Cos'è il germanio metallico?
Il germanio è un elemento chimico con il simbolo Ge, numero atomico 32, peso atomico 72,64, e si trova nel 4° periodo e gruppo IVA nella tavola periodica degli elementi chimici. Il germanio è un semimetallo bianco-grigiastro, lucido, duro e appartiene alla famiglia del carbonio. Le sue proprietà chimiche sono simili a quelle dello stagno e del silicio della stessa famiglia. È insolubile in acqua, acido cloridrico e soluzioni di soda caustica diluita, ma solubile in acqua regia, acido nitrico concentrato o acido solforico. È anfoterico, quindi è solubile in alcali fusi, perossidi, nitrati di metalli alcalini o carbonati ed è relativamente stabile nell’aria.
La struttura atomica del germanio comprende 32 protoni ed elettroni, oltre a un numero corrispondente di neutroni. Nelle reazioni chimiche, gli atomi di germanio di solito esistono in uno stato tetravalente, cioè condividono o perdono quattro elettroni per formare ioni Ge4+.
Il germanio è più simile a un metallo o a un non metallo?
Le proprietà fisiche del germanio sono le seguenti:
- È un materiale grigio argento, metallico e solido.
- Deve essere riscaldato a 937,4°C per sciogliersi e 2830°C per bollire.
- È 5,35 volte più pesante dell’acqua, con un peso di 5,35 grammi per centimetro cubo.
- È più morbido dei metalli ordinari, ma non si graffia facilmente.
- È un materiale fragile che viene facilmente corroso dai metalli alcalini e dai metalli alcalino-terrosi.
- La sua struttura cristallina è la stessa del diamante, costituita da unità tetraedriche impilate insieme.
- La sua resistività a 20°C è di 1 ohm·m, il che significa che in un materiale in germanio di 1 metro di lunghezza e 1 metro quadrato di sezione trasversale, la corrente deve superare una resistenza di 1 ohm per passare.
- La sua conducibilità termica a 20°C è di 60,2 Watt·metro⁻¹· Kelvin’¹, vale a dire in un materiale germanio con una lunghezza di 1 metro e un’area della sezione trasversale di 1 metro quadrato, se la differenza di temperatura tra le due estremità è di 1 Kelvin (equivalente a 1 grado Celsius), ogni secondo verranno trasferiti 60,2 watt di calore dall’estremità ad alta temperatura all’estremità a bassa temperatura.
Le proprietà chimiche del germanio sono le seguenti:
- Può combinarsi con l’ossigeno per formare ossidi di diverse proporzioni, come GeO, GeO₂, Ge₂O₃, Ge₃O₄, ecc., tra i quali il più comune è il biossido di germanio GeO₂.
- Ha diversi gradi di attrazione per gli elettroni e può condividere o trasferire elettroni con altri elementi per formare diversi tipi di composti. Può formare composti semplici con elementi come idrogeno, fluoro, cloro, bromo e iodio (come GeH₄, GeF₄, GeCl₄, GeBr₄, GeI₄, ecc.), e può anche formare composti binari con elementi come zolfo, selenio e tellurio (come GeS₂, GeSe₂, GeTe₂, ecc.), e può anche formare composti multicomponenti con altri elementi metallici o non metallici (come GaAs, InP, SiC, ecc.).
- La sua attrazione per gli elettroni è espressa da un numero chiamato elettronegatività. Misurata dalla scala di Pauling, l’elettronegatività del germanio è 2,01, che è più grande del silicio (1,90) e più piccolo del carbonio (2,55).
- Ci vogliono 762 kilojoule/mole (kJ/mol) di energia per perdere un elettrone, che è chiamata la prima energia di ionizzazione. Ci vogliono 1537,5 kJ/mol di energia per perdere il secondo elettrone, che è chiamato seconda energia di ionizzazione. Ci vogliono 3302,1 kJ/mol di energia per perdere il terzo elettrone, che è la terza energia di ionizzazione. E così via.
- Non reagisce chimicamente con l’aria o il vapore acqueo a temperatura ambiente, ma se riscaldato a 600-700°C, si combinerà rapidamente con l’ossigeno nell’aria per formare biossido di germanio.
- Può formare leghe con molti metalli, cioè può essere mescolato con atomi di metallo per formare nuovi materiali metallici. Può anche formare composti organometallici con molti elementi non metallici, cioè può essere combinato con molecole contenenti carbonio per formare nuovi materiali organici.
Proprietà semimetalliche del germanio
A causa di queste proprietà speciali del germanio, è spesso classificato come elemento semimetallico. Gli elementi semimetallici si trovano nella zona di transizione tra metalli e non metalli e hanno le proprietà comuni dei metalli e dei non metalli. Il germanio è un elemento di questo tipo. Ha alcune proprietà dei metalli, come la lucentezza e la conduttività metallica, e mostra anche alcune proprietà dei non metalli, come la bassa conduttività e la facile formazione di composti.
Come acquistare il germanio metallico?
Quando si acquista il germanio metallico, è necessario prestare attenzione ai seguenti punti:
Qualità: La qualità del germanio metallico ha un impatto importante sulle sue prestazioni e sull’effetto dell’applicazione. Al momento dell’acquisto, è necessario prestare attenzione a indicatori chiave come la purezza e il contenuto di impurità per assicurarsi di acquistare prodotti che soddisfino le proprie esigenze.
Prezzo: Il prezzo del germanio metallico varia a seconda di fattori quali la purezza, le specifiche, la domanda e l’offerta del mercato, ecc. Al momento dell’acquisto, non concentrarti solo sul prezzo, ma considera la qualità del prodotto e le tue esigenze. Allo stesso tempo, dovresti anche prestare attenzione per evitare che alcuni commercianti senza scrupoli utilizzino prezzi bassi per attirare clienti per frode.
Legalità: Il germanio è un elemento regolamentato e il suo acquisto e utilizzo devono essere conformi alle leggi e ai regolamenti pertinenti. Al momento dell’acquisto, assicurati di scegliere un canale legale e conforme e di conservare le ricevute di acquisto e i documenti di certificazione pertinenti in modo da poter fornire una base legale per l’uso o il trasporto futuro.
Trasporto: Il germanio metallico appartiene alla categoria delle merci pericolose e il suo trasporto deve essere conforme a normative e requisiti specifici. Al momento dell’acquisto, prestare attenzione alla scelta di un fornitore in grado di fornire servizi di trasporto legali.
VIMATERIAL è un fornitore professionale di germanio metallico ad alta purezza. La purezza dei nostri prodotti può raggiungere 7N5. Se hai delle esigenze in tal senso, non esitare a contattarci.
Qual è l'applicazione del germanio metallico?
Ottica
Il germanio metallico ha un alto indice di rifrazione e una bassa dispersione, il che significa che può piegare la luce molto fortemente senza lasciare che i diversi colori della luce si disperdano. Questo lo rende adatto per la realizzazione di componenti ottici come lenti a infrarossi, prismi, finestre, ecc., che possono essere utilizzati per osservare o rilevare la luce infrarossa.
Industria elettronica
Il germanio metallico è un importante materiale semiconduttore che può essere utilizzato per realizzare dispositivi elettronici come transistor, diodi, celle solari, fotorilevatori, ecc. Il transistor è un interruttore in grado di controllare la corrente, che è il componente di base dei computer elettronici. Il diodo è un dispositivo che consente il passaggio della corrente in una sola direzione, che può essere utilizzato per la rettifica, il rilevamento, la modulazione, ecc. La cella solare è un dispositivo in grado di convertire la luce solare in energia elettrica, che può essere utilizzata per generare elettricità o caricare. Il fotorivelatore è un dispositivo in grado di convertire i segnali ottici in segnali elettrici, che possono essere utilizzati per ricevere o inviare segnali ottici.
Altre applicazioni
Il germanio metallico può anche essere utilizzato come catalizzatore per le reazioni di polimerizzazione, cioè può promuovere il processo di combinazione di alcune piccole molecole in grandi molecole, preparando così materiali polimerici, come plastica, gomma, ecc. Il germanio metallico può anche essere legato con altri metalli per migliorarne le proprietà meccaniche e la resistenza alla corrosione, come l’acciaio al germanio, l’alluminio al germanio, ecc. Il germanio può anche essere usato come agente bioattivo, cioè può avere alcuni effetti benefici sul corpo umano, come migliorare l’immunità umana, anti-invecchiamento, anti-cancro, ecc.
Il gallio e il germanio sono due importanti materiali semiconduttori che svolgono ruoli diversi nella produzione di chip.
Il germanio è il primo elemento utilizzato per produrre transistor e chip a semiconduttore. Ha una mobilità portante più elevata rispetto al silicio, ovvero può raggiungere velocità di commutazione più elevate a tensioni più basse. Il germanio può anche formare leghe con il silicio per migliorare le prestazioni del silicio. Il germanio può anche formare composti con altri elementi (come arsenico, fosforo, antimonio, ecc.) per produrre dispositivi ad alta velocità, alta frequenza e alta potenza.
Il gallio è anche un materiale semiconduttore comunemente usato. Può formare composti con altri elementi (come arsenico, azoto, indio, alluminio, ecc.) per produrre diodi emettitori di luce (LED), diodi laser (LD), celle solari, dispositivi di comunicazione a microonde, ecc. I composti di gallio hanno un’elevata mobilità degli elettroni e un’elevata efficienza di radiazione e sono adatti per l’uso in optoelettronica e nei campi a microonde.
Pertanto, il gallio e il germanio svolgono un ruolo importante nella produzione di semiconduttori. Possono fornire prodotti semiconduttori diversificati e ad alte prestazioni per soddisfare le esigenze di diversi settori.
