Germaaniumi tihedus, omadused, kasutusalad ja tabel

Germaanium on perioodilisustabeli neljanda pearühma keemiline element. Lihtainena on germaanium tüüpiline valkjashall ja metalliläikeline pooljuht.

Looduses moodustab germaanium harva omaette tööstuslikke mineraale ja esineb sagedamini hajutatult tsingi- ning vasesulfiidmaakides, mõnes kivisöes ja tuhas ning teatavates silikaatmineraalides. Seetõttu saadakse seda tavaliselt muu tooraine töötlemise kõrvalsaadusena.

Elektri- ja elektroonikatööstuses kasutatakse germaaniumi pooljuhina transistorides ning muudes elektroonikaseadmetes. Samuti on see levinud infrapuna- ja kiudoptikas.

Germaaniumil pole elusorganismides tõestatud bioloogilist tähtsust. Germaaniumiühendeid ei tohiks ilma meditsiiniliste tõendite ja ohutuskontrollita ravimina käsitada.

Germaaniumi tiheduse tabel

Germaanium on keerukalt määratav materjal, mistõttu ei saa selle tihedust välitingimustes iseseisvalt arvutada. Mõõtmised tehakse keemialaboris. Germaaniumi keskmine tihedus on siiski teada ja võrdub 5,323 g/cm³.

Arvutamise lihtsustamiseks on germaaniumi tihedus ja mass eri mõõtühikutes järgmises tabelis.

Germaaniumi omadused

Germaanium on habras hõbevalge poolmetall, millel on teemanditüüpi kuubiline kristallvõre. Selle sulamistemperatuur on 938,25 °C ja keemistemperatuur 2850 °C. Materjali tihedus on 5,33 g/cm³.

Germaaniumi eripära on tiheduse suurenemine sulamisel. Tahke germaaniumi tihedus 25 °C juures on 5,323 g/cm³, vedela germaaniumi tihedus 1000 °C juures aga 5,557 g/cm³. Sama omadus on ränil, antimonil, galliumil, vismutil, veel ja tseeriumil.

Elektrofüüsikaliste omaduste poolest on germaanium kaudse keelutsooniga pooljuht.

Teatavaid legeeritud eristruktuure ja germaaniumiühendeid uuritakse madalatel temperatuuridel, kuid tavalistes inseneriarvutustes käsitatakse germaaniumi eelkõige pooljuhtmaterjali, mitte praktilise ülijuhina.

Normaaltingimustel on materjal vastupidav veele, õhule, hapetele ja leelistele, kuid lahustub vesinikperoksiidi leeliselises lahuses ning kuningvees.

Germaaniumi kasutus jaguneb protsentuaalselt järgmiselt:

• kiudoptika tootmine – 35%;
• termokaameraoptika tootmine – 30%;
• keemiliste katalüsaatorite valmistamine – 15%;
• elektroonika – 15%;
• metallurgia – 5%.

Germaaniumil on eri optikaseadmete valmistamiseks suurepärased omadused. Infrapunakiirguse hea läbilaskvus võimaldab seda tõhusalt kasutada infrapunaläätsede, optika, prismade ja optiliste andurite akende valmistamiseks. Valdkonna peamine rakendus on aga termokaamerad.

Elektroonikas kasutatakse germaaniumi mikrolaineseadmete koostisosana ja stabiilse termoelektrilise materjalina termoelektrilistes sulamites.

Tuumafüüsikas kasutatakse germaaniumi ka gammakiirguse detektorite materjalina.