Qu’est-ce que le germanium métal ?
Le germanium est un élément chimique de symbole Ge, de numéro atomique 32, de poids atomique 72,64, et est situé dans la 4ème période et le groupe IVA dans le tableau périodique des éléments chimiques. Le germanium est un semi-métal blanc grisâtre, brillant, dur, et appartient à la famille du carbone. Ses propriétés chimiques sont similaires à celles de l’étain et du silicium de la même famille. Il est insoluble dans l’eau, l’acide chlorhydrique et les solutions diluées de soude caustique, mais soluble dans l’eau régale, l’acide nitrique concentré ou l’acide sulfurique. Il est amphotère, il est donc soluble dans les alcalis fondus, les peroxydes, les nitrates de métaux alcalins ou les carbonates, et est relativement stable dans l’air.
La structure atomique du germanium comprend 32 protons et électrons, ainsi qu’un nombre correspondant de neutrons. Dans les réactions chimiques, les atomes de germanium existent généralement dans un état tétravalent, c’est-à-dire qu’ils partagent ou perdent quatre électrons pour former des ions Ge4+.
Le germanium ressemble-t-il plutôt à un métal ou à un non-métal ?
Les propriétés physiques du germanium sont les suivantes :
- Il s’agit d’un matériau gris argenté, métallisé et solide.
- Il doit être chauffé à 937,4°C pour fondre et à 2830°C pour bouillir.
- Il est 5,35 fois plus lourd que l’eau, pesant 5,35 grammes par centimètre cube.
- Il est plus doux que les métaux ordinaires, mais ne se raye pas facilement.
- C’est un matériau cassant qui est facilement corrodé par les métaux alcalins et les métaux alcalino-terreux.
- Sa structure cristalline est la même que celle du diamant, composée d’unités tétraédriques empilées ensemble.
- Sa résistivité à 20°C est de 1 ohm·m, ce qui signifie que dans un matériau en germanium de 1 mètre de long et de 1 mètre carré de section transversale, le courant doit surmonter une résistance de 1 ohm pour passer.
- Sa conductivité thermique à 20°C est de 60,2 Watt·mètre⁻¹· Kelvin⁻¹, c’est-à-dire dans un matériau au germanium d’une longueur de 1 mètre et d’une section transversale de 1 mètre carré, si la différence de température entre les deux extrémités est de 1 Kelvin (équivalent à 1 degré Celsius), alors 60,2 watts de chaleur seront transférés de l’extrémité haute température à l’extrémité basse température chaque seconde.
Les propriétés chimiques du germanium sont les suivantes :
- Il peut se combiner avec l’oxygène pour former des oxydes de différentes proportions, tels que GeO, GeO₂, Ge₂O₃, Ge₃O₄, etc., parmi lesquels le plus courant est le dioxyde de germanium GeO₂.
- Il a différents degrés d’attraction pour les électrons et peut partager ou transférer des électrons avec d’autres éléments pour former différents types de composés. Il peut former des composés simples avec des éléments tels que l’hydrogène, le fluor, le chlore, le brome et l’iode (tels que GeH₄, GeF₄, GeCl₄, GeBr₄, GeI₄, etc.), et peut également former des composés binaires avec des éléments tels que le soufre, le sélénium et le tellure (tels que GeS₂, GeSe₂, GeTe₂, etc.), et peut également former des composés multi-composants avec d’autres éléments métalliques ou non métalliques (tels que GaAs, InP, SiC, etc.).
- Son attirance pour les électrons est exprimée par un nombre appelé électronégativité. Mesurée par l’échelle de Pauling, l’électronégativité du germanium est de 2,01, ce qui est plus grand que le silicium (1,90) et plus petit que le carbone (2,55).
- Il faut 762 kilojoules/mole (kJ/mol) d’énergie pour perdre un électron, ce qu’on appelle la première énergie d’ionisation. Il faut 1537,5 kJ/mol d’énergie pour perdre le deuxième électron, ce qu’on appelle la deuxième énergie d’ionisation. Il faut 3302,1 kJ/mol d’énergie pour perdre le troisième électron, qui est la troisième énergie d’ionisation. Et ainsi de suite.
- Il ne réagit pas chimiquement avec l’air ou la vapeur d’eau à température ambiante, mais s’il est chauffé à 600-700°C, il se combinera rapidement avec l’oxygène de l’air pour former du dioxyde de germanium.
- Il peut former des alliages avec de nombreux métaux, c’est-à-dire qu’il peut être mélangé avec des atomes métalliques pour former de nouveaux matériaux métalliques. Il peut également former des composés organométalliques avec de nombreux éléments non métalliques, c’est-à-dire qu’il peut être combiné avec des molécules contenant du carbone pour former de nouvelles matières organiques.
Propriétés semi-métalliques du germanium
En raison de ces propriétés particulières du germanium, il est souvent classé comme un élément semi-métallique. Les éléments semi-métalliques sont situés dans la zone de transition entre les métaux et les non-métaux, et ont les propriétés communes des métaux et des non-métaux. Le germanium est un tel élément. Il possède certaines propriétés des métaux, telles que l’éclat métallique et la conductivité, et présente également certaines propriétés des non-métaux, telles qu’une faible conductivité et une formation facile de composés.
Comment acheter du germanium métal ?
Lors de l’achat de germanium métal, vous devez faire attention aux points suivants :
Qualité: La qualité du germanium métal a un impact important sur ses performances et son effet d’application. Lors de l’achat, vous devez faire attention à des indicateurs clés tels que sa pureté et sa teneur en impuretés pour vous assurer d’acheter des produits qui répondent à vos besoins.
Prix: Le prix du germanium métal varie en fonction de facteurs tels que la pureté, les spécifications, l’offre et la demande du marché, etc. Lors de l’achat, ne vous concentrez pas uniquement sur le prix, mais tenez compte de la qualité du produit et de vos propres besoins. Dans le même temps, vous devez également faire attention à empêcher certains commerçants peu scrupuleux d’utiliser des prix bas pour attirer des clients frauduleux.
Légalité: Le germanium est un élément réglementé, et son achat et son utilisation doivent être conformes aux lois et réglementations en vigueur. Lors de l’achat, assurez-vous de choisir un canal légal et conforme, et conservez les reçus d’achat et les documents de certification pertinents afin de pouvoir fournir une base juridique pour une utilisation ou un transport futur.
Transport: Le germanium métal appartient à la catégorie des marchandises dangereuses et son transport doit être conforme à des réglementations et des exigences spécifiques. Lors de l’achat, faites attention à choisir un fournisseur qui peut fournir des services de transport légaux.
VIMATERIAL est un fournisseur professionnel de germanium métal de haute pureté. La pureté de nos produits peut atteindre 7N5. Si vous avez des besoins à cet égard, n’hésitez pas à nous contacter.
Quelle est l’application du germanium métal ?
Optique
Le germanium métal a un indice de réfraction élevé et une faible dispersion, ce qui signifie qu’il peut courber la lumière très fortement sans laisser différentes couleurs de lumière se disperser. Cela le rend adapté à la fabrication de composants optiques tels que des lentilles infrarouges, des prismes, des fenêtres, etc., qui peuvent être utilisés pour observer ou détecter la lumière infrarouge.
Industrie électronique
Le germanium métal est un matériau semi-conducteur important qui peut être utilisé pour fabriquer des appareils électroniques tels que des transistors, des diodes, des cellules solaires, des photodétecteurs, etc. Le transistor est un interrupteur qui peut contrôler le courant, qui est le composant de base des ordinateurs électroniques. La diode est un dispositif qui ne laisse passer le courant que dans une seule direction, qui peut être utilisé pour le redressement, la détection, la modulation, etc. La cellule solaire est un appareil qui peut convertir la lumière du soleil en énergie électrique, qui peut être utilisée pour générer de l’électricité ou charger la lumière. Le photodétecteur est un appareil qui peut convertir des signaux optiques en signaux électriques, qui peuvent être utilisés pour recevoir ou envoyer des signaux optiques.
Autres applications
Le germanium métal peut également être utilisé comme catalyseur pour les réactions de polymérisation, c’est-à-dire qu’il peut favoriser le processus de combinaison de certaines petites molécules en grosses molécules, préparant ainsi des matériaux polymères, tels que les plastiques, le caoutchouc, etc. Le germanium métal peut également être allié à d’autres métaux pour améliorer leurs propriétés mécaniques et leur résistance à la corrosion, tels que l’acier au germanium, l’aluminium au germanium, etc. Le germanium peut également être utilisé comme agent bioactif, c’est-à-dire qu’il peut avoir des effets bénéfiques sur le corps humain, tels que l’amélioration de l’immunité humaine, l’anti-âge, l’anti-cancer, etc.
Le gallium et le germanium sont deux matériaux semi-conducteurs importants qui jouent des rôles différents dans la fabrication des puces.
Le germanium est le premier élément utilisé pour fabriquer des transistors et des puces à semi-conducteurs. Il a une mobilité de porteur plus élevée que le silicium, c’est-à-dire qu’il peut atteindre des vitesses de commutation plus rapides à des tensions plus basses. Le germanium peut également former des alliages avec le silicium pour améliorer les performances du silicium. Le germanium peut également former des composés avec d’autres éléments (tels que l’arsenic, le phosphore, l’antimoine, etc.) pour fabriquer des dispositifs à grande vitesse, à haute fréquence et à haute puissance.
Le gallium est également un matériau semi-conducteur couramment utilisé. Il peut former des composés avec d’autres éléments (tels que l’arsenic, l’azote, l’indium, l’aluminium, etc.) pour fabriquer des diodes électroluminescentes (LED), des diodes laser (LD), des cellules solaires, des dispositifs de communication par micro-ondes, etc. Les composés de gallium ont une mobilité électronique et une efficacité de rayonnement élevées, et conviennent à une utilisation dans les domaines de l’optoélectronique et des micro-ondes.
Par conséquent, le gallium et le germanium jouent un rôle important dans la production de semi-conducteurs. Ils peuvent fournir des produits semi-conducteurs diversifiés et performants pour répondre aux besoins de différents domaines.