Merná hmotnosť germánia, jeho vlastnosti, použitie a tabuľka hodnôt

Germánium je chemický prvok štvrtej skupiny hlavnej podskupiny periodickej tabuľky prvkov. V čistej forme je germánium typický polovodič bielej farby so sivým odtieňom a kovovým leskom.

V prírode germánium len zriedka vytvára vlastné priemyselne využiteľné minerály a častejšie sa vyskytuje rozptýlene: v sulfidických rudách zinku a medi, niektorých uhliach a popolových zvyškoch aj vo vybraných kremičitanových mineráloch. Preto sa zvyčajne získava ako vedľajší produkt spracovania iných surovín.

Tento materiál sa používa ako polovodič v tranzistoroch a ďalších elektronických zariadeniach elektrotechnického priemyslu. Široko sa využíva aj v infračervenej a vláknovej optike.

Germánium nemá pre živé organizmy dokázaný biologický význam. Jeho zlúčeniny by sa bez medicínskych dôkazov a kontroly bezpečnosti nemali považovať za liečivá.

Tabuľka mernej hmotnosti germánia

Keďže germánium je zložitý materiál, jeho mernú hmotnosť nemožno svojpomocne vypočítať v teréne. Tieto výpočty sa vykonávajú v špecializovaných chemických laboratóriách. Priemerná merná hmotnosť germánia je však známa a dosahuje 5,323 g/cm³.

Nasledujúca tabuľka na zjednodušenie výpočtov uvádza mernú hmotnosť germánia aj jeho hmotnosť podľa jednotiek merania.

Vlastnosti germánia

Germánium je krehký polokov bielej farby so striebristým odtieňom a kubickou kryštálovou mriežkou diamantového typu. Teplota topenia tohto materiálu je 938,25 °C. Teplota varu je 2850 °C. Hustota materiálu je 5,33 g/cm³.

Charakteristickou vlastnosťou germánia je zvýšenie hustoty pri topení. Hustota pevného germánia je 5,323 g/cm³ pri 25 °C, zatiaľ čo hustota kvapalného germánia pri teplote 1000 °C dosahuje 5,557 g/cm³. Touto vlastnosťou sa vyznačujú aj prvky ako kremík, antimón, gálium, bizmut, voda a cér.

Z hľadiska elektrofyzikálnych vlastností je germánium polovodič s nepriamym zakázaným pásmom.

Niektoré špeciálne dopované štruktúry a zlúčeniny germánia sa skúmajú pri nízkych teplotách, v bežných technických výpočtoch sa však germánium posudzuje predovšetkým ako polovodičový materiál, nie ako praktický supravodič.

Za normálnych podmienok je tento materiál odolný proti vode, vzduchu, kyselinám a zásadám, rozpúšťa sa však v alkalickom roztoku peroxidu vodíka a v lúčavke kráľovskej.

Podľa percentuálneho podielu použitia možno germánium rozdeliť do týchto oblastí:

• Výroba vláknovej optiky – 35 percent
• Výroba termovíznej optiky – 30 percent
• Výroba chemických katalyzátorov – 15 percent
• Použitie v elektronike – 15 percent
• Použitie v metalurgii – 5 percent

Germánium má vynikajúce vlastnosti na výrobu rôznych druhov optiky. Vysoká priepustnosť infračerveného žiarenia umožňuje efektívne používať germánium na výrobu infračervených šošoviek, optických prvkov, hranolov a okien optických snímačov. Jeho hlavným účelom v tejto oblasti je však výroba termovíznych kamier.

V elektronike sa germánium používa ako súčasť mikrovlnných zariadení a stabilný termoelektrický materiál v termoelektrických zliatinách.

Germánium našlo použitie aj v jadrovej fyzike ako materiál gama detektorov.