A germánium fajsúlya, tulajdonságai, felhasználása és értéktáblázata

A germánium a periódusos rendszer negyedik főcsoportjába tartozó kémiai elem. Elemi állapotában jellegzetes, szürkés árnyalatú, fehér, fémes fényű félvezető.

A természetben ritkán alkot önálló, ipari jelentőségű ásványokat, inkább szórtan fordul elő: cink- és réz-szulfidércekben, egyes szenekben és hamumaradványokban, valamint bizonyos szilikátásványokban. Ezért rendszerint más nyersanyag feldolgozásának melléktermékeként nyerik ki.

Félvezetőként tranzisztorokban és más elektronikai, elektrotechnikai eszközökben használják. Az infravörös és a száloptikában is széles körben alkalmazzák.

A germániumnak nincs bizonyított biológiai jelentősége az élő szervezetek számára. Vegyületeit orvosi bizonyítékok és biztonsági ellenőrzés nélkül nem szabad gyógyszerként kezelni.

A germánium fajsúlytáblázata

Mivel a germánium összetett anyag, fajsúlya terepi körülmények között önállóan nem számítható ki. Az ilyen méréseket különleges vegyészeti laboratóriumokban végzik. Átlagos fajsúlya azonban ismert: 5,323 g/cm³.

A számítások egyszerűsítésére az alábbi táblázat a germánium fajsúlyának, valamint tömegének különböző mértékegységek szerinti értékeit mutatja be.

A germánium tulajdonságai

A germánium rideg, ezüstös árnyalatú, fehér félfém, gyémánt típusú köbös kristályráccsal. Olvadáspontja 938,25 °C, forráspontja 2850 °C. Sűrűsége 5,33 g/cm³.

A germánium sajátos tulajdonsága, hogy olvadáskor nő a sűrűsége. A szilárd germánium sűrűsége 25 °C-on 5,323 g/cm³, a folyékony germániumé pedig 1000 °C-on 5,557 g/cm³. Ezzel a sajátossággal rendelkezik a szilícium, az antimon, a gallium, a bizmut, a víz és a cérium is.

Elektrofizikai tulajdonságai szerint a germánium indirekt tiltott sávú félvezető.

Egyes különleges adalékolt germániumszerkezeteket és -vegyületeket alacsony hőmérsékleten vizsgálnak, a szokásos mérnöki számításokban azonban elsősorban félvezető anyagként, nem gyakorlati szupravezetőként kezelik.

Normál körülmények között ellenáll a víznek, a levegőnek, a savaknak és lúgoknak, lúgos hidrogén-peroxid-oldatban és királyvízben azonban oldódik.

A germánium százalékos felhasználása a következő területekre osztható:

• száloptika gyártása – 35 százalék;
• hőképalkotó optika gyártása – 30 százalék;
• vegyi katalizátorok előállítása – 15 százalék;
• elektronikai felhasználás – 15 százalék;
• kohászati felhasználás – 5 százalék.

A germánium különféle optikai termékek gyártásához kiváló tulajdonságokkal rendelkezik. Nagy infravörös átlátszósága lehetővé teszi infravörös lencsék, optikák, prizmák és optikai érzékelők ablakainak hatékony gyártását. Fő rendeltetése ezen a területen azonban a hőkamerák előállítása.

Az elektronikában mikrohullámú eszközök alkotóelemeként, valamint termoelektromos ötvözetek stabil termoelektromos anyagaként alkalmazzák.

A germániumot a magfizikában gamma-detektorok anyagaként is használják.