag₈GeS₆, конфильдит Ag₈(Sn, Ce) S₆ и др. Основная масса Г. рассеяна в земной коре в большом числе горных пород и минералов: в сульфидных рудах цветных металлов, в железных рудах, в некоторых окисных минералах (хромите, магнетите, рутиле и др.), в гранитах, диабазах и базальтах. Кроме того, Г. присутствует почти во всех силикатах, в некоторых месторождениях каменного угля и нефти.
Физические и химические свойства. Г. кристаллизуется в кубической структуре типа алмаза, параметр элементарной ячейки а = 5, 6575 Е. Плотность твёрдого Г. 5,327 г/смі (25°C); жидкого 5,557 (1000°C); t_пл 937,5°C; t_кип около 2700°C; коэффициент теплопроводности ∼60 вт/(м (К), или 0,14 кал/(см (сек (град) при 25°C. Даже весьма чистый Г. хрупок при обычной температуре, но выше 550°C поддаётся пластической деформации. Твёрдость Г. по минералогической шкале 6-6,5; коэффициент сжимаемости (в интервале давлений 0-120 Гн/мІ или 0-12000 кгс/ммІ) 1,4·10⁻⁷ мІ/мн (1,4·10⁻⁶ смІ/кгс); поверхностное натяжение 0,6 н/м (600 дин/см).
Г. - типичный полупроводник с шириной запрещенной зоны 1,104·10⁻¹⁹, или 0,69 эв (25°C); удельное электросопротивление Г. высокой чистоты 0,60 ом (м (60 ом (см) при 25°C; подвижность электронов 3900 и подвижность дырок 1900 смІ/в^. сек (25°C) (при содержании примесей менее 10⁻⁸%). Прозрачен для инфракрасных лучей с длиной волны больше 2 мкм.
В химических соединениях Г. обычно проявляет валентности 2 и 4, причём более стабильны соединения 4-валентного Г. При комнатной температуре Г. 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°C Г. окисляется до окиси GeO и двуокиси GeO₂. Двуокись Г. - белый порошок с t_пл 1116°C; растворимость в воде 4,3 г/л (20°C). По химическим свойствам амфотерна, растворяется в щелочах и с трудом в минеральных кислотах. Получается прокаливанием гидратного осадка (GeO₂^. nH₂O), выделяемого при гидролизе тетрахлорида GeCl₄. Сплавлением GeO₂ с др. окислами могут быть получены производные германиевой кислоты - германаты металлов (In₂CeO₃, Na₂Ge О₃ и др.) - твёрдые вещества с высокими температурами плавления.
При взаимодействии Г. 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°C в присутствии CO). Одно из наиболее важных соединений Г. тетрахлорид GeCl₄ - бесцветная жидкость; t_пл -49,5°C; t_кип 83,1°C; плотность 1,84 г/смі (20°C). Водой сильно гидролизуется с выделением осадка гидратированной двуокиси. Получается хлорированием металлического Г. или взаимодействием GeO₂ с концентрированной НС1. Известны также дигалогениды Г. общей формулы GeX₂, монохлорид GeCl, гексахлордигерман Ge₂Cl₆ и оксихлориды Г. (например, GeOCl₂).
Сера энергично взаимодействует с Г. при 900-1000°C с образованием дисульфида GeS₂ - белого твёрдого вещества, t_пл 825°C. Описаны также моносульфид GeS и аналогичные соединения Г. с селеном и теллуром, которые являются полупроводниками. Водород незначительно реагирует с Г. при 1000-1100°C с образованием гермина (GeH) _x - малоустойчивого и легко летучего соединения. Взаимодействием германидов с разбавленной соляной кислотой могут быть получены германоводороды ряда Ge_nH_2n+2 вплоть до Ge₉H₂₀. Известен также гермилен состава GeH₂. С азотом Г. непосредственно не реагирует, однако существует нитрид Ge₃N₄, получающийся при действии аммиака на Г. при 700-800°C. С углеродом Г. не взаимодействует. Г. образует соединения со многими металлами - германиды.
Известны многочисленные комплексные соединения Г., которые приобретают всё большее значение как в аналитической химии Г., так и в процессах его получения. Г. образует комплексные соединения с органическими гидроксилсодержащими молекулами (многоатомными спиртами, многоосновными кислотами и др.). Получены гетерополикислоты Г. Так же, как и для др. элементов IV группы, для Г. характерно образование металлорганических соединений, примером которых служит тетраэтилгерман (C₂H₅)₄ Ge₃.
Получение и применение. В промышленной практике Г. получают преимущественно из побочных продуктов переработки руд цветных металлов (цинковой обманки, цинково-медно-свинцовых полиметаллических концентратов), содержащих 0,001-0,1% Г. 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% Г.). Извлечение Г. из концентрата обычно включает следующие стадии: 1) хлорирование концентрата соляной кислотой, смесью её с хлором в водной среде или др. хлорирующими агентами с получением технического GeCl₄. Для очистки GeCl₄ применяют ректификацию и экстракцию примесей концентрированной HCl. 2) Гидролиз GeCl₄ и прокаливание продуктов гидролиза до получения GeO₂. 3) Восстановление GeO водородом или аммиаком до металла. Для выделения очень чистого Г., используемого в полупроводниковых приборах, проводится Зонная плавка металла. Необходимый для полупроводниковой промышленности монокристаллический Г. получают обычно зонной плавкой или методом Чохральского (см. Монокристаллы).
Г. - один из наиболее ценных материалов в современной полупроводниковой технике (см. Полупроводниковые материалы). Он используется для изготовления диодов, триодов, кристаллических детекторов и силовых выпрямителей. Монокристаллический Г. применяется также в дозиметрических приборах и приборах, измеряющих напряжённость постоянных и переменных магнитных полей. Важной областью применения Г. является инфракрасная техника, в частности производство детекторов инфракрасного излучения, работающих в области 8-14 мк. Перспективны для практического использования многие сплавы, в состав которых входят Г., стекла на основе GeO₂ и др. соединения Г. (см. также Германиды).
Лит.: Тананаев И. В., Шпирт М. Я., Химия германия, М., 1967; Угай Я. А., Введение в химию полупроводников, М., 1965; Давыдов В. И., Германий, М., 1964; Зеликман А. Н., Крейн О. Е., Самсонов Г. В., Металлургия редких металлов, 2 изд., М., 1964; Самсонов Г. В., Бондарев В. Н., Германиды, М., 1968.
Б. А. Поповкин.

Германизмы    Германий    Германик