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Ge 32

Germanium (Ge)

metalloid
周期: 4 族: 14 ブロック: p

Solid

標準原子量

72.63 u

電子配置

[Ar] 4s2 3d10 4p2

融点

938.25 °C

沸点

2832.85 °C

密度

5323.4 kg/m³

酸化数

−4, −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4

電気陰性度(Pauling)

2.01

第1イオン化エネルギー

7.899435 eV

発見年

1886

原子半径

125 pm

詳細

名称の由来 Latin: Germania (Germany).
発見国 Germany
発見者 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.

画像

性質

物理的性質

原子半径(経験値)
125 pm 全元素の原子半径(経験値)を比較 →
共有結合半径
120 pm 全元素の共有結合半径を比較 →
ファンデルワールス半径
211 pm 全元素のファンデルワールス半径を比較 →
金属半径
124 pm 全元素の金属半径を比較 →
密度
5323.4 kg/m³ 全元素の密度を比較 →
モル体積
0.0136 L/mol
標準温度・圧力(STP)での相
固体 全元素の標準温度・圧力(STP)での相を比較 →
融点
938.25 °C 全元素の融点を比較 →
沸点
2832.85 °C 全元素の沸点を比較 →
熱伝導率
60.2 W/(m·K) 全元素の熱伝導率を比較 →
比熱容量
0.32 J/(g·K) 全元素の比熱容量を比較 →
モル熱容量
23.222 J/(mol·K) 全元素のモル熱容量を比較 →
結晶構造
ダイヤモンド立方構造 全元素の結晶構造を比較 →

化学的性質

電気陰性度(Pauling)
2.01 全元素の電気陰性度(Pauling)を比較 →
電気陰性度(Allen)
1.994
電子親和力
1.232 eV
第1イオン化エネルギー
7.899435 eV 全元素の第1イオン化エネルギーを比較 →
第2イオン化エネルギー
15.934665 eV 全元素の第2イオン化エネルギーを比較 →
第3イオン化エネルギー
34.057717 eV 全元素の第3イオン化エネルギーを比較 →
第4イオン化エネルギー
45.715657 eV 全元素の第4イオン化エネルギーを比較 →
第5イオン化エネルギー
90.500312 eV 全元素の第5イオン化エネルギーを比較 →
酸化数
−4, −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4 全元素の酸化数を比較 →
価電子
4 全元素の価電子を比較 →
電子配置
[Ar] 4s2 3d10 4p2

熱力学的性質

臨界点(温度)
9529 °C
融解熱
0.38285744 eV 全元素の融解熱を比較 →
蒸発熱
3.420221 eV 全元素の蒸発熱を比較 →
昇華熱
3.907343 eV
原子化熱
3.907343 eV
原子化エンタルピー
3.855522 eV

原子核

陽子数
32 全元素の陽子数を比較 →
中性子数
42 全元素の中性子数を比較 →
既知の同位体
33 全元素の既知の同位体を比較 →
安定同位体
4 全元素の安定同位体を比較 →
最も安定な同位体
Ge-74
発見年
1886

存在度

存在度(地殻)
1.5 mg/kg 全元素の存在度(地殻)を比較 →
存在度(海洋)
5 × 10−5 mg/L 全元素の存在度(海洋)を比較 →

結晶構造

格子定数a
566 pm

電子構造

各電子殻の電子数
2, 8, 18, 4 全元素の各電子殻の電子数を比較 →

識別子

CAS登録番号
7440-56-4 全元素のCAS登録番号を比較 →
項記号
3P0
InChI
InChI=1S/Ge
InChI Key
GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N

電子配置 測定値

イオンの電荷
陽子 32
電子 32
電荷 中性
電子配置 Ge: 3d¹⁰ 4s² 4p²
電子配置
測定値
[Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p²
軌道図
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↑
総電子数: 32 不対電子: 2 ?

原子モデル

陽子 32
中性子 42
電子 32
質量数 74
安定性 安定

同位体によって中性子数、質量、安定性は変わりますが、中性原子の電子配置は変わりません。

模式的な原子モデルです。実際の縮尺とは異なります。

原子の指紋

発光/吸収スペクトル

25 / 50 (50 強度データあり:50本)
測定値
発光 可視光:380–750 nm

同位体分布

7436.5000%7227.4500%7020.5700%737.7500%質量数天然存在比(%)
質量数原子質量(u)天然存在比半減期
70 安定69.92424875 ± 0.000000920.5700%安定
72 安定71.922075826 ± 0.00000008127.4500%安定
73 安定72.923458956 ± 0.0000000617.7500%安定
74 安定73.921177761 ± 0.00000001336.5000%安定
測定値

相/状態

1 atm / 101.325 kPa
固体 25 °C (298.15 K)

理由: 融点(938.25 °C)より913.3 °C低い

融点 938.25 °C
沸点 2832.85 °C
融点との差(下) 913.3 °C
0 K 現在の温度: 25 °C 6000 K
相変化図

模式図、実際の縮尺とは異なります

固体
液体
気体
融解
沸騰
25°C
固体
液体
気体
現在

相転移点

融点 文献値
938.25 °C
沸点 文献値
2832.85 °C
現在の相 計算値
固体

相転移エネルギー

融解熱 文献値
0.38285744 eV

融点で1 molを融解させるのに必要なエネルギー

蒸発熱 文献値
3.420221 eV

沸点で1 molを蒸発させるのに必要なエネルギー

昇華熱 文献値
3.907343 eV

昇華点で1 molを昇華させるのに必要なエネルギー

密度

基準密度 文献値
5323.4 kg/m³

標準条件下

現在の密度 計算値
5323.4 kg/m³

標準条件下

詳細

臨界点 文献値
9529 °C

原子スペクトル

全32件中10件を表示しています。 イオンの電荷の昇順で並べています。

スペクトル線データの収録状況 ?

イオン電荷スペクトル線の総数遷移確率準位の表記
Ge I 022426223
Ge II +114920149
Ge III +25500
Ge IV +32700
Ge V +43700
NISTスペクトル線データの収録状況 →

準位データの収録状況 ?

イオン電荷準位
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準位データの収録状況 →
32 Ge 72.63

Germanium — 原子軌道可視化ツール

[Ar]4s23d104p2
エネルギー準位 2 8 18 4
酸化数 -4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4
HOMO 4p n=4 · l=1 · m=-1
Germanium — 原子軌道可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます
32 Ge 72.63

Germanium — 結晶構造可視化ツール

Face-Centered Cubic · ピアソン記号 cF8
実験値
ピアソン記号 cF8
配位数 4
充填率 34.000%
Germanium — 結晶構造可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます

イオン半径

電荷配位スピン半径
+26データなし73 pm
+44データなし39 pm
+46データなし53 pm

化合物

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

同位体 (4)

質量数原子質量(u)天然存在比半減期崩壊形式
70 安定69.92424875 ± 0.000000920.5700% ± 0.2700%安定
stable
72 安定71.922075826 ± 0.00000008127.4500% ± 0.3200%安定
stable
73 安定72.923458956 ± 0.0000000617.7500% ± 0.1200%安定
stable
74 安定73.921177761 ± 0.00000001336.5000% ± 0.2000%安定
stable
70 安定
原子質量(u) 69.92424875 ± 0.0000009
天然存在比 20.5700% ± 0.2700%
半減期 安定
崩壊形式
stable
72 安定
原子質量(u) 71.922075826 ± 0.000000081
天然存在比 27.4500% ± 0.3200%
半減期 安定
崩壊形式
stable
73 安定
原子質量(u) 72.923458956 ± 0.000000061
天然存在比 7.7500% ± 0.1200%
半減期 安定
崩壊形式
stable
74 安定
原子質量(u) 73.921177761 ± 0.000000013
天然存在比 36.5000% ± 0.2000%
半減期 安定
崩壊形式
stable

スペクトル線

全57件中50件を表示しています。 初期設定では、強度の測定値があるスペクトル線のみを表示します。

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

詳細な性質

共有結合半径(詳細)

共有結合半径(Pyykkö)
121 pm
共有結合半径(Pyykkö、二重結合)
111 pm
共有結合半径(Pyykkö、三重結合)
114 pm

ファンデルワールス半径

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

原子半径と金属半径

原子半径(Rahm)
234 pm
金属半径(C12)
144 pm

番号付けの尺度

Mendeleev
89
Pettifor
84
Glawe
84

電気陰性度の尺度

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

分極率と分散

双極子分極率
40 a.u.
双極子分極率(不確かさ)
1 a.u.
C₆
354 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
365 Ha·Bohr6

ミーデマパラメータ

ミーデマモル体積
9.87 cm3/mol
ミーデマ電子密度
3

供給リスクと経済性

生産集中度
67
相対供給リスク
8
政治的安定性(最大生産国)
24

相転移と同素体

融点1211.4 K
沸点3106.15 K
臨界点(温度)9802.15 K

酸化数の分類

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

専門参考データ

遮蔽定数 (8)
n軌道σ
1s0.7063
2p3.9178
2s8.6352
3d15.7487
3p14.9864
3s14.2103
4p25.2196
4s23.9564
結晶半径の詳細 (3)
電荷CNスピンrcrystal (pm)由来
2VI87Ahrens (1952) ionic radius,
4IV53
4VI67from r^3 vs V plots,
同位体の崩壊形式 (50)
同位体モード強度
582p—
59B+100%
59B+p93%
592p0.2%
60B+100%
60B+p100%
602p14%
61B+100%
61B+p87%
62B+100%
X線散乱因子 (506)
エネルギー (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

追加データ

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.

参考文献 (1)

参考文献

(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.

ライセンスに関する注記: 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/

ライセンスに関する注記: 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.

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