Ciężar właściwy germanu, właściwości, zastosowanie i tabela wartości

German jest pierwiastkiem chemicznym czwartej grupy głównej układu okresowego. W prostej postaci jest typowym półprzewodnikiem o białej barwie z szarym odcieniem i metalicznym połyskiem.

W przyrodzie german rzadko tworzy własne minerały przemysłowe i częściej występuje rozproszony w siarczkowych rudach cynku i miedzi, niektórych węglach i popiołach oraz w wybranych minerałach krzemianowych. Zwykle otrzymuje się go jako produkt uboczny przeróbki innych surowców.

Materiał ten stosuje się jako półprzewodnik w tranzystorach i innych urządzeniach elektronicznych. Jest również szeroko wykorzystywany w optyce podczerwieni i optyce światłowodowej.

German nie ma potwierdzonego znaczenia biologicznego dla organizmów żywych. Związków germanu nie należy traktować jako środków leczniczych bez dowodów medycznych i kontroli bezpieczeństwa.

Tabela ciężaru właściwego germanu

German jest materiałem złożonym, dlatego samodzielne obliczenie jego ciężaru właściwego w warunkach polowych nie jest praktyczne. Takie obliczenia wykonuje się w specjalistycznych laboratoriach chemicznych. Średni ciężar właściwy germanu jest znany i wynosi około 5,323 g/cm³.

Dla uproszczenia obliczeń poniżej przedstawiono tabelę z wartościami ciężaru właściwego oraz masy germanu w zależności od jednostek.

Właściwości germanu

German jest kruchym półmetalem o białej barwie ze srebrzystym odcieniem i kubicznej sieci krystalicznej typu diamentu. Temperatura topnienia wynosi 938,25 °C, a temperatura wrzenia około 2850 °C. Gęstość tego materiału wynosi około 5,33 g/cm³.

Charakterystyczną cechą germanu jest wzrost gęstości podczas topnienia. Gęstość stałego germanu wynosi około 5,323 g/cm³ przy 25 °C, natomiast gęstość ciekłego germanu wynosi około 5,557 g/cm³ przy temperaturze 1000 °C. Podobną cechę mają między innymi krzem, antymon, gal, bizmut, woda i cer.

Pod względem właściwości elektrofizycznych german jest półprzewodnikiem o pośredniej przerwie energetycznej.

Niektóre specjalnie domieszkowane struktury i związki germanu bada się w niskich temperaturach, ale w zwykłych obliczeniach technicznych german traktuje się przede wszystkim jako materiał półprzewodnikowy, a nie praktyczny nadprzewodnik.

W normalnych warunkach german jest odporny na wodę, powietrze, kwasy i zasady. Rozpuszcza się jednak w alkalicznym roztworze nadtlenku wodoru oraz w wodzie królewskiej.

Zastosowania germanu można podzielić orientacyjnie na następujące obszary:

• produkcja światłowodów - około 35%,
• produkcja optyki termowizyjnej - około 30%,
• katalizatory chemiczne - około 15%,
• elektronika - około 15%,
• metalurgia - około 5%.

German ma bardzo dobre właściwości do produkcji różnych rodzajów optyki. Wysoka przezroczystość dla promieniowania podczerwonego pozwala stosować go do wytwarzania soczewek, elementów optycznych, pryzmatów i okien czujników. Najważniejszym kierunkiem jest jednak optyka dla kamer termowizyjnych.

W elektronice german stosuje się jako składnik urządzeń wysokiej częstotliwości oraz jako stabilny materiał termoelektryczny w stopach termoelektrycznych.

German znalazł również zastosowanie w fizyce jądrowej jako materiał do detektorów gamma.