Měrná hmotnost germania, jeho vlastnosti, použití a tabulka hodnot

Germanium je chemický prvek čtvrté skupiny hlavní podskupiny příslušné tabulky prvků. V jednoduché formě je germanium typickým polovodičem bílé barvy se šedým odstínem a kovovým leskem.

Germanium v přírodě jen zřídka tvoří vlastní průmyslově využitelné minerály a častěji se vyskytuje rozptýleně: v sulfidických rudách zinku a mědi, v některých druzích uhlí a popelových zbytcích a také v jednotlivých silikátových minerálech. Obvykle se proto získává jako vedlejší produkt zpracování jiných surovin.

Tento materiál se jako polovodič používá v tranzistorech a dalších elektronických zařízeních elektrotechnického průmyslu. Široké uplatnění má také v infračervené a vláknové optice.

Germanium nemá pro živé organismy prokázaný biologický význam. Sloučeniny germania nelze považovat za léčivé přípravky bez lékařských důkazů a kontroly bezpečnosti.

Tabulka měrné hmotnosti germania

Protože je germanium složitý materiál, nelze jeho měrnou hmotnost samostatně vypočítat v terénních podmínkách. Tyto výpočty se provádějí ve specializovaných chemických laboratořích. Průměrná měrná hmotnost germania je však známá a činí 5,323 g/cm³.

Pro usnadnění výpočtů je níže uvedena tabulka hodnot měrné hmotnosti germania a také jeho hmotnosti v závislosti na použitých jednotkách.

Vlastnosti germania

Prvek germanium je křehký polokov bílé barvy se stříbřitým odstínem a kubickou krystalovou mřížkou diamantového typu. Tento materiál má teplotu tání 938,25 °C. Teplota varu činí 2850 °C. Jeho hustota je 5,33 g/cm³.

Charakteristickou vlastností germania je schopnost zvyšovat hustotu při tavení. Hustota pevného germania tak při 25 °C činí 5,323 g/cm³, zatímco hustota kapalného germania je při teplotě 1000 °C 5,557 g/cm³. Stejnou vlastnost mají také prvky, jako jsou křemík, antimon, gallium, bismut, voda a cer.

Z hlediska elektrofyzikálních vlastností je germanium polovodičem s nepřímým zakázaným pásem.

Některé speciální dotované struktury a sloučeniny germania se zkoumají při nízkých teplotách, v běžných inženýrských výpočtech je však germanium považováno především za polovodičový materiál, nikoli za praktický supravodič.

Za normálních podmínek je tento druh materiálu odolný vůči vodě, vzduchu, kyselinám a zásadám, rozpouští se však v alkalickém roztoku peroxidu vodíku a také v lučavce královské.

Podle procentuálního podílu lze použití germania rozdělit do následujících oblastí:

• Výroba vláknové optiky — 35 procent
• Výroba termovizní optiky — 30 procent
• Výroba chemických katalyzátorů — 15 procent
• Použití v elektronice — 15 procent
• Použití v metalurgii — 5 procent

Germanium má vynikající vlastnosti pro použití při výrobě různých druhů optiky. Vysoká propustnost infračerveného záření umožňuje germanium efektivně používat k výrobě infračervených čoček, optiky, hranolů a oken optických snímačů. Hlavním účelem germania v této oblasti je však výroba termovizních kamer.

V elektronice se germanium používá jako součást mikrovlnných zařízení a jako stabilní termoelektrický materiál v termoelektrických slitinách.

Germanium našlo uplatnění také v jaderné fyzice jako materiál pro gama detektory.