Germani

iso.	AN	Període de semidesintegració
⁷⁰Ge	21,23%	Ge és estable amb 38 neutrons
⁷²Ge	27,66%	Ge és estable amb 40 neutrons
⁷³Ge	7,73%	Ge és estable amb 41 neutrons
⁷⁴Ge	35,94%	Ge és estable amb 42 neutrons

Valors en el SI d'unitats i en CNPT (0º C i 1 atm),
excepte quan s'indica el contrari.

El germani és un element químic de nombre atòmic 32, i símbol Ge pertanyent al grup 14 de la taula periòdica dels elements.

[edita] Característiques principals

És un metal·loide sòlid dur, cristal·lí, de color blanc grisenc llustrós, que conserva la brillantor a temperatures ordinàries. Presenta la mateixa estructura cristal·lina que el diamant i resistix als àcids i àlcalis.

Forma gran nombre de compostos organometàl·lics i és un important material semiconductor utilitzat en transistors i fotodetectors. A diferència de la majoria de semiconductors, el germani té una petita banda prohibida (band gap) pel que respon de forma eficaç a la radiació infraroja i pot usar-se en amplificadors de baixa intensitat.

[edita] Aplicacions

Les aplicacions del germani es veuen limitades pel seu elevat cost i en molts casos s'investiga la seua substitució per materials més econòmics.

Fibra òptica.
Electrònica: Radars i amplificadors de guitarres elèctriques usats per músics nostàlgics del so de la primera època del rock & roll; aliatges SiGe en circuits integrats d'alta velocitat.
Òptica d'infraroigs: Espectroscopis, sistemes de visió nocturna i altres equips.
Lents, amb alt índex de refracció, d'angle ample i per a microscopis.
En joieria s'usa l'aliatge Au amb un12% de germani.
Com a element enduridor de l'alumini, magnesi i estany.
En Quimioteràpia.
El tratraclorur de germani (GeCl₄) s'usa com catalitzador en la síntesi de polímers (PET).

[edita] Història

Bol de Germani

La propietats del germani (del llatí Germania, Alemanya) van ser predites el 1871 per Mendeleyev en funció de la seua posició a la taula periòdica, element a què va anomenar eka-silici. L'alemany Clemens Winkler va demostrar el 1886 l'existència d'aquest element, descobriment que va servir per a confirmar la validesa de la taula periòdica tenint en compte les similituds entre les propietats predites i les observades:

Propietat	Ekasilici	Germani
	(Predites, 1871)	(Observades, 1886)
Massa atòmica	72	72,59
Densitat (g/cm³)	5,5	5,35
Calor específica (J/kg·K)	0,31	0,32
Punt de fusió (ºC)	alt	960
Fórmula de l'òxid	RO₂	GeO₂
Fórmula del clorur	RCl₄	GeCl₄
Densitat de l'òxid (g/cm³)	4,7	4,70
Punt d'ebullició del clorur (ºC)	100	86
Color	gris	gris

[edita] Abundància i obtenció

Els únics minerals rendibles per a l'extracció del germani són la germanita (69% de Ge) i ranierita (7-8% de Ge); a més està present en el carbó, la argirodita i altres minerals. La major quantitat, en forma d'òxid (GeO₂), s'obté com a subproducte en l'obtenció del zinc o de processos de combustió de carbó (a Rússia i Xina es troba el procés en desenvolupament).

Amb puresa del 99,99%, per a usos electrònics s'obté per refinat per mitjà de fusió per zones resultant cristalls de 25 a 35 mm usats en transistors i díodes; amb aquesta tècnica les impureses es poden reduir fins a 0,0001 ppm.

El desenvolupament dels transistors de germani va obrir la porta a nombroses aplicacions electròniques que avui són quotidianes. Entre 1950 i els primers 70, l'electrònica va constituir el gros de la creixent demanda de germani fins que va començar a substituir-se pel silici per les seves superiors propietats elèctriques. Actualment la gran part del consum es destina a fibra òptica (prop de la meitat), equips de visió nocturna i catàlisi en la polimerització de plàstics, encara que s'investiga la seva substitució per catalitzadors més econòmics. En el futur és possible que s'estenguen les aplicacions electròniques dels aliatges silici-germani en substitució de l'arseniür de gal·li (GaAs) especialment en les telecomunicions sense cable.

El preu del germani era el 1997 d'uns 3 US$ per gram. A finals del 2000 havia baixat fins als 1.15 $ per gram.