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化学元素周期表

锗 (Ge)

Germanium

原子序数: 32 | 原子量: 72.630 u
Ge
32
原子量 72.630 u
14
周期 4
元素类别 类金属
电子排布 [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p²
CAS编号 7440-56-4

物理性质

密度 5.323 g/cm³
熔点 938.25°C
沸点 2833°C
熔化热 36.94 kJ/mol
汽化热 330.9 kJ/mol
电负性 2.01

基本信息

锗是化学元素周期表中的第 32 个元素,化学符号为 Ge,原子序数为 32。它是一种灰白色类金属,在自然界中分布较为分散,常与铜、铅、锌等硫化物矿伴生。

化学性质

  • 锗在常温下化学性质稳定,不与空气、水和稀酸反应。
  • 加热时,锗能与氧气反应生成二氧化锗(GeO₂)。
  • 锗能与卤素反应生成卤化物,如与氯气反应生成四氯化锗(GeCl₄)。
  • 锗具有一定的半导体特性,其导电性介于导体和绝缘体之间。

主要用途

半导体行业

锗是最早使用的半导体材料之一,虽然现在大部分被硅取代,但在一些高频、高速和红外光学器件中仍有应用。

光纤通信

锗可以用于制造光纤放大器,提高光信号的传输距离和质量。

红外光学

锗对红外线有良好的透过性,可用于制造红外光学窗口、透镜和探测器等。

医疗领域

有机锗化合物具有一定的生物活性,在保健品和药物研发中有一定的研究和应用。

历史与发现

1886 年,德国化学家温克勒(Clemens Winkler)在分析硫银锗矿时发现了锗。他根据德国的国名 Germania 将其命名为 Germanium。锗的发现验证了门捷列夫元素周期表中对“类硅”元素的预言。

同位素

同位素 自然丰度 半衰期 描述
⁷⁰Ge 20.84% 稳定 锗的一种稳定同位素
⁷²Ge 27.54% 稳定 锗的另一种稳定同位素
⁷³Ge 7.73% 稳定 锗的稳定同位素
⁷⁴Ge 36.28% 稳定 锗的稳定同位素
⁷⁶Ge 7.61% 稳定 锗的稳定同位素