← Zurück zum Periodensystem
Ge 32

Germanium (Ge)

metalloid
Periode: 4 Gruppe: 14 Block: p

Solid

Standardatomgewicht

72,63 u

Elektronenkonfiguration

[Ar] 4s2 3d10 4p2

Schmelzpunkt

938,25 °C

Siedepunkt

2832,85 °C

Dichte

5323,4 kg/m³

Oxidationszustände

−4, −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4

Elektronegativität (Pauling)

2,01

Ionisierungsenergie (1.)

7,899435 eV

Entdeckungsjahr

1886

Atomradius

125 pm

Details

Namensherkunft Latin: Germania (Germany).
Entdeckungsland Germany
Entdecker Clemens Winkler

Germanium is a hard, brittle metalloid in group 14, chemically intermediate between silicon and tin. It is a covalent semiconductor with a narrow band gap and forms stable compounds mainly in the +4 and +2 oxidation states. The element is not mined as a principal ore in most operations; it is commonly recovered as a by-product from zinc processing and from some coal-derived materials. Its technological importance rests on infrared optics, fiber-optic materials, semiconductor devices, and specialty catalysts.

The element is a gray-white metalloid. In pure state, the element is crystalline and brittle, retaining its luster in air at room temperature. It is a very important semiconductor. Zone-refining techniques have led to production of crystalline germanium for semiconductor use with an impurity of only one part in 1010.

The name derives from the Latin germania for Germany. It was discovered and isolated by the German chemist Clemens-Alexander Winkler in 1886 in the mineral argyrodite (GeS2×4Ag2S).

First proposed to exist by Dmitri Mendeleyev in 1871 based on gaps in his newly created Periodic Table of Elements, germanium was discovered by the German chemist Clemens Winkler in the mineral argyrodite (Ag8GeS6) in 1886. Today, germanium is primarily obtained from the smelting of zinc ores and from the byproducts of burning certain types of coal.

From the Latin word Germania, Germany. Mendeleev predicted the existence of Germanium in 1871 as ekasilicon, and the element was discovered by Winkler in 1886.

Bilder

Eigenschaften

Physikalisch

Atomradius (empirisch)
125 pm Vergleiche Atomradius (empirisch) aller Elemente →
Kovalenzradius
120 pm Vergleiche Kovalenzradius aller Elemente →
Van-der-Waals-Radius
211 pm Vergleiche Van-der-Waals-Radius aller Elemente →
Metallradius
124 pm Vergleiche Metallradius aller Elemente →
Dichte
5323,4 kg/m³ Vergleiche Dichte aller Elemente →
Molares Volumen
0,0136 L/mol
Aggregatzustand bei Standardbedingungen
Fest Vergleiche Aggregatzustand bei Standardbedingungen aller Elemente →
Schmelzpunkt
938,25 °C Vergleiche Schmelzpunkt aller Elemente →
Siedepunkt
2832,85 °C Vergleiche Siedepunkt aller Elemente →
Wärmeleitfähigkeit
60,2 W/(m·K) Vergleiche Wärmeleitfähigkeit aller Elemente →
Spezifische Wärmekapazität
0,32 J/(g·K) Vergleiche Spezifische Wärmekapazität aller Elemente →
Molare Wärmekapazität
23,222 J/(mol·K) Vergleiche Molare Wärmekapazität aller Elemente →
Kristallstruktur
Diamantkubisch Vergleiche Kristallstruktur aller Elemente →

Chemisch

Elektronegativität (Pauling)
2,01 Vergleiche Elektronegativität (Pauling) aller Elemente →
Elektronegativität (Allen)
1,994
Elektronenaffinität
1,232 eV
Ionisierungsenergie (1.)
7,899435 eV Vergleiche Ionisierungsenergie (1.) aller Elemente →
Ionisierungsenergie (2.)
15,934665 eV Vergleiche Ionisierungsenergie (2.) aller Elemente →
Ionisierungsenergie (3.)
34,057717 eV Vergleiche Ionisierungsenergie (3.) aller Elemente →
Ionisierungsenergie (4.)
45,715657 eV Vergleiche Ionisierungsenergie (4.) aller Elemente →
Ionisierungsenergie (5.)
90,500312 eV Vergleiche Ionisierungsenergie (5.) aller Elemente →
Oxidationszustände
−4, −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4 Vergleiche Oxidationszustände aller Elemente →
Valenzelektronen
4 Vergleiche Valenzelektronen aller Elemente →
Elektronenkonfiguration
[Ar] 4s2 3d10 4p2

Thermodynamisch

Kritischer Punkt (Temperatur)
9529 °C
Schmelzwärme
0,38285744 eV Vergleiche Schmelzwärme aller Elemente →
Verdampfungswärme
3,420221 eV Vergleiche Verdampfungswärme aller Elemente →
Sublimationswärme
3,907343 eV
Atomisierungswärme
3,907343 eV
Atomisierungsenthalpie
3,855522 eV

Nuklear

Protonen
32 Vergleiche Protonen aller Elemente →
Neutronen
42 Vergleiche Neutronen aller Elemente →
Bekannte Isotope
33 Vergleiche Bekannte Isotope aller Elemente →
Stabile Isotope
4 Vergleiche Stabile Isotope aller Elemente →
Stabilstes Isotop
Ge-74
Entdeckungsjahr
1886

Häufigkeit

Häufigkeit (Erdkruste)
1,5 mg/kg Vergleiche Häufigkeit (Erdkruste) aller Elemente →
Häufigkeit (Ozean)
5 × 10−5 mg/L Vergleiche Häufigkeit (Ozean) aller Elemente →

Kristallstruktur

Gitterkonstante a
566 pm

Elektronische Struktur

Elektronen pro Schale
2, 8, 18, 4 Vergleiche Elektronen pro Schale aller Elemente →

Identifikatoren

CAS-Nummer
7440-56-4 Vergleiche CAS-Nummer aller Elemente →
Termsymbol
3P0
InChI
InChI=1S/Ge
InChI-Key
GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N

Elektronenkonfiguration Gemessen

Ionenladung
Protonen 32
Elektronen 32
Ladung Neutral
Konfiguration Ge: 3d¹⁰ 4s² 4p²
Elektronenkonfiguration
Gemessen
[Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p²
Orbitaldiagramm
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
6/6
4s
2/2
3d
10/10
4p
2/6 2↑
Gesamtelektronen: 32 Ungepaart: 2 ?

Atommodell

Protonen 32
Neutronen 42
Elektronen 32
Massenzahl 74
Stabilität Stabil

Isotope ändern die Neutronenzahl, Masse und Stabilität — nicht die Elektronenkonfiguration eines neutralen Atoms.

Schematisches Atommodell, nicht maßstabsgetreu.

Atomarer Fingerabdruck

Emissions- / Absorptionsspektrum

25 / 50 (50 50 mit Intensität)
Gemessen
Emission Sichtbar: 380–750 nm

Isotopenverteilung

7436,5000%7227,4500%7020,5700%737,7500%MassenzahlNatürliche Häufigkeit (%)
MassenzahlAtommasse (u)Natürliche HäufigkeitHalbwertszeit
70 Stabil69,92424875 ± 0,000000920,5700%Stabil
72 Stabil71,922075826 ± 0,00000008127,4500%Stabil
73 Stabil72,923458956 ± 0,0000000617,7500%Stabil
74 Stabil73,921177761 ± 0,00000001336,5000%Stabil
Gemessen

Phase / Zustand

1 atm / 101.325 kPa
Fest 25 °C (298,15 K)

Grund: 913,3 °C unter Schmelzpunkt (938,25 °C)

Schmelzpunkt 938,25 °C
Siedepunkt 2832,85 °C
Unter Schmelzpunkt um 913,3 °C
0 K Aktuelle Temperatur: 25 °C 6000 K
Phasenzeitlinie

Schematisch, nicht maßstabsgetreu

Fest
Flüssig
Gas
Schmelzen
Sieden
25°C
Fest
Flüssig
Gas
Aktuell

Phasenübergangspunkte

Schmelzpunkt Literatur
938,25 °C
Siedepunkt Literatur
2832,85 °C
Aktuelle Phase Berechnet
Fest

Übergangsenergien

Schmelzwärme Literatur
0,38285744 eV

Energie benötigt, um 1 mol am Schmelzpunkt zu schmelzen

Verdampfungswärme Literatur
3,420221 eV

Energie benötigt, um 1 mol am Siedepunkt zu verdampfen

Sublimationswärme Literatur
3,907343 eV

Energie benötigt, um 1 mol am Sublimationspunkt zu sublimieren

Dichte

Referenzdichte Literatur
5323,4 kg/m³

Bei Standardbedingungen

Aktuelle Dichte Berechnet
5323,4 kg/m³

Bei Standardbedingungen

Erweitert

Kritischer Punkt Literatur
9529 °C

Atomspektren

10 von 32 angezeigt. Sortiert nach Ionenladung (aufsteigend).

Liniendaten ?

IonLadungGesamtlinienÜbergangswahrscheinlichkeitenNiveau-Bezeichnungen
Ge I 022426223
Ge II +114920149
Ge III +25500
Ge IV +32700
Ge V +43700
NIST Liniendaten →

Niveaudaten ?

IonLadungNiveaus
Ge I 0621
Ge II +1129
Ge III +248
Ge IV +355
Ge V +4102
Ge VI +5105
Ge VII +6168
Ge VIII +72
Ge IX +82
Ge X +92
NIST Niveaudaten →
32 Ge 72.63

Germanium — Atomorbital-Visualisierer

[Ar]4s23d104p2
Energieniveaus 2 8 18 4
Oxidationszustände -4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4
HOMO 4p n=4 · l=1 · m=-1
Germanium — Atomorbital-Visualisierer Vorschau
Three.js lädt nur auf Anfrage
32 Ge 72.63

Germanium — Kristallstruktur-Visualisierer

Face-Centered Cubic · Pearson cF8
Experimentell
Pearson cF8
Koordinationszahl 4
Packungsdichte 34.000%
Germanium — Kristallstruktur-Visualisierer Vorschau
Three.js lädt nur auf Anfrage

Ionenradien

LadungKoordinationSpinRadius
+26N/A73 pm
+44N/A39 pm
+46N/A53 pm

Verbindungen

Ge
72,630 u
Ge+4
72,630 u
Ge
67,928 u
Ge
68,928 u
Ge
72,923 u
Ge
70,925 u
Ge
74,923 u
Ge
76,924 u
Ge
66,933 u
Ge
77,923 u
Ge
65,934 u
Ge
73,921 u
Ge
71,922 u
Ge
69,924 u
Ge
75,921 u

Isotope (4)

MassenzahlAtommasse (u)Natürliche HäufigkeitHalbwertszeitZerfallsart
70 Stabil69,92424875 ± 0,000000920,5700% ± 0,2700%Stabil
stable
72 Stabil71,922075826 ± 0,00000008127,4500% ± 0,3200%Stabil
stable
73 Stabil72,923458956 ± 0,0000000617,7500% ± 0,1200%Stabil
stable
74 Stabil73,921177761 ± 0,00000001336,5000% ± 0,2000%Stabil
stable
70 Stabil
Atommasse (u) 69,92424875 ± 0,0000009
Natürliche Häufigkeit 20,5700% ± 0,2700%
Halbwertszeit Stabil
Zerfallsart
stable
72 Stabil
Atommasse (u) 71,922075826 ± 0,000000081
Natürliche Häufigkeit 27,4500% ± 0,3200%
Halbwertszeit Stabil
Zerfallsart
stable
73 Stabil
Atommasse (u) 72,923458956 ± 0,000000061
Natürliche Häufigkeit 7,7500% ± 0,1200%
Halbwertszeit Stabil
Zerfallsart
stable
74 Stabil
Atommasse (u) 73,921177761 ± 0,000000013
Natürliche Häufigkeit 36,5000% ± 0,2000%
Halbwertszeit Stabil
Zerfallsart
stable

Spektrallinien

50 von 57 angezeigt. Standardmäßig werden nur Spektrallinien mit gemessener Intensität angezeigt.

Wellenlänge (nm)IntensitätIonenstufeTypÜbergangGenauigkeitQuelle
474.18054 nm1000Ge IIemission4s2.5p 2P* → 4s2.5d 2DGemessenNIST
481.46084 nm1000Ge IIemission4s2.5p 2P* → 4s2.5d 2DGemessenNIST
589.33885 nm1000Ge IIemission4s2.5s 2S → 4s2.5p 2P*GemessenNIST
602.10412 nm500Ge IIemission4s2.5s 2S → 4s2.5p 2P*GemessenNIST
517.86474 nm200Ge IIemission4s2.4d 2D → 4s2.4f 2F*GemessenNIST
607.834 nm150Ge IIemission4s.4p.(3P*).5s 4P* → 4s.4p.(3P*).5p 4DGemessenNIST
626.8068 nm150Ge IIemission4s2.4f 2F* → 4s2.6g 2GGemessenNIST
513.17516 nm100Ge IIemission4s2.4d 2D → 4s2.4f 2F*GemessenNIST
626.8341 nm100Ge IIemission4s2.4f 2F* → 4s2.6g 2GGemessenNIST
633.63765 nm100Ge IIemission4s2.5p 2P* → 4s2.6s 2SGemessenNIST
648.41813 nm100Ge IIemission4s2.5p 2P* → 4s2.6s 2SGemessenNIST
628.34518 nm75Ge IIemission4s2.5d 2D → 4s2.6f 2F*GemessenNIST
422.656259 nm70Ge Iemission4s2.4p2 1S → 4s2.4p.5s 1P*GemessenNIST
482.40972 nm50Ge IIemission4s2.5p 2P* → 4s2.5d 2DGemessenNIST
626.7136 nm50Ge IIemission4s2.5d 2D → 4s2.6f 2F*GemessenNIST
678.0486 nm50Ge IIemission4s2.6p 2P* → 4s2.7d 2DGemessenNIST
704.93692 nm50Ge IIemission4s.4p2 2D → 4s2.5p 2P*GemessenNIST
384.50994 nm30Ge IIemission4s.4p2 4P → 4s2.5p 2P*GemessenNIST
714.53898 nm30Ge IIemission4s.4p2 2D → 4s2.5p 2P*GemessenNIST
494.12769 nm20Ge IIemission4s2.4d 2D → 4s2.6p 2P*GemessenNIST
520.56488 nm20Ge IIemission4s2.4f 2F* → 4s2.7g 2GGemessenNIST
696.63205 nm20Ge IIemission4s.4p2 2D → 4s2.5p 2P*GemessenNIST
439.1656 nm15Ge IIemission4s2.4f 2F* → 4s2.9g 2GGemessenNIST
520.58372 nm15Ge IIemission4s2.4f 2F* → 4s2.7g 2GGemessenNIST
552.2987 nm15Ge IIemission4s2.6p 2P* → 4s2.8d 2DGemessenNIST
439.179 nm10Ge IIemission4s2.4f 2F* → 4s2.9g 2GGemessenNIST
466.2311 nm10Ge IIemission4s2.5d 2D → 4s2.8f 2F*GemessenNIST
468.582849 nm10Ge Iemission4s2.4p2 1S → 4s2.4p.5s 3P*GemessenNIST
493.40754 nm10Ge IIemission4s2.4d 2D → 4s2.6p 2P*GemessenNIST
517.84615 nm10Ge IIemission4s2.4d 2D → 4s2.4f 2F*GemessenNIST
569.19543 nm9Ge Iemission4s2.4p.5s 3P* → 4s2.4p.6p 3DGemessenNIST
580.2093 nm9Ge Iemission4s2.4p.5s 1P* → 4s2.4p.6p 1DGemessenNIST
556.47408 nm8Ge Iemission4s2.4p.5s 3P* → 4s2.4p.6p 3SGemessenNIST
560.70101 nm8Ge Iemission4s2.4p.5s 3P* → 4s2.4p.6p 3PGemessenNIST
565.596 nm8Ge Iemission4s2.4p.5s 3P* → 4s2.4p.6p 3DGemessenNIST
562.14256 nm7Ge Iemission4s2.4p.5s 3P* → 4s2.4p.6p 1PGemessenNIST
733.0383 nm7Ge Iemission4s2.4p.5p 1P → 4s2.4p.7d (1/2,3/2)*GemessenNIST
738.4208 nm7Ge Iemission4s2.4p.5p 3D → 4s2.4p.8s (1/2,1/2)*GemessenNIST
526.58915 nm6Ge Iemission4s2.4p.5s 3P* → 4s2.4p.6p 3PGemessenNIST
551.32634 nm6Ge Iemission4s2.4p.5s 3P* → 4s2.4p.6p 1DGemessenNIST
561.61353 nm6Ge Iemission4s2.4p.5s 3P* → 4s2.4p.6p 3PGemessenNIST
566.4226 nm6Ge Iemission4s2.4p.5s 1P* → 4s2.4p.6p 1SGemessenNIST
570.17765 nm6Ge Iemission4s2.4p.5s 3P* → 4s2.4p.6p 1PGemessenNIST
580.1029 nm6Ge Iemission4s2.4p.5s 3P* → 4s2.4p.6p 3DGemessenNIST
655.74883 nm6Ge Iemission4s2.4p.5s 1P* → 4s2.4p.6p 3DGemessenNIST
713.0126 nm6Ge Iemission4s2.4p.5p 3D → 4s2.4p.7d (3/2,5/2)*GemessenNIST
740.2648 nm6Ge Iemission4s2.4p.5p 1P → 4s2.4p.6d (3/2,3/2)*GemessenNIST
518.4103 nm5Ge IIemission4s2.5d 2D → 4s2.7f 2F*GemessenNIST
566.4842 nm5Ge Iemission4s2.4p.5s 3P* → 4s2.4p.(2P*<1/2>).4f 2[7/2]GemessenNIST
571.78769 nm5Ge Iemission4s2.4p.5s 3P* → 4s2.4p.6p 3DGemessenNIST

Erweiterte Eigenschaften

Kovalente Radien (Erweitert)

Kovalenzradius (Pyykkö)
121 pm
Kovalenzradius (Pyykkö, doppelt)
111 pm
Kovalenzradius (Pyykkö, dreifach)
114 pm

Van-der-Waals-Radien

Truhlar
211 pm
Batsanov
210 pm
Alvarez
229 pm
UFF
428 pm
MM3
244 pm
Dreiding
427 pm

Atom- & Metallische Radien

Atomradius (Rahm)
234 pm
Metallradius (C12)
144 pm

Nummerierungsskalen

Mendeleev
89
Pettifor
84
Glawe
84

Elektronegativitätsskalen

Ghosh
0
Miedema
5
Gunnarsson–Lundqvist
5
Robles–Bartolotti
4

Polarisierbarkeit & Dispersion

Dipolpolarisierbarkeit
40 a.u.
Dipolpolarisierbarkeit (Uns.)
1 a.u.
C₆
354 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
365 Ha·Bohr6

Miedema-Parameter

Miedema-Molvolumen
9,87 cm3/mol
Miedema-Elektronendichte
3

Lieferrisiko & Wirtschaftlichkeit

Produktionskonzentration
67
Relatives Lieferrisiko
8
Politische Stabilität (Top-Produzent)
24

Phasenübergänge & Allotrope

Schmelzpunkt1211,4 K
Siedepunkt3106,15 K
Kritischer Punkt (Temperatur)9802,15 K

Oxidationszustands-Kategorien

−2 extended
−3 extended
−4 main
−1 extended
+2 main
0 extended
+4 main
+1 extended
+3 extended

Erweiterte Referenzdaten

Abschirmkonstanten (8)
nOrbitalσ
1s0,7063
2p3,9178
2s8,6352
3d15,7487
3p14,9864
3s14,2103
4p25,2196
4s23,9564
Kristallradien-Details (3)
LadungCNSpinrcrystal (pm)Herkunft
2VI87Ahrens (1952) ionic radius,
4IV53
4VI67from r^3 vs V plots,
Isotopenzerfallsarten (50)
IsotopModusIntensität
582p—
59B+100%
59B+p93%
592p0,2%
60B+100%
60B+p100%
602p14%
61B+100%
61B+p87%
62B+100%
Röntgenstreufaktoren (506)
Energie (eV)f₁f₂
10—3,01183
10,1617—3,05548
10,3261—3,09976
10,4931—3,14468
10,6628—3,19025
10,8353—3,21825
11,0106—3,20755
11,1886—3,19689
11,3696—3,18626
11,5535—3,17568

Zusätzliche Daten

Sources

Sources of this element.

The metal is found in

▸ argyrodite, a sulfide of germanium and silver;

▸ germanite, which contains 8 percent of the element;

▸ zinc ores;

▸ coal; and

▸ other minerals

The element is commercially obtained from the dust from smelters that process zinc ores. It is also recovered from combustion by-products of certain coals.

Germanium can be separated from other metals by fractional distillation of its volatile tetrachloride. These techniques permit the production of germanium of ultra-high purity.

Referenzen (1)

Referenzen

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
Ge

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Germanium

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

Lizenzhinweis: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Germanium

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

Lizenzhinweis: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Germanium

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Germanium

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Germanium

This section provides all form of data related to element Germanium.

9 PubChem Elements
Germanium

The element property data was retrieved from publications.

Zuletzt aktualisiert:

Daten verifiziert:

Inhalt wurde gegen aktuelle wissenschaftliche Daten geprüft.