¿Qué es el germanio metálico?
El germanio es un elemento químico con el símbolo Ge, número atómico 32, peso atómico 72,64, y se encuentra en el 4º período y grupo IVA en la tabla periódica de los elementos químicos. El germanio es un semimetal de color blanco grisáceo, brillante, duro y pertenece a la familia del carbono. Sus propiedades químicas son similares a las del estaño y el silicio de la misma familia. Es insoluble en agua, ácido clorhídrico y soluciones de soda cáustica diluida, pero soluble en agua regia, ácido nítrico concentrado o ácido sulfúrico. Es anfótero, por lo que es soluble en álcali fundido, peróxido, nitratos metálicos alcalinos o carbonatos, y es relativamente estable en el aire.
La estructura atómica del germanio incluye 32 protones y electrones, así como un número correspondiente de neutrones. En las reacciones químicas, los átomos de germanio suelen existir en un estado tetravalente, es decir, comparten o pierden cuatro electrones para formar iones Ge4+.
¿El germanio se parece más a un metal o a un no metal?
Las propiedades físicas del germanio son las siguientes:
- Es un material gris plateado, metálico y sólido.
- Necesita calentarse a 937,4 °C para derretirse y a 2830 °C para hervir.
- Es 5,35 veces más pesado que el agua, con un peso de 5,35 gramos por centímetro cúbico.
- Es más suave que los metales ordinarios, pero no se raya fácilmente.
- Es un material frágil que se corroe fácilmente por metales alcalinos y metales alcalinotérreos.
- Su estructura cristalina es la misma que la del diamante, formada por unidades tetraédricas apiladas entre sí.
- Su resistividad a 20 °C es de 1 ohmio·m, lo que significa que en un material de germanio de 1 metro de largo y 1 metro cuadrado de área de sección transversal, la corriente debe superar una resistencia de 1 ohmio para pasar.
- Su conductividad térmica a 20 °C es de 60,2 vatios·metro⁻¹· Kelvin⁻¹, es decir, en un material de germanio con una longitud de 1 metro y un área de sección transversal de 1 metro cuadrado, si la diferencia de temperatura entre los dos extremos es de 1 Kelvin (equivalente a 1 grado Celsius), entonces 60,2 vatios de calor se transferirán del extremo de alta temperatura al extremo de baja temperatura cada segundo.
Las propiedades químicas del germanio son las siguientes:
- Puede combinarse con el oxígeno para formar óxidos de diferentes proporciones, como GeO, GeO₂, Ge₂O₃, Ge₃O₄, etc., entre los cuales el más común es el dióxido de germanio GeO₂.
- Tiene diferentes grados de atracción a los electrones y puede compartir o transferir electrones con otros elementos para formar diferentes tipos de compuestos. Puede formar compuestos simples con elementos como el hidrógeno, el flúor, el cloro, el bromo y el yodo (como GeH₄, GeF₄, GeCl₄, GeBr₄, GeI₄, etc.), y también puede formar compuestos binarios con elementos como el azufre, el selenio y el telurio (como GeS₂, GeSe₂, GeTe₂, etc.), y también puede formar compuestos multicomponentes con otros elementos metálicos o no metálicos (como GaAs, InP, SiC, etc.).
- Su atracción por los electrones se expresa mediante un número llamado electronegatividad. Medido por la escala de Pauling, la electronegatividad del germanio es de 2,01, que es mayor que el silicio (1,90) y menor que el carbono (2,55).
- Se necesitan 762 kilojulios/mol (kJ/mol) de energía para perder un electrón, que se denomina primera energía de ionización. Se necesitan 1537,5 kJ/mol de energía para perder el segundo electrón, que se denomina segunda energía de ionización. Se necesitan 3302,1 kJ/mol de energía para perder el tercer electrón, que es la tercera energía de ionización. Y así sucesivamente.
- No reacciona químicamente con el aire o el vapor de agua a temperatura ambiente, pero si se calienta a 600-700 °C, se combinará rápidamente con el oxígeno del aire para formar dióxido de germanio.
- Puede formar aleaciones con muchos metales, es decir, se puede mezclar con átomos metálicos para formar nuevos materiales metálicos. También puede formar compuestos organometálicos con muchos elementos no metálicos, es decir, se puede combinar con moléculas que contienen carbono para formar nuevos materiales orgánicos.
Propiedades semimetálicas del germanio
Debido a estas propiedades especiales del germanio, a menudo se clasifica como un elemento semimetálico. Los elementos semimetálicos se encuentran en la zona de transición entre metales y no metales, y tienen las propiedades comunes de los metales y los no metales. El germanio es uno de esos elementos. Tiene algunas propiedades de los metales, como el brillo y la conductividad metálicos, y también exhibe algunas propiedades de los no metales, como la baja conductividad y la fácil formación de compuestos.
¿Cómo comprar germanio metálico?
Al comprar metal de germanio, debe prestar atención a los siguientes puntos:
Calidad: La calidad del germanio metálico tiene un impacto importante en su rendimiento y efecto de aplicación. Al comprar, debe prestar atención a indicadores clave como su pureza y contenido de impurezas para asegurarse de comprar productos que satisfagan sus necesidades.
Precio: El precio del germanio metálico varía en función de factores como la pureza, las especificaciones, la oferta y la demanda del mercado, etc. A la hora de comprar, no te centres sólo en el precio, sino que ten en cuenta la calidad del producto y tus propias necesidades. Al mismo tiempo, también debe prestar atención para evitar que algunos comerciantes sin escrúpulos utilicen precios bajos para atraer clientes por fraude.
Legalidad: El germanio es un elemento regulado, y su compra y uso deben cumplir con las leyes y regulaciones pertinentes. Al comprar, asegúrese de elegir un canal legal y que cumpla con las normas, y guarde los recibos de compra y los documentos de certificación pertinentes para que pueda proporcionar una base legal para el uso o el transporte futuros.
Transporte: El germanio metálico pertenece a la categoría de mercancías peligrosas y su transporte debe cumplir con normativas y requisitos específicos. Al comprar, preste atención a elegir un proveedor que pueda brindar servicios de transporte legal.
VIMATERIAL es un proveedor profesional de metal germanio de alta pureza. La pureza de nuestros productos puede alcanzar los 7N5. Si tiene alguna necesidad en este sentido, no dude en ponerse en contacto con nosotros.
¿Cuál es la aplicación del metal germanio?
Óptica
El germanio metálico tiene un alto índice de refracción y una baja dispersión, lo que significa que puede doblar la luz con mucha fuerza sin dejar que se dispersen los diferentes colores de la luz. Esto lo hace adecuado para fabricar componentes ópticos como lentes infrarrojas, prismas, ventanas, etc., que se pueden utilizar para observar o detectar luz infrarroja.
Industria electrónica
El germanio metálico es un importante material semiconductor que se puede utilizar para fabricar dispositivos electrónicos como transistores, diodos, células solares, fotodetectores, etc. El transistor es un interruptor que puede controlar la corriente, que es el componente básico de las computadoras electrónicas. El diodo es un dispositivo que solo permite que la corriente pase en una dirección, que se puede utilizar para rectificación, detección, modulación, etc. La célula solar es un dispositivo que puede convertir la luz solar en energía eléctrica, que se puede utilizar para generar electricidad o cargarla. El fotodetector es un dispositivo que puede convertir señales ópticas en señales eléctricas, que se pueden utilizar para recibir o enviar señales ópticas.
Otras aplicaciones
El germanio metálico también se puede utilizar como catalizador para las reacciones de polimerización, es decir, puede promover el proceso de combinación de algunas moléculas pequeñas en moléculas grandes, preparando así materiales poliméricos, como plásticos, caucho, etc. El metal de germanio también se puede alear con otros metales para mejorar sus propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión, como acero al germanio, aluminio al germanio, etc. El germanio también se puede utilizar como agente bioactivo, es decir, puede tener algunos efectos beneficiosos en el cuerpo humano, como mejorar la inmunidad humana, antienvejecimiento, anticancerígeno, etc.
El galio y el germanio son dos materiales semiconductores importantes que desempeñan diferentes funciones en la fabricación de chips.
El germanio es el primer elemento utilizado para fabricar transistores y chips semiconductores. Tiene una mayor movilidad portadora que el silicio, es decir, puede alcanzar velocidades de conmutación más rápidas a voltajes más bajos. El germanio también puede formar aleaciones con silicio para mejorar el rendimiento del silicio. El germanio también puede formar compuestos con otros elementos (como arsénico, fósforo, antimonio, etc.) para fabricar dispositivos de alta velocidad, alta frecuencia y alta potencia.
El galio también es un material semiconductor de uso común. Puede formar compuestos con otros elementos (como arsénico, nitrógeno, indio, aluminio, etc.) para fabricar diodos emisores de luz (LED), diodos láser (LD), células solares, dispositivos de comunicación por microondas, etc. Los compuestos de galio tienen una alta movilidad de electrones y eficiencia de radiación, y son adecuados para su uso en los campos de optoelectrónica y microondas.
Por lo tanto, el galio y el germanio juegan un papel importante en la producción de semiconductores. Pueden proporcionar productos semiconductores diversificados y de alto rendimiento para satisfacer las necesidades de diferentes campos.