Германий входит в периодическую систему химических элементов Менделеева. Обозначение “Ge” расположено в IV группе, порядковый номер 32, атомная масса — 72,59. Вещество твердое, для него характерен серо-белый цвет с металлическим блеском. В некоторых случаях он может быть серебристым либо темным. По внешним сходствам сравним с кремнием.
Новое открытие
Свойства и существование германия стали известны благодаря химику Дмитрию Менделееву еще в 1871 году. В те времена он носил название “экасилиций” по причине того, что его свойства имели схожесть с кремнием. В 1886 году были проведены более глубокие исследования данного металла, и ученому-химику Клеменсу Винклеру удалось обнаружить в составе природной смеси новый химический элемент.
Клеменс Винклер
Применение в промышленности
Германий является полупроводниковым материалом, за счет этого он нашел свое место в различной технике и электронике при производстве микросхем и транзисторов. На этом область его применения не заканчивается. Сплавы из данного материала используются в детекторах и датчиках. Тонкие пленки металла, наложенные на стекло, нашли свое применение в качестве сопротивления в радарных установках.
Происхождение названия
После открытия его в 1886 году К. Винклером ученый долгое время не мог решить, как назвать этот химический элемент. Первое, что приходило на ум, было нептуний, но затем он узнал, что это наименование уже было использовано, что и стало причиной отказа от этой мысли. Среди поступающих предложений было название “ангулярий”, что в переводе значило “вызывающий споры”, однако химик не был согласен с этим. По своей национальности Винклер был немцем, и в честь страны решил дать название новому химическому элементу.
За что ценится
Прочность у данного материала не такая хорошая как у титана либо вольфрама, он также не является постоянным источником энергии и не обладает высокой электропроводимостью, а в промышленных целях именно железо считается главным материалом. Несмотря на все это германий еще ранее, чем кремний стал использоваться в качестве полупроводника.
Распространенность в природе
Германий в природе нельзя встретить в свободном виде. Его общее содержание в земной коре незначительно, но превосходит по распространенности серебро, сурьму либо висмут. Собственные минералы германия редкие, и обнаружить их удается не часто.
Биологическая роль
Данный элемент можно встретить в растительных и животных организмах. Физиологического действия в малых концентрациях германий не оказывает на растения, но в большом объеме он токсичен. Полностью безопасен для плесневых грибков. Для животных германий малотоксичный.
Химические свойства
По свойствам можно провести аналогию германия с кремнием ввиду их сходства. При обычных условиях данный элемент имеет устойчивость к водному пару, разбавленным кислотам и кислороду. Взаимодействует с растворами щелочей в присутствии окислителей. При нагревании элемент вступает в реакцию с кислотами. Процесс окисления металлического германия происходит при воздействии на него температуры в 700 градусов по Цельсию. При достижении 1100°С металл начинает взаимодействовать с водородом.
Применение в медицине
Впервые широкое применение германия началось в Японии. Проведенные испытания на животных и людях германийорганических соединений дали результат положительного воздействия на организм. Стоит отметить некоторые биологические свойства: противоопухолевая активность; перенос кислорода в ткани; повышение иммунитета.
Устойчивость
Металл обладает высокой устойчивостью к таким кислотам как серная и соляная, также германий не вступает в реакцию с растворами щелочей. Растворяется без труда в смеси азотной и соляной кислоты, а также в щелочном растворе пероксида водорода.
Где содержится
Данный микроэлемент присутствует в большинстве продуктов, но его дозировка незначительна. Суточное нормальное количество составляет 10 миллиграммов. По оценкам каждый день в организм человека его поступает около 1,5 мг. Его можно встретить в таких продуктах: томатный сок, бобовые, молоко, лососина. Такого количества недостаточно, и чтобы организм смог получить норму, требуется выпить около 10 литров томатного сока и съесть примерно 5 килограммов лососины. У большинства людей наблюдается его дефицит, и, чтобы компенсировать недостаток, можно приобрести специальные препараты.
Противораковое средство
Германий не дает образовываться онкологиям в организме человека, а также препятствует развитию метастаз. Его органические соединения способствуют выработке интерферона, который служит защитой от появления инородных тел.
Еще факты
- Главное отличие германия от кремния заключается в том, что первый имеет большую массу.
- Человеку удалось получить множество элементоорганических соединений германия, и ни одно из них не было токсичным в отличие от оловоорганических и свинцовых.
- В промышленных целях германий ценится за счет своих свойств, делающих его практически незаменимым при изготовлении различных приборов.
- Находка совершенно нового химического элемента была уже ранее открыта под названием “экасилиций”. До второй половины XX века применение металла было ограниченным, а производство его началось только при промышленном изготовлении полупроводниковой электроники.
- Металл очень хрупкий, по этому свойству его можно сравнить со стеклом.
- Материал используется в ядерной физике для детекторов гамма-излучения.
- Данный элемент встречается в вольфрамовых, никелевых и полиметаллических рудах, также в силикатах.
- Если металл уронить об пол, то вероятнее он разобьется, что связано с его чрезвычайной хрупкостью.
- Металл закипает при температуре в 2850 градусов по Цельсию, а плавится уже при 938,25.
- В 2007 году наиболее востребованным германий был в металлургии. Его применяли в волоконной и тепловизорной оптике, химических катализаторах, электронике.
- Германий очень дорогой металл, и один слиток будет стоить столько же, как и такой же из золота.
- Германий один из немногих веществ, увеличивающих свою плотность при плавлении.
- Первым медицинским японским препаратом стал “Германий — 132”.
- Производство германия может варьировать в годовых пределах от 100 до 120 тонн, что напрямую зависит от спроса на него.
