germanio, un elemento del grupo IVA

Símbolo del elemento Ge, número atómico 32, peso atómico 72,59, disposición de electrones periféricos 4s24p2, radio atómico 122 picómetros, radio Ge4+ 53 picómetros, primera energía de ionización 769,12 kJ/mol, electronegatividad 1,8, los principales números de oxidación son +4 y +2. Ubicado en la familia IVA del cuarto ciclo. El germanio, un metal brillante de color blanco plateado, quebradizo y cristalino, tiene una estructura de diamante, densidad de 5,35 g/cm3, punto de fusión 937,4°C, punto de ebullición 2830°C. Es relativamente estable en el aire a temperatura ambiente y puede oxidarse a altas temperaturas. El germanio en polvo se quema en cloro o bromo. Insoluble en agua, ácido clorhídrico y ácido sulfúrico diluido. Soluble en ácido nítrico concentrado, ácido sulfúrico concentrado o agua regia. Insoluble en solución de álcali cáustico diluido; soluble en álcali cáustico fundido, nitrato o carbonato para formar germanato. Puede combinarse con azufre para formar sulfuro de germanio. Se puede combinar con hidrógeno por encima de 1000 ℃. El germanio de alta pureza es un material semiconductor. El monocristal de germanio mezclado con trazas de impurezas específicas se puede utilizar para fabricar diversos transistores, rectificadores y otros dispositivos. Se puede utilizar como material de células termoeléctricas para fabricar células solares, fotovoltaicas, termistores. resistencias de película delgada, termómetros semiconductores, ventanas de germanio que transmiten específicamente rayos infrarrojos, prismas o lentes, etc. Los compuestos de germanio se utilizan para fabricar placas fluorescentes y diversos vidrios de alto índice de refracción. El germanio es un elemento escaso y no tiene mineral para la minería industrial. Representa 7,0 × 10-4 en masa en la corteza terrestre y contiene pequeñas cantidades en carbón, plata, estaño, zinc, cobre y otros minerales. La producción industrial moderna recupera principalmente mineral de sulfuro de zinc, carbón, desechos metalúrgicos o polvo de combustión. Mendeleev predijo su existencia en 1871. Catorce años más tarde, el químico alemán Winkler descubrió el germanio mientras analizaba el mineral de germanio de sulfuro de plata en 1885. Más tarde, se produjo calentando sulfuro de germanio con germanio. El principio de refinar el germanio es oxidar primero el mineral de sulfuro para convertir el sulfuro de germanio del mineral en dióxido de germanio, luego disolverlo con ácido clorhídrico y destilarlo, y utilizar la volatilidad del tetracloruro de germanio para separarlo. Luego se hidroliza el tetracloruro de germanio para convertirlo en dióxido de germanio y luego se usa hidrógeno para reducir el óxido de germanio a una temperatura inferior a 540 °C. La fórmula química es GeO2 y el peso de la fórmula es 104,59. El polvo blanco es insoluble en agua y no reacciona con el agua. Es un óxido anfótero que es principalmente ácido. Se puede disolver en ácido clorhídrico concentrado para formar tetracloruro de germanio y también se puede disolver en una solución alcalina fuerte para formar germanato, como:

GeO2+2NaOH=Na2GeO3+H2O

Utilizado como material semiconductor. Se produce calentando la oxidación del germanio o la hidrólisis del tetracloruro de germanio. Fórmula química GeCl4, peso fórmula 214,43. Líquido incoloro, miscible con ácido sulfúrico, se descompone cuando se expone al agua para formar dióxido de germanio. La densidad es 1,879 g/cm3, el punto de fusión es -49,5 ℃ y el punto de ebullición es 83,1 ℃. Materia prima para la fabricación de germanio semiconductor. Se prepara disolviendo dióxido de germanio en ácido clorhídrico concentrado.