Gostota germanija, njegove lastnosti in uporaba

Germanij je kemični element četrte skupine glavne podskupine periodnega sistema elementov. V elementarni obliki je značilen polprevodnik bele barve s sivim odtenkom in kovinskim sijajem.

Germanij v naravi redko tvori lastne gospodarsko pomembne minerale in je večinoma razpršeno prisoten v sulfidnih rudah cinka in bakra, nekaterih vrstah premoga in pepelnih ostankih ter posameznih silikatnih mineralih. Zato ga navadno pridobivajo kot stranski proizvod predelave drugih surovin.

Kot polprevodnik se uporablja v tranzistorjih in drugih elektronskih napravah elektrotehnične industrije. Zelo razširjen je tudi v infrardeči in optični tehnologiji.

Germanij nima dokazanega biološkega pomena za žive organizme. Njegovih spojin brez medicinskih dokazov in varnostnega nadzora ne smemo obravnavati kot zdravil.

Tabela gostote germanija

Ker je germanij kompleksen material, njegove gostote na terenu ni mogoče izračunati samostojno. Takšne meritve se izvajajo v posebnih kemijskih laboratorijih. Povprečna gostota germanija je znana in znaša 5,323 g/cm³.

Za preprostejši izračun je spodaj tabela z vrednostmi gostote in mase germanija v različnih merskih enotah.

Lastnosti germanija

Germanij je krhka polkovina bele barve s srebrnim odtenkom in kubično kristalno mrežo diamantnega tipa. Tališče tega materiala znaša 938,25 °C, vrelišče 2850 °C, njegova gostota pa 5,33 g/cm³.

Posebnost germanija je, da se njegova gostota pri taljenju poveča. Gostota trdnega germanija pri 25 °C znaša 5,323 g/cm³, gostota tekočega germanija pri 1000 °C pa 5,557 g/cm³. Enako posebnost imajo tudi silicij, antimon, galij, bizmut, voda in cerij.

Po elektrofizikalnih lastnostih je germanij polprevodnik s posrednim energijskim prehodom.

Nekatere posebne dopirane strukture in spojine germanija se preučujejo pri nizkih temperaturah, vendar se v običajnih inženirskih izračunih germanij obravnava predvsem kot polprevodniški material, ne kot praktični superprevodnik.

Pri normalnih pogojih je odporen proti vodi, zraku, kislinam in bazam, raztaplja pa se v alkalni raztopini vodikovega peroksida ter v zlatotopki.

Uporabo germanija lahko po deležih razdelimo na naslednja področja:

• proizvodnja optičnih vlaken – 35 odstotkov;
• proizvodnja termovizijske optike – 30 odstotkov;
• izdelava kemičnih katalizatorjev – 15 odstotkov;
• uporaba v elektroniki – 15 odstotkov;
• uporaba v metalurgiji – 5 odstotkov.

Germanij ima odlične lastnosti za izdelavo različnih vrst optike. Zaradi visoke prepustnosti infrardečih žarkov se učinkovito uporablja za infrardeče leče, optiko, prizme in okenca optičnih senzorjev. Njegov glavni namen na tem področju pa je izdelava termovizijskih kamer.

V elektroniki se germanij uporablja kot sestavni del mikrovalovnih naprav in kot stabilen termoelektrični material v termoelektričnih zlitinah.

Germanij se uporablja tudi v jedrski fiziki kot material za detektorje sevanja gama.