Germani
De Viquip??dia
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
General | |||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Nom, s??mbol, nombre | Germani, Ge, 32 | ||||||||||||||||||||||||||||||
S??rie qu??mica | Metal??loides | ||||||||||||||||||||||||||||||
Grup, per??ode, bloc | 14, 4 , p | ||||||||||||||||||||||||||||||
Densitat, duresa Mohs | 5323 kg/m3, 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||
Aparen??a | Blanc grisenc |
||||||||||||||||||||||||||||||
Propietats at??miques | |||||||||||||||||||||||||||||||
Pes at??mic | 72,64 uma | ||||||||||||||||||||||||||||||
Radi mitj????? | 125 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
Radi at??mic calculat | 125 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
Radi covalent | 122 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
Radi de Van der Waals | Sense dades | ||||||||||||||||||||||||||||||
Configuraci?? electr??nica | [Ar]3d10 4s2 4p2 | ||||||||||||||||||||||||||||||
Estats d'oxidaci?? (??xid) | 4 (amf??ter) | ||||||||||||||||||||||||||||||
Estructura cristal??lina | C??bica centrada en les cares | ||||||||||||||||||||||||||||||
Propietats f??siques | |||||||||||||||||||||||||||||||
Estat de la mat??ria | S??lid | ||||||||||||||||||||||||||||||
Punt de fusi?? | 1211,4 K | ||||||||||||||||||||||||||||||
Punt d'ebullici?? | 3093 K | ||||||||||||||||||||||||||||||
Entalpia de vaporitzaci?? | 330,9 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
Entalpia de fusi?? | 36,94 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
Pressi?? de vapor | 0,0000746 Pa a 1210 K | ||||||||||||||||||||||||||||||
Velocitat del so | 5400 m/s a 293,15 K | ||||||||||||||||||||||||||||||
Informaci?? diversa | |||||||||||||||||||||||||||||||
Electronegativitat | 2,01 (Pauling) | ||||||||||||||||||||||||||||||
Calor espec??fica | 320 J/(kg??K) | ||||||||||||||||||||||||||||||
Conductivitat el??ctrica | 1,45 m-1??ohm-1 | ||||||||||||||||||||||||||||||
Conductivitat t??rmica | 59,9 W/(m??K) | ||||||||||||||||||||||||||||||
1er potencial de ionitzaci?? | 762 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
2on potencial de ionitzaci?? | 1537,5 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
3er potencial de ionitzaci?? | 3302,1 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
4t potencial de ionitzaci?? | 4411 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
5?? potencial de ionitzaci?? | 9020 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
Is??tops m??s estables | |||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
Valors en el SI d'unitats i en CNPT (0?? C i 1 atm), excepte quan s'indica el contrari. |
El germani ??s un element qu??mic de nombre at??mic 32, i s??mbol Ge pertanyent al grup 14 de la taula peri??dica dels elements.
Taula de continguts |
[edita] Caracter??stiques principals
??s un metal??loide s??lid dur, cristal??l??, de color blanc grisenc llustr??s, que conserva la brillantor a temperatures ordin??ries. Presenta la mateixa estructura cristal??lina que el diamant i resistix als ??cids i ??lcalis.
Forma gran nombre de compostos organomet??l??lics i ??s un important material semiconductor utilitzat en transistors i fotodetectors. A difer??ncia de la majoria de semiconductors, el germani t?? una petita banda prohibida (band gap) pel que respon de forma efica?? a la radiaci?? 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 substituci?? per materials m??s econ??mics.
- Fibra ??ptica.
- Electr??nica: Radars i amplificadors de guitarres el??ctriques usats per m??sics nost??lgics del so de la primera ??poca del rock & roll; aliatges SiGe en circuits integrats d'alta velocitat.
- ??ptica d'infraroigs: Espectroscopis, sistemes de visi?? nocturna i altres equips.
- Lents, amb alt ??ndex de refracci??, 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 Quimioter??pia.
- El tratraclorur de germani (GeCl4) s'usa com catalitzador en la s??ntesi de pol??mers (PET).
[edita] Hist??ria
La propietats del germani (del llat?? Germania, Alemanya) van ser predites el 1871 per Mendeleyev en funci?? de la seua posici?? a la taula peri??dica, element a qu?? va anomenar eka-silici. L'alemany Clemens Winkler va demostrar el 1886 l'exist??ncia d'aquest element, descobriment que va servir per a confirmar la validesa de la taula peri??dica tenint en compte les similituds entre les propietats predites i les observades:
Propietat | Ekasilici | Germani |
---|---|---|
(Predites, 1871) | (Observades, 1886) | |
Massa at??mica | 72 | 72,59 |
Densitat (g/cm??) | 5,5 | 5,35 |
Calor espec??fica (J/kg??K) | 0,31 | 0,32 |
Punt de fusi?? (??C) | alt | 960 |
F??rmula de l'??xid | RO2 | GeO2 |
F??rmula del clorur | RCl4 | GeCl4 |
Densitat de l'??xid (g/cm??) | 4,7 | 4,70 |
Punt d'ebullici?? del clorur (??C) | 100 | 86 |
Color | gris | gris |
[edita] Abund??ncia i obtenci??
Els ??nics minerals rendibles per a l'extracci?? del germani s??n la germanita (69% de Ge) i ranierita (7-8% de Ge); a m??s est?? present en el carb??, la argirodita i altres minerals. La major quantitat, en forma d'??xid (GeO2), s'obt?? com a subproducte en l'obtenci?? del zinc o de processos de combusti?? de carb?? (a R??ssia i Xina es troba el proc??s en desenvolupament).
Amb puresa del 99,99%, per a usos electr??nics s'obt?? per refinat per mitj?? de fusi?? per zones resultant cristalls de 25 a 35 mm usats en transistors i d??odes; amb aquesta t??cnica les impureses es poden reduir fins a 0,0001 ppm.
El desenvolupament dels transistors de germani va obrir la porta a nombroses aplicacions electr??niques que avui s??n quotidianes. Entre 1950 i els primers 70, l'electr??nica va constituir el gros de la creixent demanda de germani fins que va comen??ar a substituir-se pel silici per les seves superiors propietats el??ctriques. Actualment la gran part del consum es destina a fibra ??ptica (prop de la meitat), equips de visi?? nocturna i cat??lisi en la polimeritzaci?? de pl??stics, encara que s'investiga la seva substituci?? per catalitzadors m??s econ??mics. En el futur ??s possible que s'estenguen les aplicacions electr??niques dels aliatges silici-germani en substituci?? de l'arseni??r 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.
[edita] Precaucions
Alguns compostos de germani, com el tetrahidrur de germani (GeH4) tenen una certa toxicitat en els mam??fers per?? s??n letals per a algunes bacteries.
[edita] Refer??ncies
- Enciclop??dia lliure (castell??)
- USGS - Estad??stiques sobre el germani (producci??, consum i preus) (angl??s)