الوزن النوعي للجرمانيوم وخصائصه واستخداماته وجدول القيم
الجرمانيوم عنصر كيميائي من المجموعة الرابعة للمجموعة الرئيسية في الجدول الدوري. وهو في صورته البسيطة شبه موصل نموذجي أبيض مائل إلى الرمادي وله بريق معدني.
نادرًا ما يكوّن الجرمانيوم معادن صناعية مستقلة في الطبيعة، بل يوجد غالبًا بصورة متناثرة في خامات كبريتيد الزنك والنحاس، وبعض أنواع الفحم وبقايا الرماد، وكذلك في بعض معادن السيليكات. لذلك يُستخرج عادة منتجًا ثانويًا عند معالجة خامات أخرى.
تُستخدم هذه المادة شبه موصل في الترانزستورات وغيرها من الأجهزة الإلكترونية في الصناعة الكهربائية، كما يكثر استخدامها في بصريات الأشعة تحت الحمراء والألياف الضوئية.
ليست للجرمانيوم أهمية بيولوجية مثبتة للكائنات الحية. ولا ينبغي اعتبار مركباته وسائل علاجية من دون أدلة طبية ورقابة على السلامة.
جدول الوزن النوعي للجرمانيوم
لأن الجرمانيوم مادة معقدة، لا يمكن حساب وزنه النوعي ذاتيًا في الظروف الميدانية، بل تُجرى هذه الحسابات في مختبرات كيميائية متخصصة. ومع ذلك، فإن متوسط وزنه النوعي معروف ويبلغ 5,323 غ/سم³.
لتبسيط الحساب، يعرض الجدول أدناه الوزن النوعي للجرمانيوم ووزنه بحسب وحدات القياس.
| المادة | الوزن النوعي (غ/سم³) | وزن 1 م³ (كغ) |
| الجرمانيوم | 5,323 | 5323 |
خصائص الجرمانيوم
الجرمانيوم شبه معدن هش أبيض مائل إلى الفضي، وله شبكة بلورية مكعبة من نوع الماس. وتبلغ درجة انصهاره 938,25 °C، ودرجة غليانه 2850 °C، وكثافته 5,33 غ/سم³.
يتميز الجرمانيوم بزيادة كثافته عند الانصهار؛ فكثافة الجرمانيوم الصلب تبلغ 5,323 غ/سم³ عند 25 °C، بينما تبلغ كثافة الجرمانيوم السائل 5,557 غ/سم³ عند 1000 °C. وتوجد هذه الخاصية أيضًا في عناصر مثل السيليكون والأنتيمون والغاليوم والبزموت والماء والسيريوم.
الجرمانيوم شبه موصل غير مباشر الفجوة من حيث خصائصه الكهربائية الفيزيائية.
تُدرس بعض البنى والمركبات الخاصة المطعمة بالجرمانيوم عند درجات حرارة منخفضة، لكن الحسابات الهندسية المعتادة تتعامل معه أساسًا بوصفه مادة شبه موصلة، لا موصلًا فائقًا عمليًا.
في الظروف العادية تقاوم هذه المادة الماء والهواء والأحماض والقلويات، لكنها تذوب في محلول قلوي من بيروكسيد الهيدروجين، وكذلك في الماء الملكي.
يمكن تقسيم استخدامات الجرمانيوم بحسب النسب إلى:
- إنتاج الألياف الضوئية — 35 بالمئة
- إنتاج بصريات التصوير الحراري — 30 بالمئة
- إنتاج العوامل الحفازة الكيميائية — 15 بالمئة
- الاستخدام في الإلكترونيات — 15 بالمئة
- الاستخدام في التعدين المعدني — 5 بالمئة
للجرمانيوم خصائص ممتازة لإنتاج أنواع مختلفة من البصريات. وتسمح شفافيته العالية للأشعة تحت الحمراء باستخدامه بفاعلية في العدسات والبصريات والمنشورات ونوافذ المستشعرات البصرية، لكن استخدامه الأساسي في هذا المجال هو إنتاج كاميرات التصوير الحراري.
يُستخدم الجرمانيوم في الإلكترونيات مكوّنًا في أجهزة الموجات الميكروية ومادة كهروحرارية مستقرة في السبائك الكهروحرارية.
كما يُستخدم في الفيزياء النووية مادة لكواشف أشعة غاما.