Germânio

Iso	ANO	Período	MD	Ed	PD
Iso	ANO	Período	MD	MeV	PD
70 ge	21,23 %	estável com 38 nêutrons
72 ge	27,66 %	estável com 40 nêutrons
73 ge	7,76 %	estável com 41 nêutrons
74 ge	35,94 %	estável com 42 nêutrons
76 ge	7,61 %	~ 1 × 10 21 a	2β -		76 Se

Propriedades físicas simples do corpo

Estado normal

Diamagnético sólido

Alótropo no estado padrão

Germânio α ( diamante cúbico )

Outros alótropos

Germânio β ( tetragonal )

Massa volumica

5,323 g · cm -3 ( 25 ° C )

Sistema de cristal

Diamante cúbico

Dureza

Cor

Branco cinzento

Ponto de fusão

938,25 ° C

Ponto de ebulição

2.833 ° C

Energia de fusão

36,94 kJ · mol -1

Energia de vaporização

334 kJ · mol -1 ( 1 atm , 2833 ° C )

Volume molar

13,63 × 10 -6 m 3 · mol -1

Pressão de vapor

74,6 × 10 -6 Pa
a 936,85 ° C

Velocidade do som

5400 m · s -1 a 20 ° C

Calor maciço

320 J · kg -1 · K -1

Condutividade elétrica

1,45 S · m -1

Condutividade térmica

59,9 W · m -1 · K -1

Vários

7440-56-4

231-164-3

Precauções

SGH

Estado pulverulento :

Perigo H228, P210, H228 : Sólido inflamável
P210 : Manter afastado do calor / faísca / chama aberta / superfícies quentes. - Proibido fumar.

Transporte

Estado pulverulento :

3089

Número UN :
3089 : METAL INFLAMÁVEL EM PÓ,
Classe NOS :
4.1
Etiqueta: 4.1 : Sólidos inflamáveis, substâncias auto-reativas e sólidos explosivos dessensibilizados Embalagem: Grupo de embalagem II : substâncias moderadamente perigosas;

Unidades de SI e STP, salvo indicação em contrário.

O germânio é o elemento químico de número atômico 32, do símbolo Ge. Pertence ao grupo 14 da tabela periódica .

Este metalóide é um semicondutor e cristaliza com a mesma estrutura do diamante , assim como o silício . Possui cinco isótopos naturais, incluindo 76 Ge, que é fracamente radioativo . Pelo menos 27 radioisótopos foram sintetizados.

Quase todo o germânio é recuperado na fundição do zinco ( subproduto da fusão ).

Os primeiros transistores tinham germânio como substrato .

História de sua descoberta, nome e produção

O cientista alemão Clemens Winkler descobriu o germânio em6 de fevereiro de 1886. Winkler isolou e identificou a partir do mineral argirodita da mina de dinheiro Himmelsfürst perto de Freiberg (Saxônia).

Em 1871, Dmitry Mendeleev previu sua existência (ele chamou esse elemento desconhecido de "ekasilicon Es ") e algumas de suas propriedades com base em sua posição em sua tabela periódica .

Winkler nomeou o novo elemento com o nome de sua pátria, por analogia com o nome Gálio (derivado da Gália ) escolhido pelo estudioso francês Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran . Mas a origem do nome do gálio é controversa. Na verdade, poderia derivar, não do país, mas da forma latinizada do nome de seu descobridor gallus ( galo , em latim); Winkler teria então sido vítima de um erro semântico . Esta teoria está no entanto em oposição à própria afirmação de Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran no seu artigo sobre a sua descoberta onde afirma ter dado este nome ao elemento "em honra da França" .

A Peñarroya Mining and Metalurgical Company foi um dos maiores produtores mundiais de germânio ao longo da vida da mina Saint-Salvy-de-la-Balme .

O germânio tem 32 isótopos conhecidos, com números de massa variando de 58 a 89, bem como 13 isômeros nucleares . Cinco desses isótopos são encontrados na natureza 70 Ge, 72 Ge, 73 Ge, 74 Ge e 76 Ge, o último sendo muito ligeiramente radioativo, decaído por decaimento beta duplo para selênio 76 com meia-vida de 1,78 × 10 21 anos ( 130 bilhões de vezes a idade do universo ). O isótopo 74 Ge estável é o mais comum, com uma abundância natural de cerca de 36%, sendo o menos comum 76 Ge (cerca de 7%)

Depósito

O germânio pode ser encontrado em muitos lugares. Atualmente, é recuperado como subproduto dos minérios de zinco esfalerita ( fórmula química do mineral: Zn S , cúbico ).

Está presente na germanita (que contém até 9%, cúbica), renierita ( tetragonal ), argirodita (4 Ag 2 S · GeS 2 , ou seja , Ag 8 GeS 6 , ortorrômbico ) e em outros minérios, que não são minerados.

É um elemento raro, seu conteúdo na crosta terrestre é muito baixo, em torno de 1,5 ppm . É encontrado em pequenas quantidades nas cinzas de certos tipos de carvão (denominado " vitrain " (en) ) após seu refino. Na França, também está presente nas veias do Pb - Zn .

A produção mundial em 2004 foi estimada em 40 t (China, EUA, etc.). A China produziu, em 2006, 79% do abastecimento mundial.

O tetracloreto de germânio (um líquido volátil que ferve a 86 ° C e pode ser destilado ) é um intermediário para a purificação do metal de germânio ou seu óxido , GeO 2 . A técnica permite a produção de germânio de altíssima pureza . As técnicas de refino de zona levaram à produção de germânio cristalino para semicondutores de pureza 10-9 : 99,999 999 99 % ( impureza apenas 0,1 ppb ).

Formulários

O efeito do transistor foi observado em 1948 no germânio. Serviu como substrato semicondutor até que o silício tomasse seu lugar, por volta dos anos 1970 . Os transistores de germânio são usados ainda hoje como componentes principais de certos pedais de efeitos para guitarra elétrica, chamados de " fuzz ", por seu som supostamente particular e que seriam apreciados pelos amantes dos sons dos " anos 1970 ". Hoje, é mais utilizado no campo das altas frequências , para a realização de díodos de baixa queda ( aproximadamente 0,3 V , aplicação em detecção) da estação com díodo e nas células fotovoltaicas multijunções para usos espaciais e terrestres após concentração . Também é encontrado no estado de liga ou multicamadas com silício ( SiGe ). Originalmente, as motivações para seu depósito alternado com o Si baseavam-se na possibilidade de tornar direto o bandgap do Si e do Ge (esta propriedade é importante para aplicações optoeletrônicas ). Esta técnica também é usada para introduzir restrições que melhoram a mobilidade das portadoras em transistores de efeito de campo. Os transistores SiGe são transistores de heterojunção bipolar que são comumente usados no campo das frequências de microondas na amplificação de sinais baixos ( fator de baixo ruído ).

Seu segundo uso é em vidros , graças à sua transparência infravermelha . A estrutura do germânio não pode ser destruída pela radiação de nêutrons , como acontece com o aço . Por contra, rápido de neutrões introduz irradiação apontar defeitos que hibridam para 200 ° C .

Em 2007, as principais aplicações foram a fabricação de fibras ópticas (35%), ópticas no campo infravermelho (20%), catalisadores (20%), eletrônicos (15%) e alguns tipos de células fotovoltaicas.

Na década de 1980, o germânio era considerado uma das oito matérias-primas estratégicas essenciais em tempos de guerra como em tempos de paz.

Presença Alimentar

O FNCLCC, por sua vez, lembra que “[...] o germânio tem graves efeitos tóxicos nos nervos e principalmente nos rins, alguns dos quais resultaram em morte por insuficiência renal. Portanto, é um produto inativo e tóxico. "

É contido principalmente no alho (754 mg kg −1 ), grandes raízes do ginseng coreano (até 4000 mg kg −1 ), cogumelos do gênero Ganoderma ( Ling Shing ) que contêm até 2,5 mg kg −1 , o Chlorella algas marinhas e na bebida tradicional do kombuchá .

Notas e referências

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Arnaud de la Grange, " Pequim brinca com a arma de" terras raras ", Le Figaro, 25 de outubro de 2010
O dióxido de germânio é amplamente utilizado como catalisador de polimerização para a produção de PET : fibras têxteis, garrafas plásticas , filmes, etc.
Com titânio (submarinos de caça, liga extremamente resistente); magnésio (explosivos); platina (contatos tão condutores quanto ouro para aviação, circuitos com contatos rápidos); mercúrio (química nuclear, instrumentos de medição); molibdênio (aço); cobalto (química nuclear); colombo (ligas especiais extremamente raras). ( Christine Ockrent e Comte de Marenches , Dans le secret des princes , éd. Stock, 1986, p. 193 )
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Veja também

links externos

Panorama BRGM do mercado de germânio 2010, dezembro de 2011
(pt) " Dados técnicos para germânio " (acessado em 15 de agosto de 2016 ) , com os dados conhecidos para cada isótopo em subpáginas

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