Germanium

Germanium (von lat.: Germania Deutschland, Vaterland des Entdeckers Clemens Winkler (1838 - 1904)) ist ein chemisches Element. Es wurde am 6. Februar 1886 erstmals nachgewiesen. {| border="1" cellpadding="2" cellspacing="0" align="right" |+ Eigenschaften | colspan="2" cellspacing="0" cellpadding="2" | {| align="center" border="0" | colspan="2" align="center" | Gallium - Germanium - Arsen |----- | rowspan="3" valign="center" | Si
Ge
Sn

|----- | align="center" |

Periodensystem

|} |----- ! colspan="2" bgcolor="#cccc99" | Allgemein |----- | Name, Symbol, Ordnungszahl | Germanium, Ge, 32 |----- | Serie | Halbmetalle |----- | Gruppe, Periode, Block | 14 (IVA), 4 , p |----- | Dichte, Mohshärte | 5.323 kg/m³, 6 |----- | Aussehen | gräulich weiß |----- ! colspan="2" bgcolor="#cccc99" | Atomar |----- | Atomgewicht | 72,64 amu |----- | Atomradius (berechnet) | 125 (125) pm |----- | Kovalenter Radius | 122 pm |----- | van der Waals-Radius | k.A. |----- | Elektronenkonfiguration | [Ar]3d3d¹⁰ 4s² 4p² |----- | e^- 's pro Energieniveau | 2, 8, 18, 4 |----- | Oxidationszustände (Oxid) | 4 (amphoter) |----- | Kristallstruktur | kubisch flächenzentriert |----- ! colspan="2" bgcolor="#cccc99" | Physikalisch |----- | Aggregatzustand (Magnetismus) | fest |----- | Schmelzpunkt | 1.211,4 K (938.3°C) |----- | Siedepunkt | 3.093 K (2820°C) |----- | Molares Volumen | 13,63 ×1010^-3 m³/mol |----- | Verdampfungswärme | 330,9 kJ/mol |----- | Schmelzwärme | 36,94 kJ/mol |----- | Dampfdruck | 0,0000746 Pa bei 1.210 K |----- | Schallgeschwindigkeit | 5.400 m/s bei 293,15 K |----- ! colspan="2" bgcolor="#cccc99" | Verschiedenes |----- | Elektronegativität | 2,01 (Pauling-Skala) |----- | Spezifische Wärmekapazität | 320 J/(kg*K) |----- | Elektrische Leitfähigkeit | 1,45 Ohm |----- | Wärmeleitfähigkeit | 59,9 W/(m*K) |----- | 1. Ionisierungsenergie || 762 kJ/mol |----- | 2. Ionisierungsenergie || 1.537,5 kJ/mol |----- | 3. Ionisierungsenergie || 3.302,1 kJ/mol |----- | 4. Ionisierungsenergie || 4.411 kJ/mol |----- | 5. Ionisierungsenergie || 9.020 kJ/mol |----- ! colspan="2" bgcolor="#cccc99" | Stabilste Isotope |----- | colspan="2" | {| border="1" cellspacing="0" cellpadding="2" width="100%" ! Isotop ! NH ! t_1/2 ! ZM ! ZE M eV ! ZP |----- | ⁷⁰Ge || 21,23% | colspan="4" | Ge ist stabil mit 38 Neutronen |----- | ⁷²Ge || 27,66% | colspan="4" | Ge ist stabil mit 40 Neutronen |----- | ⁷³Ge || 7,73% | colspan="4" | Ge ist stabil mit 41 Neutronen |----- | ⁷⁴Ge || 35,94% | colspan="4" | Ge ist stabil mit 42 Neutronen |} |----- ! colspan="2" bgcolor="#cccc99" | SI-Einheiten und Standardbedingungen werden benutzt,
sofern nicht anders angegeben. |}

Table of contents

1 Vorkommen
2 Verwendung
3 Geschichte

Vorkommen

Germanium ist weit verbreitet, kommt aber nur in sehr geringen Konzentrationen vor. Es wird als Begleiter in Kupfer und Zinkerzen gefunden (Hettstedter Kupferschiefer). Die wichtigsten Minerale sind Argyrodit, Canfieldit, Germanit und Reniérit.

Verwendung

Als Halbleiter war es das führende Material in der Elektronik, bis es vom Silizium verdrängt wurde und heute nur noch in der Hochfrequenztechnik eine Rolle spielt. Eventuell ändert sich das wieder mit der neuen Germanium-Kohlenstoff-Silizium Technologie.

Seine zweite Verwendung findet es in optischen Gläsern mit Infarotdurchlässigkeit. Bei Germanium lässt sich, im Gegensatz zu Stahl, nicht durch Neutronenstrahlung die Kristallstruktur zerbrechen. Es fängt den Stoß des Neutrons elastisch auf. Bisher findet diese Entdeckung jedoch keine Nutzung in Reaktoren.

Geschichte

Die Entdeckung des Germaniums verdanken wir Clemens Winkler, einem Chemiker an der Bergbauakademie Freiberg (in Freiberg (Sachsen)), der mit Kobalt-Glas arbeitete. Er untersuchte das Mineral Argyrodit und fand dabei das neue Element Germanium. Es stellte sich später als das Eka-Silizium heraus, das 1871 von Dimitri Mendelejew vorausgesagt worden war.