«Գերմանիում»–ի խմբագրումների տարբերություն
Content deleted Content added
ավելացվեց Կատեգորիա:Դմիտրի Մենդելեև ՀոթՔաթ գործիքով |
No edit summary |
||
Տող 163.
Գերմանիումը հայտնաբերել է գերմանացի քիմիկոս Կ․ Վինկլերը ([[1886]]) և անվանել ի պատիվ իր հայրենիքի։
== Հայտնաբերման պատմություն և ստուգաբանություն ==
[[Պատկեր:Winkler Clemens.jpg|left|մինի|Ալեքսանդր Կլեմենկս Վինկլեր]]
[[Պատկեր:Argyrodite-243406.jpg|մինի]]
[[1869]] թվականին ռուս քիմիկոս [[Դմիտրի Մենդելեև]]ը հայտնեց մի քանի քիմիական տարրերի գոյություն մասին, այդ թվում նաև գերմանիումը:
[[1870]] թվականի [[դեկտեմբերի 11]]-ին Մենդելեևը իր հոդվածում կանխատեսել էր տվյալ տարրի ատոմային զանգվածը և հատկությունները:
[[1885]] թվականին Ֆրայբերգը [[հանքավայրեր]]ից մեկում հայտնաբերեց մի նոր հանքաքար: Գերմանացի քիմիկոս Կլեմեքս Վինկլերը քիմիական անալիզի ժամանակ հայտնաբերեց նոր քիմիական տարր: [[1886]] թվականին գիտնականներին հաջողվեց հայտնաբերել այդ տարրը: Վինկլերը նոր տարրի բացահայտելուց հետո տարրը անվանեց ''Germanium'' իսկ բանաձևը Ge<ref>Winkler C. (1886). «Germanium, Ge, ein neues, nichtmetallisches Element». Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft 19: 210–211.</ref>: 1886-1887 թվականներին Վինկլերը մանրամասն նկարագրեց գերմանիումի<ref>Winkler C. (1886). «Mittheilungen über des Germanium». Journal für praktische Chemie 34: 177–229.</ref><ref>Winkler C. (1887). «Mittheilungen über des Germanium. Zweite Abhandlung». Journal für praktische Chemie 36 (1): 177–209.</ref> հատկությունները:
Սկզբում Վինկլերը ցանկանում էր տարրը անվանել «նեպտունիում», բայց այդ անվանումը արդեն տրվել էր մեկ ուրիշ տարրի, այդ պատճառով էլ տարրը իր անվանումը ստացավ գիտնականի հայրենիքի պատվին՝ [[Գերմանիա]]:
[[1930]]-ական թվականների վերջին գերմանիումը չէր օգտագործվում արդյունաբերությունում<ref> Haller, E. E. "Germanium: From Its Discovery to SiGe Devices" (PDF). Department of Materials Science and Engineering, University of California, Berkeley, and Materials Sciences Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley</ref>: Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ժամանակ գերմանիումը օգտագործվում էր որոշ էլեկտրական սարքերում, հիմնականում [[դիոդ]]ներում<ref>W. K. (1953-05-10). "Germanium for Electronic Devices". NY Times</ref>:
== Բնության մեջ ==
Գերմանիումի պարունակությունը [[երկրակեղև]]ում 7•10<sup>-4</sup> % է (ըստ [[զանգված]]ի)։ Ցրված տարր է, մտնում է բազմաթիվ [[ապար]]ների և [[միներալ]]ների բաղադրության մեջ։ Գերմանիումի միներալները՝
*գերմանիտ Cu<sub>2</sub>(Cu, Fe, Ge, Zn)<sub>2</sub> (S, As)<sub>4</sub> (6-10 % Ge),
*արգիրոդիտ Ag<sub>8</sub>GeS<sub>6</sub>,
*կոնֆիլդիտ Ag<sub>8</sub>(Sn, Ge) S<sub>6</sub> (մինև 2 % Ge) և այլն, չափազանց հազվագյուտ են։
Գերմանիումի կոնցենտրացիան ծովի ջրերում կազմում է 6·10<sup>−5</sup> մգ/լ<ref>J.P. Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. I, 1965</ref>:
== Ստացում ==
Գերմանիումը արդյունաբերության մեջ ստանում են հիմնականում գունավոր [[մետաղներ]]ի հանքերի (օրրնակ [[ցինկ]]ի փայլ) վերամշակման կողմնակի արգասիքներից, որոնք պարունակում են 0,001-0,1 % գերմանիում։
:: <math>\mathsf{GeO_2 + 2H_2 \rightarrow Ge + 2H_2O}</math>
Որպես հումք օգտագործում են նաև [[Քարածուխ|քարածխի]] մոխիրը, գազագեներա-տորների փոշին ն կոքսաքիմիական գործարանների մնացուկները։ Չափազանց մաքուր գերմանիում ստանում են զոնային հալումով և օգտագործում դիողներ, տրիոդներ, դետեկտորներ, ուժային ուղղիչներ պատրաստելու համար։
== Ֆիզիկական հատկություններ ==
{{Կենսաֆոտո|Silicon-unit-cell-3D-balls.png|լ=250|Գերմանիումի բյուրեղացանցի կառուցվածքը}}
Գերմանիումը բաց մոխրագույն, փխրուն պինդ նյութ է,
*հալման [[ջերմաստիճան]]ը՝ 937,5 °C,
*եռմանը՝ 2700 °C,
*[[խտություն]]ը՝ 5327 կգ/մ<sup>3</sup>։
Թափանցիկ է ինֆրակարմիր ճառագայթների համար, կիսահաղորդիչ է (ΔЕ= 0,69 էվ, 1,104 10<sup>-19</sup> ջ, 25 °С)։ Խառնուրդների ակայությունը և տաքացումը մեծացնում են նրա էլեկտրահաղորդականությունը։ Ստացված ամենամաքուր գերմանիումի տեսակարար դիմադրությունը՝ 60 օհմ•սմ (25°C)։
Միացություններում 2 և 4 արժեքանի է։ Մետաղների լարման շարքում գտնվում է [[Պղինձ|պղնձի]] և [[արծաթ]]ի միջև։ Սովորական ջեմաստիճաններում կայուն է [[օդ]]ի, ջրի, ալկալիների և նոսր [[թթուներ]]ի նկատմամբ։ [[Ազոտական թթու|Ազոտական թթվում]] և խիտ [[Ծծմբական թթու|ծծմբական թթվում]] օքսիդանում է։ Տեշտությամբ լուծվում է արքայաջրում և H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> պարունակող ալկալիների [[լուծույթներ]]ում։
=== Իզոտոպներ ===
Ունի հինգ կայուն իզոտոպ՝ <sup>70</sup>Ge, <sup>72</sup>Ge, <sup>73</sup>Ge, <sup>74</sup>Ge և <sup>75</sup>Ge համապատասխանաբար՝ 20,55%, 27,35%, 7,78%, 76 5% և 7,86%։
{| class="wikitable" style="font-size:95%"
! rowspan="2" | Նուկլիդի <br /> բանաձև
Տող 463 ⟶ 499՝
| 3/2+
|}
== Քիմիական հատկություններ ==
Տաքացնելիս (500-700 °C) գերմանիումը օդում օքսիդանում է՝ առաջացնելով GeO և GeO<sub>2</sub>։ Վերջինս սպիտակ փոշի է, հալվում է 1116 °C-ում, ամֆոտեր է՝ արտաևայտված թթվային հատկությամբ։ Ալկալինևրի և [[մետաղներ]]ի օքսիդների հետ միահալելիս առաջացնում է գերմաևատներ (օրինակ Na<sub>2</sub>GeO<sub>3</sub>), որոնք գերմանիումական թթվի [[աղեր]] են։ Վատ է լուծվում ջրում (4,3 գհ, 20°C)։
GeO ունի հիմնային հատկություն։ Ջրածնային միացությունները՝ գերմանիտրոածխաջրածինները կամ գերմինները, անկայուն են, կարող են ստացվել տարրերի անմիջական միացումից՝ 1000-1100 °C-ում։ Գերմանիումի քառաքլորիդը՝ GeCU, անգույն հեղուկ է, ջրում [[հիդրոլիզ]]վում է՝ առաջացնելով հիդրատացված երկօքսիդի՝ GeO<sub>2n</sub>H<sub>2</sub>O նստվածքը։ Հայտնի են նաև գերմանիումի երկհալոգենիդները՝ GeX<sub>2</sub>։
Ծծմբին գերմանիումը միանում է տաքացնելիս (900-1000 °C), առաջացնելով երկսուլֆիդը՝ GeS<sub>2</sub>։
Հայտնի է նաև գերմանիումի սուլֆիդը՝ GeS, սելենիդը՝ GeSe, և թելուրիդը՝ GeTe, որոնք կիսահաղորդիչներ են։ Գերմանիումը [[ազոտ]]ին անմիջապես չի միանում, հայտնի է սակայն նրա նիտրիդը՝ Ge<sub>3</sub>N<sub>4</sub>, որը կայուն է օդի, ջրի, [[թթուներ]]ի և [[հիմքեր]]ի նկատմամբ։
[[Ֆոսֆոր]]ի հետ առաջացնում է անկայուն ֆոսֆիդը՝ GeP։ [[Ածխածին|Ածխածնի]] հետ գերմանիումը չի միանում, այդ պատճառով կարելի է այն հալել [[գրաֆիտ]]ե հալքանոթներում։ Միանում է բազմաթիվ մետաղների հետ՝ առաջացնելով գերմանիդներ (օրինակ Mg<sub>2</sub>Ge)։
Գերմանիումը առաջացնում է բազմաթիվ կոմպլեքս միացություններ։
<div style="float: right; margin: 5px;">
{|class="wikitable"
!Տարի !! Գին<br />($/[[կգ]])<ref>{{cite journal |title = Germanium|journal = U.S. Geological Survey Mineral Commodity Summaries| pages = 1–2|publisher=USGS Mineral Resources Program|format=pdf| date = [http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/germanium/220303.pdf January 2003], [http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/germanium/germamcs04.pdf January 2004], [http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/germanium/germamcs05.pdf January 2005], [http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/germanium/germamcs06.pdf January 2006],
[http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/germanium/germamcs07.pdf January 2007]| accessdate=2008-08-28 |isbn = 0859340392 |author = R.N. Soar. |oclc = 16437701 |year = 1977}}</ref>
|-
|1999 || 1 400
|-
|2000 || 1 250
|-
|2001 || 890
|-
|2002 || 620
|-
|2003 || 380
|-
|2004 || 600
|-
|2005 || 660
|-
|2006 || 880
|-
|2007 || 1 240
|-
|2008 || 1 490
|-
|2009 || 950
|}
</div>
=== Անօրգանական ===
* [[Հիդրիդ]]ներ
** [[Գերմիլեն]] <math>Ge H_2</math>
** [[Գերման]] <math>GeH_4</math>
** [[Դիգերման]] <math>Ge_2 H_6</math>
** [[Տրիգերման]] <math>Ge_3 H_8</math>
* [[Օքսիդներ]]
** [[Գերմանիումի (II) օքսիդ]] <math>GeO</math>
** [[Գերմանիումի (IV) օքսիդ]] <math>GeO_2</math>
* [[Հիդրոքսիդ]]ներ
** [[Գերմանիումի (II) հիդրոքսիդ]] <math>Ge(OH)_2</math>
* [[Աղեր]]
** [[Հալոգեններ]]
*** [[Գերմանիումի (IV) բրոմիդ]] <math>GeBr_4</math>
*** [[Գերմանիումի (II) յոդիդ]] <math>GeI_2</math>
*** [[Գերմանիումի (IV) յոդիդ]] <math>GeI_4</math>
*** [[Գերմանիումի (IV) ֆտոիդ]] <math>GeF_4</math>
*** [[Գերմանիումի (IV) քլորիդ]] <math>GeCl_4</math>
** [[Գերմանիումի (IV) նիտրիդ]] <math>Ge_3N_4</math>
** [[Գերմանիումի (II) սուլֆիդ]] <math>GeS</math>
** [[Գերմանիումի (IV) սուլֆիդ]] <math>GeS_2</math>
** [[Գերմանիումի (IV) սուլֆիդ]] <math>Ge(SO_4)_2</math>
== Կիրառություն ==
[[2007]] թվականին գերմանիումի հիմնական սպառողներն են.
*Օպտիկամանրաթել 35%,
*Ջերմային օպտիկայում 30%,
*քիմիական կատալիզատորներում 15%,
* էլեկտրոնիկայում 15%:
Բազմաբյուրեղային գերմանիումը օգտագործվում է դոզիմետրիկ և մագնիսական դաշտի լարվածությունը չափող սարքերում։ Գերմազնումի օգտագործման կարևոր բնագավառներից է ինֆրակարմիր ճառագայթների (8-14 մկ) դետեկտորների արտադրությունը։ Գերմանիումը մտնում է բազմաթիվ մետաղական [[համաձուլվածքներ]]ի բաղադրության մեջ։
== Տնտեսություն ==
=== Գներ ===
[[2007]] թվականին գերմանիումի միջին գնաճը կազմում է.
*Մետաղական գերմանիումը $1200/կգ,
*Գերմանիումի դիօքսիդ $840/կգ
== Տես նաև ==
*[[Սիլիցիում]]
* [[Պարբերական աղյուսակ]]
== Ծանոթագրություններ ==
{{ծանցանկ}}
== Գրականություն ==
* ''Бурба А. А.'' Разработка и освоение технологии получения германия при шахтной плавке руд цветных металлов // В сб.: Мат-лы научн. семинара по проблеме извлеч. германия при переработке руд: Информ. Гиредмета, 1960, № 7(18).
* ''Сосновский Г. Н., Бурба А. А.'' Германий: Учебн. пособие для студентов металлургич. специальности. Иркутск: Иркут. политехн. ин-т, 1967. — 161 с.
* ''Бурба А. А., Чижиков Д. М.'' Из опыта работы Медногорского МСК по извлечению германия из металлургических пылей и зол энергетических углей // В сб.: Мат-лы совещания по обмену опытом в области производства германиевого сырья: Сб. Гиредмета, 1969, т. 1.
* ''Окунев А. И., Кирр Л. Д., Чижов Е. А.'' Комплексная переработка медеплавильных пылей с извлечением германия и элементов-спутников // 300 лет уральской металлургии: Тр. междунар. конгресса. 4—5 окт. 2001 г. — Екатеринбург, 2001. — С. 305.
== Արտաքին հղումներ ==
* [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Ge/key.html Գերմանիում Webelements-ում]
* [http://n-t.ru/ri/ps/pb032.htm Գերմանիումը Քիմիական տարրեի հայտնի հանրագիտարանում]
{{Փոքր պարբերական աղյուսակ}}
Տող 475 ⟶ 605՝
[[Կատեգորիա:Կիսահաղորդչային նյութեր]]
[[Կատեգորիա:Դմիտրի Մենդելեև]]
| |||