Germanium

1 skal 2
2 skal 8
3 skal 18
4 skal 4
5 skal  
6 skal  
7 skal  
Navn på Engelsk
Germanium
Navn på Tysk
Germanium
Navn på Fransk
Germanium
Navn
Germanium
Symbol
Ge
Atomnummer
32
Atommasse
72,59
Smeltepunkt
937°C
Kogepunkt
2830°C
Massefylde
5,32 g/cm3
Elektronnegativitet
2,0
Oxidationstrin
+2, +4
Isotopmasseområde
61 - 90
Klassifikation
Metal
 

Opdagelse
I 1886 opdagede den tyske kemiker C. A. Winkler grundstoffet germanium i mineralet argyrodit. Mineralet var fundet året før af den tyske mineralog og fysiker A. Weisbach ved byen Freiberg i Sachsen, og han gav det navnet argyrodit. De første undersøgelser af mineralet tydede på, at det i hovedsagen bestod af grundstofferne sølv og svovl med spor af kviksølv. Det var imidlertid først da Winkler, som var en fremragende analytiker, fik overdraget opgaven med at finde mineralets rigtige sammensætning, at argyrodits bestanddele blev klarlagt og mængdebestemt. Winkler indså snart, at argyrodit måtte indeholde et nyt grundstof, idet han ved den ene kvantitative analyse efter den anden til stadighed fik et samlet indhold af sølv og svovl nær de 93 % (ca.75 % sølv og ca. 18 % svovl), hvilket altså gav en ikke bestemt rest på omkring 7%. Ved at smelte mineralet med soda og svovl og behandle den fremkomne smelte med vand, kunne han frafiltrere et bundfald. Den tiloversblevne væske (filtratet) behandlede han med et stort overskud af koncentreret saltsyre. Herved fik han til sin store glæde et rigeligt hvidt bundfald, som viste sig at indeholde et nyt grundstof bundet til svovl. Den kemiske formel for bundfaldet var GeS2 og dette stof er netop tungtopløseligt i koncentrerede syrer. Ved at opvarme GeS2 i en strøm af hydrogen, H2 isolerede Winkler et gråt metallisk pulver, som bestod af det formodede nye grundstof:

GeS
2 + 2H2 —> Ge + 2H2S

Navn
Winkler kaldte grundstoffet for germanium, hvilket er afledt af romernes gamle navn for Tyskland - 'Germania'.

Egenskaber
Germanium er et hårdt, sprødt halvmetal med en diamantagtig struktur. Ved opvarmning forbinder det sig med luftens oxygen til GeO2- Det angribes af koncentreret salpetersyre, men ikke af saltsyre eller stærk base. Germanium står i 4.hovedgruppe i Det Periodiske System.

Forekomst
Germanium findes foruden i mineralet argyrodit, 4Ag2S • GeS2 tillige i mineralet germanit, Cu6FeGe2S8 samt i nogle bly- og zinkmalme samt i aske fra kul.

Udvinding
Ved fremstilling af germanium fra zinkmalme behandles disse med saltsyre, hvorved der dannes den flygtige væske germanium(IV)chlorid, GeCl4, som afdestilleres. Dette raffineres ved yderligere destillation, hvorefter det hydrolyseres til germanium(IV)oxid, GeO2. Ved at reducere oxidet med hydrogen i grafitdigler ved 600°C. fås metallisk germanium med en meget stor renhed: GeO2 + 2H2 —> Ge + 2H2O

Anvendelse
Indtil 1942 var der ingen stor efterspørgsel på germanium, men herefter opdagede man, at det kunne anvendes til fremstilling af halvledere til brug i elektroniske komponenter såsom ensrettere og senere i transistorer. Dette medførte, at prisen på germanium hurtigt steg voldsomt, og en overgang var den fem gange højere end guldprisen. Stoffet bruges også til fremstilling af specialglas i kameralinser og i detektorer for infrarød stråling.

Miljø og Helse
Germaniumforbindelserne germanium(IV)hydrid, GeH4 og det ovenfor omtalte germanium(IV)chlorid, GeCl4 er de mest akut giftige germaniumholdige stoffer. I dyreforsøg er det vist, at GeH4 har en ødelæggende virkning på lever og nyrer. Indånding af dampe af GeCl4 menes at kunne føre til akut bronkitis. Germanium og de fleste af dets kemiske forbindelser har dog kun ringe giftvirkning på dyr og mennesker.