Ge 32

Германий (Ge)

Полуметалл
Период: 4 Группа: 14 Блок: p

Твёрдое тело

Стандартная относительная атомная масса

72,63 u

Электронная конфигурация

[Ar] 4s2 3d10 4p2

Температура плавления

938,25 °C

Температура кипения

2832,85 °C

Плотность

5323,4 kg/m³

Степени окисления

−4, −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4

Электроотрицательность (по Полингу)

2,01

Энергия ионизации (1-я)

7,899435 eV

Год открытия

1886

Атомный радиус

125 pm

Подробные сведения

Происхождение названия Латинское: Germania (Германия).
Страна открытия Германия
Первооткрыватели Клеменс Винклер

Германий — твёрдый, хрупкий металлоид 14-й группы, химически промежуточный между кремнием и оловом. Это ковалентный полупроводник с узкой запрещённой зоной, образующий устойчивые соединения главным образом в степенях окисления +4 и +2. В большинстве операций этот элемент не добывают как основную руду; его обычно извлекают как побочный продукт из переработки цинка и из некоторых материалов угольного происхождения. Его технологическая значимость основана на инфракрасной оптике, волоконно-оптических материалах, полупроводниковых устройствах и специальных катализаторах.

Элемент представляет собой серо-белый металоид. В чистом состоянии элемент кристаллический и хрупкий, сохраняя блеск на воздухе при комнатной температуре. Это очень важный полупроводник. Методы зонной очистки позволили получать кристаллический германий для использования в полупроводниках с примесью всего в одну часть на 1010.

Название происходит от латинского germania — «Германия». Он был открыт и выделен немецким химиком Клеменсом-Александром Винклером в 1886 году в минерале аргиродите (GeS2×4Ag2S).

Впервые существование элемента было предложено Дмитрием Менделеевым в 1871 году на основе пробелов в его недавно созданной Периодической таблице элементов; германий был открыт немецким химиком Клеменсом Винклером в минерале аргиродите (Ag8GeS6) в 1886 году. Сегодня германий в основном получают при плавке цинковых руд и из побочных продуктов сжигания некоторых видов угля.

От латинского слова Germania, Германия. Менделеев предсказал существование германия в 1871 году как экасилиция, а элемент был открыт Винклером в 1886 году.

Изображения

Свойства

Физические свойства

Атомный радиус (эмпирический)
125 pm Сравнить Атомный радиус (эмпирический) у всех элементов →
Ковалентный радиус
120 pm Сравнить Ковалентный радиус у всех элементов →
Ван-дер-ваальсов радиус
211 pm Сравнить Ван-дер-ваальсов радиус у всех элементов →
Металлический радиус
124 pm Сравнить Металлический радиус у всех элементов →
Плотность
5323,4 kg/m³ Сравнить Плотность у всех элементов →
Молярный объём
0,0136 L/mol
Фаза при стандартных температуре и давлении
Твёрдое вещество Сравнить Фаза при стандартных температуре и давлении у всех элементов →
Температура плавления
938,25 °C Сравнить Температура плавления у всех элементов →
Температура кипения
2832,85 °C Сравнить Температура кипения у всех элементов →
Теплопроводность
60,2 Вт/(м·К) Сравнить Теплопроводность у всех элементов →
Удельная теплоёмкость
0,32 Дж/(г·К) Сравнить Удельная теплоёмкость у всех элементов →
Молярная теплоёмкость
23,222 Дж/(моль·К) Сравнить Молярная теплоёмкость у всех элементов →
Кристаллическая структура
Кубическая алмазного типа Сравнить Кристаллическая структура у всех элементов →

Химические свойства

Электроотрицательность (по Полингу)
2,01 Сравнить Электроотрицательность (по Полингу) у всех элементов →
Электроотрицательность (по Аллену)
1,994
Сродство к электрону
1,232 eV
Энергия ионизации (1-я)
7,899435 eV Сравнить Энергия ионизации (1-я) у всех элементов →
Энергия ионизации (2-я)
15,934665 eV Сравнить Энергия ионизации (2-я) у всех элементов →
Энергия ионизации (3-я)
34,057717 eV Сравнить Энергия ионизации (3-я) у всех элементов →
Энергия ионизации (4-я)
45,715657 eV Сравнить Энергия ионизации (4-я) у всех элементов →
Энергия ионизации (5-я)
90,500312 eV Сравнить Энергия ионизации (5-я) у всех элементов →
Степени окисления
−4, −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4 Сравнить Степени окисления у всех элементов →
Валентные электроны
4 Сравнить Валентные электроны у всех элементов →
Электронная конфигурация
[Ar] 4s2 3d10 4p2

Термодинамические свойства

Критическая точка (температура)
9529 °C
Теплота плавления
0,38285744 eV Сравнить Теплота плавления у всех элементов →
Теплота испарения
3,420221 eV Сравнить Теплота испарения у всех элементов →
Теплота сублимации
3,907343 eV
Теплота атомизации
3,907343 eV
Энтальпия атомизации
3,855522 eV

Ядерные свойства

Протоны
32 Сравнить Протоны у всех элементов →
Нейтроны
42 Сравнить Нейтроны у всех элементов →
Известные изотопы
33 Сравнить Известные изотопы у всех элементов →
Стабильные изотопы
4 Сравнить Стабильные изотопы у всех элементов →
Наиболее стабильный изотоп
Ge-74
Год открытия
1886

Распространённость

Содержание в земной коре
1,5 мг/кг Сравнить Содержание в земной коре у всех элементов →
Содержание в океане
5 × 10−5 мг/л Сравнить Содержание в океане у всех элементов →

Кристаллическая структура

Параметр решётки a
566 pm

Электронная структура

Электроны по оболочкам
2, 8, 18, 4 Сравнить Электроны по оболочкам у всех элементов →

Идентификаторы

Номер CAS
7440-56-4 Сравнить Номер CAS у всех элементов →
Символ терма
3P0
InChI
InChI=1S/Ge
Ключ InChI
GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N

Электронная конфигурация Измеренные

Заряд иона
Протоны 32
Электроны 32
Заряд Нейтральный атом
Конфигурация Ge: 3d¹⁰ 4s² 4p²
Электронная конфигурация
Измеренные
[Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p²
Орбитальная диаграмма
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↑
Всего электронов: 32 Неспаренные: 2 ?

Модель атома

Протоны 32
Нейтроны 42
Электроны 32
Массовое число 74
Стабильность Стабильный

Изотопы различаются числом нейтронов, массой и стабильностью, но не электронной конфигурацией нейтрального атома.

Схематическая модель атома, без соблюдения масштаба.

Атомный отпечаток

Спектр излучения / поглощения

25 / 50 (50 50 с интенсивностью)
Измеренные
Излучение Видимый диапазон: 380–750 нм

Распределение изотопов

7436,5000%7227,4500%7020,5700%737,7500%Массовое числоСодержание в природе (%)
Массовое числоАтомная масса (а. е. м.)Содержание в природеПериод полураспада
70 Стабильный69,92424875 ± 0,000000920,5700%Стабильный
72 Стабильный71,922075826 ± 0,00000008127,4500%Стабильный
73 Стабильный72,923458956 ± 0,0000000617,7500%Стабильный
74 Стабильный73,921177761 ± 0,00000001336,5000%Стабильный
Измеренные

Фаза / агрегатное состояние

1 атм / 101,325 кПа
Твёрдое вещество 25 °C (298,15 К)

Причина: на 913,3 °C ниже температуры плавления (938,25 °C)

Температура плавления 938,25 °C
Температура кипения 2832,85 °C
Ниже температуры плавления на 913,3 °C
0 К Текущая температура: 25 °C 6000 К
Шкала фазовых состояний

Схематично, без соблюдения масштаба

Твёрдое вещество
Жидкость
Газ
Плавление
Кипение
25°C
Твёрдое вещество
Жидкость
Газ
Текущее значение

Температуры фазовых переходов

Температура плавления Из литературы
938,25 °C
Температура кипения Из литературы
2832,85 °C
Текущая фаза Расчётные
Твёрдое вещество

Энергии переходов

Теплота плавления Из литературы
0,38285744 eV

Энергия, необходимая для плавления 1 моль вещества при температуре плавления

Теплота испарения Из литературы
3,420221 eV

Энергия, необходимая для испарения 1 моль вещества при температуре кипения

Теплота сублимации Из литературы
3,907343 eV

Энергия, необходимая для сублимации 1 моль вещества при температуре сублимации

Плотность

Справочная плотность Из литературы
5323,4 kg/m³

При стандартных условиях

Текущая плотность Расчётные
5323,4 kg/m³

При стандартных условиях

Расширенные данные

Критическая точка Из литературы
9529 °C

Атомные спектры

Показано 10 из 32. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).

Данные о спектральных линиях ?

ИонЗарядВсего линийВероятности переходовОбозначения уровней
Ge I 022426223
Ge II +114920149
Ge III +25500
Ge IV +32700
Ge V +43700
Данные NIST о спектральных линиях →

Данные об энергетических уровнях ?

ИонЗарядУровни
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
Данные NIST об энергетических уровнях →
32 Ge 72.63

Германий — Визуализатор атомных орбиталей

[Ar]4s23d104p2
Энергетические уровни 2 8 18 4
Степени окисления -4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4
HOMO 4p n=4 · l=1 · m=-1
Германий — предварительный просмотр визуализатора атомных орбиталей
Three.js загружается только по запросу
32 Ge 72.63

Германий — Визуализатор кристаллической структуры

Face-Centered Cubic · Символ Пирсона cF8
Экспериментальные
Символ Пирсона cF8
Коорд. число 4
Коэффициент упаковки 34.000%
Германий — предварительный просмотр визуализатора кристаллической структуры
Three.js загружается только по запросу

Ионные радиусы

ЗарядКоординацияСпинРадиус
+26Нет данных73 пм
+44Нет данных39 пм
+46Нет данных53 пм

Соединения

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

Изотопы (4)

Массовое числоАтомная масса (а. е. м.)Содержание в природеПериод полураспадаТип распада
70 Стабильный69,92424875 ± 0,000000920,5700% ± 0,2700%Стабильный
stable
72 Стабильный71,922075826 ± 0,00000008127,4500% ± 0,3200%Стабильный
stable
73 Стабильный72,923458956 ± 0,0000000617,7500% ± 0,1200%Стабильный
stable
74 Стабильный73,921177761 ± 0,00000001336,5000% ± 0,2000%Стабильный
stable
70 Стабильный
Атомная масса (а. е. м.) 69,92424875 ± 0,0000009
Содержание в природе 20,5700% ± 0,2700%
Период полураспада Стабильный
Тип распада
stable
72 Стабильный
Атомная масса (а. е. м.) 71,922075826 ± 0,000000081
Содержание в природе 27,4500% ± 0,3200%
Период полураспада Стабильный
Тип распада
stable
73 Стабильный
Атомная масса (а. е. м.) 72,923458956 ± 0,000000061
Содержание в природе 7,7500% ± 0,1200%
Период полураспада Стабильный
Тип распада
stable
74 Стабильный
Атомная масса (а. е. м.) 73,921177761 ± 0,000000013
Содержание в природе 36,5000% ± 0,2000%
Период полураспада Стабильный
Тип распада
stable

Спектральные линии

Показано 50 из 57. По умолчанию показаны только спектральные линии с измеренной интенсивностью.

Длина волны (нм)ИнтенсивностьСтепень ионизацииТипПереходТочностьИсточник
474.18054 нм1000Ge IIemission4s2.5p 2P* → 4s2.5d 2DИзмереннаяNIST
481.46084 нм1000Ge IIemission4s2.5p 2P* → 4s2.5d 2DИзмереннаяNIST
589.33885 нм1000Ge IIemission4s2.5s 2S → 4s2.5p 2P*ИзмереннаяNIST
602.10412 нм500Ge IIemission4s2.5s 2S → 4s2.5p 2P*ИзмереннаяNIST
517.86474 нм200Ge IIemission4s2.4d 2D → 4s2.4f 2F*ИзмереннаяNIST
607.834 нм150Ge IIemission4s.4p.(3P*).5s 4P* → 4s.4p.(3P*).5p 4DИзмереннаяNIST
626.8068 нм150Ge IIemission4s2.4f 2F* → 4s2.6g 2GИзмереннаяNIST
513.17516 нм100Ge IIemission4s2.4d 2D → 4s2.4f 2F*ИзмереннаяNIST
626.8341 нм100Ge IIemission4s2.4f 2F* → 4s2.6g 2GИзмереннаяNIST
633.63765 нм100Ge IIemission4s2.5p 2P* → 4s2.6s 2SИзмереннаяNIST
648.41813 нм100Ge IIemission4s2.5p 2P* → 4s2.6s 2SИзмереннаяNIST
628.34518 нм75Ge IIemission4s2.5d 2D → 4s2.6f 2F*ИзмереннаяNIST
422.656259 нм70Ge Iemission4s2.4p2 1S → 4s2.4p.5s 1P*ИзмереннаяNIST
482.40972 нм50Ge IIemission4s2.5p 2P* → 4s2.5d 2DИзмереннаяNIST
626.7136 нм50Ge IIemission4s2.5d 2D → 4s2.6f 2F*ИзмереннаяNIST
678.0486 нм50Ge IIemission4s2.6p 2P* → 4s2.7d 2DИзмереннаяNIST
704.93692 нм50Ge IIemission4s.4p2 2D → 4s2.5p 2P*ИзмереннаяNIST
384.50994 нм30Ge IIemission4s.4p2 4P → 4s2.5p 2P*ИзмереннаяNIST
714.53898 нм30Ge IIemission4s.4p2 2D → 4s2.5p 2P*ИзмереннаяNIST
494.12769 нм20Ge IIemission4s2.4d 2D → 4s2.6p 2P*ИзмереннаяNIST
520.56488 нм20Ge IIemission4s2.4f 2F* → 4s2.7g 2GИзмереннаяNIST
696.63205 нм20Ge IIemission4s.4p2 2D → 4s2.5p 2P*ИзмереннаяNIST
439.1656 нм15Ge IIemission4s2.4f 2F* → 4s2.9g 2GИзмереннаяNIST
520.58372 нм15Ge IIemission4s2.4f 2F* → 4s2.7g 2GИзмереннаяNIST
552.2987 нм15Ge IIemission4s2.6p 2P* → 4s2.8d 2DИзмереннаяNIST
439.179 нм10Ge IIemission4s2.4f 2F* → 4s2.9g 2GИзмереннаяNIST
466.2311 нм10Ge IIemission4s2.5d 2D → 4s2.8f 2F*ИзмереннаяNIST
468.582849 нм10Ge Iemission4s2.4p2 1S → 4s2.4p.5s 3P*ИзмереннаяNIST
493.40754 нм10Ge IIemission4s2.4d 2D → 4s2.6p 2P*ИзмереннаяNIST
517.84615 нм10Ge IIemission4s2.4d 2D → 4s2.4f 2F*ИзмереннаяNIST
569.19543 нм9Ge Iemission4s2.4p.5s 3P* → 4s2.4p.6p 3DИзмереннаяNIST
580.2093 нм9Ge Iemission4s2.4p.5s 1P* → 4s2.4p.6p 1DИзмереннаяNIST
556.47408 нм8Ge Iemission4s2.4p.5s 3P* → 4s2.4p.6p 3SИзмереннаяNIST
560.70101 нм8Ge Iemission4s2.4p.5s 3P* → 4s2.4p.6p 3PИзмереннаяNIST
565.596 нм8Ge Iemission4s2.4p.5s 3P* → 4s2.4p.6p 3DИзмереннаяNIST
562.14256 нм7Ge Iemission4s2.4p.5s 3P* → 4s2.4p.6p 1PИзмереннаяNIST
733.0383 нм7Ge Iemission4s2.4p.5p 1P → 4s2.4p.7d (1/2,3/2)*ИзмереннаяNIST
738.4208 нм7Ge Iemission4s2.4p.5p 3D → 4s2.4p.8s (1/2,1/2)*ИзмереннаяNIST
526.58915 нм6Ge Iemission4s2.4p.5s 3P* → 4s2.4p.6p 3PИзмереннаяNIST
551.32634 нм6Ge Iemission4s2.4p.5s 3P* → 4s2.4p.6p 1DИзмереннаяNIST
561.61353 нм6Ge Iemission4s2.4p.5s 3P* → 4s2.4p.6p 3PИзмереннаяNIST
566.4226 нм6Ge Iemission4s2.4p.5s 1P* → 4s2.4p.6p 1SИзмереннаяNIST
570.17765 нм6Ge Iemission4s2.4p.5s 3P* → 4s2.4p.6p 1PИзмереннаяNIST
580.1029 нм6Ge Iemission4s2.4p.5s 3P* → 4s2.4p.6p 3DИзмереннаяNIST
655.74883 нм6Ge Iemission4s2.4p.5s 1P* → 4s2.4p.6p 3DИзмереннаяNIST
713.0126 нм6Ge Iemission4s2.4p.5p 3D → 4s2.4p.7d (3/2,5/2)*ИзмереннаяNIST
740.2648 нм6Ge Iemission4s2.4p.5p 1P → 4s2.4p.6d (3/2,3/2)*ИзмереннаяNIST
518.4103 нм5Ge IIemission4s2.5d 2D → 4s2.7f 2F*ИзмереннаяNIST
566.4842 нм5Ge Iemission4s2.4p.5s 3P* → 4s2.4p.(2P*<1/2>).4f 2[7/2]ИзмереннаяNIST
571.78769 нм5Ge Iemission4s2.4p.5s 3P* → 4s2.4p.6p 3DИзмереннаяNIST

Расширенные данные о свойствах

Ковалентные радиусы (расширенные данные)

Ковалентный радиус (по Пююккё)
121 pm
Ковалентный радиус (по Пююккё, двойная связь)
111 pm
Ковалентный радиус (по Пююккё, тройная связь)
114 pm

Ван-дер-ваальсовы радиусы

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

Атомные и металлические радиусы

Атомный радиус (по Раму)
234 pm
Металлический радиус (КЧ 12)
144 pm

Шкалы нумерации

Mendeleev
89
Pettifor
84
Glawe
84

Шкалы электроотрицательности

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

Поляризуемость и дисперсия

Дипольная поляризуемость
40 a.u.
Дипольная поляризуемость (неопределённость)
1 a.u.
C₆
354 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
365 Ha·Bohr6

Параметры Мидемы

Молярный объём по Мидеме
9,87 cm3/mol
Электронная плотность по Мидеме
3

Риски поставок и экономика

Концентрация производства
67
Относительный риск поставок
8
Политическая стабильность (ведущий производитель)
24

Фазовые переходы и аллотропные модификации

Температура плавления1211,4 K
Температура кипения3106,15 K
Критическая точка (температура)9802,15 K

Категории степеней окисления

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

Расширенные справочные данные

Константы экранирования (8)
nОрбитальσ
1s0,7063
2p3,9178
2s8,6352
3d15,7487
3p14,9864
3s14,2103
4p25,2196
4s23,9564
Подробные данные о кристаллических радиусах (3)
ЗарядCNСпинrcrystal (pm)Происхождение
2VI87Ahrens (1952) ionic radius,
4IV53
4VI67from r^3 vs V plots,
Типы распада изотопов (50)
ИзотопРежимИнтенсивность
582p—
59B+100%
59B+p93%
592p0,2%
60B+100%
60B+p100%
602p14%
61B+100%
61B+p87%
62B+100%
Факторы рассеяния рентгеновского излучения (506)
Энергия (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

Дополнительные данные

Оценочная распространённость в земной коре

The estimated element abundance in the earth's crust.

Оценочная распространённость в земной коре

1.5 milligrams per kilogram

Источники (1)

Оценочная распространённость в океане

The estimated element abundance in the earth's oceans.

Оценочная распространённость в океане

5×10-5 milligrams per liter

Источники (1)

Источники

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.

Источники (1)

Источники

(9)
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.

Примечание к лицензии: 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/

Примечание к лицензии: 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.

Последнее обновление:

Данные проверены:

Содержание проверено на соответствие новейшим научным данным.