← Назад до періодичної таблиці
Ge 32

Germanium (Ge)

metalloid
Період: 4 Група: 14 Блок: p

Solid

Стандартна відносна атомна маса

72,63 u

Електронна конфігурація

[Ar] 4s2 3d10 4p2

Температура плавлення

938,25 °C

Температура кипіння

2832,85 °C

Густина

5323,4 kg/m³

Ступені окиснення

−4, −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4

Електронегативність (за Полінгом)

2,01

Енергія йонізації (1-ша)

7,899435 eV

Рік відкриття

1886

Атомний радіус

125 pm

Відомості

Походження назви Latin: Germania (Germany).
Країна відкриття Germany
Відкривачі 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.

Зображення

Властивості

Фізичні

Атомний радіус (емпіричний)
125 pm Порівняти Атомний радіус (емпіричний) усіх елементів →
Ковалентний радіус
120 pm Порівняти Ковалентний радіус усіх елементів →
Радіус ван дер Ваальса
211 pm Порівняти Радіус ван дер Ваальса усіх елементів →
Металічний радіус
124 pm Порівняти Металічний радіус усіх елементів →
Густина
5323,4 kg/m³ Порівняти Густина усіх елементів →
Молярний об’єм
0,0136 L/mol
Фаза за стандартних температури й тиску
Твердий стан Порівняти Фаза за стандартних температури й тиску усіх елементів →
Температура плавлення
938,25 °C Порівняти Температура плавлення усіх елементів →
Температура кипіння
2832,85 °C Порівняти Температура кипіння усіх елементів →
Теплопровідність
60,2 Вт/(м·K) Порівняти Теплопровідність усіх елементів →
Питома теплоємність
0,32 Дж/(г·K) Порівняти Питома теплоємність усіх елементів →
Молярна теплоємність
23,222 Дж/(моль·K) Порівняти Молярна теплоємність усіх елементів →
Кристалічна структура
Кубічна алмазного типу Порівняти Кристалічна структура усіх елементів →

Хімічні

Електронегативність (за Полінгом)
2,01 Порівняти Електронегативність (за Полінгом) усіх елементів →
Електронегативність (за Алленом)
1,994
Спорідненість до електрона
1,232 eV
Енергія йонізації (1-ша)
7,899435 eV Порівняти Енергія йонізації (1-ша) усіх елементів →
Енергія йонізації (2-га)
15,934665 eV Порівняти Енергія йонізації (2-га) усіх елементів →
Енергія йонізації (3-тя)
34,057717 eV Порівняти Енергія йонізації (3-тя) усіх елементів →
Енергія йонізації (4-та)
45,715657 eV Порівняти Енергія йонізації (4-та) усіх елементів →
Енергія йонізації (5-та)
90,500312 eV Порівняти Енергія йонізації (5-та) усіх елементів →
Ступені окиснення
−4, −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4 Порівняти Ступені окиснення усіх елементів →
Валентні електрони
4 Порівняти Валентні електрони усіх елементів →
Електронна конфігурація
[Ar] 4s2 3d10 4p2

Термодинамічні

Критична точка (температура)
9529 °C
Теплота плавлення
0,38285744 eV Порівняти Теплота плавлення усіх елементів →
Теплота випаровування
3,420221 eV Порівняти Теплота випаровування усіх елементів →
Теплота сублімації
3,907343 eV
Теплота атомізації
3,907343 eV
Ентальпія атомізації
3,855522 eV

Ядерні

Протони
32 Порівняти Протони усіх елементів →
Нейтрони
42 Порівняти Нейтрони усіх елементів →
Відомі ізотопи
33 Порівняти Відомі ізотопи усіх елементів →
Стабільні ізотопи
4 Порівняти Стабільні ізотопи усіх елементів →
Найстабільніший ізотоп
Ge-74
Рік відкриття
1886

Поширеність

Вміст (земна кора)
1,5 мг/кг Порівняти Вміст (земна кора) усіх елементів →
Вміст (океан)
5 × 10−5 мг/л Порівняти Вміст (океан) усіх елементів →

Кристалічна структура

Стала ґратки a
566 pm

Електронна будова

Електрони за оболонками
2, 8, 18, 4 Порівняти Електрони за оболонками усіх елементів →

Ідентифікатори

Номер CAS
7440-56-4 Порівняти Номер CAS усіх елементів →
Символ терма
3P0
InChI
InChI=1S/Ge
Ключ InChI
GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N

Електронна конфігурація Виміряно

Заряд йона
Протони 32
Електрони 32
Заряд Нейтральний
Конфігурація Ge: 3d¹⁰ 4s² 4p²
Електронна конфігурація
Виміряно
[Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p²
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p²
Орбітальна діаграма
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↑
Загальна кількість електронів: 32 Неспарені: 2 ?

Модель атома

Протони 32
Нейтрони 42
Електрони 32
Масове число 74
Стабільність Стабільний

Ізотопи відрізняються кількістю нейтронів, масою та стабільністю, але не електронною конфігурацією нейтрального атома.

Схематична модель атома, без дотримання масштабу.

Атомний відбиток

Спектр випромінювання / поглинання

25 / 50 (50 З інтенсивністю: 50)
Виміряно
Випромінювання Видимий: 380–750 нм

Ізотопний розподіл

7436,5000%7227,4500%7020,5700%737,7500%Масове числоПриродний вміст (%)
Масове числоАтомна маса (u)Природний вмістПеріод напіврозпаду
70 Стабільний69,92424875 ± 0,000000920,5700%Стабільний
72 Стабільний71,922075826 ± 0,00000008127,4500%Стабільний
73 Стабільний72,923458956 ± 0,0000000617,7500%Стабільний
74 Стабільний73,921177761 ± 0,00000001336,5000%Стабільний
Виміряно

Фаза / стан

1 атм / 101,325 кПа
Твердий стан 25 °C (298,15 K)

Причина: на 913,3 °C нижче температури плавлення (938,25 °C)

Температура плавлення 938,25 °C
Температура кипіння 2832,85 °C
Нижче температури плавлення на 913,3 °C
0 K Поточна температура: 25 °C 6000 K
Шкала фазових переходів

Схематично, без дотримання масштабу

Твердий стан
Рідина
Газ
Плавлення
Кипіння
25°C
Твердий стан
Рідина
Газ
Поточна

Точки фазових переходів

Температура плавлення Літературні дані
938,25 °C
Температура кипіння Літературні дані
2832,85 °C
Поточна фаза Розраховано
Твердий стан

Енергії переходів

Теплота плавлення Літературні дані
0,38285744 eV

Енергія, необхідна для плавлення 1 моль за температури плавлення

Теплота випаровування Літературні дані
3,420221 eV

Енергія, необхідна для випаровування 1 моль за температури кипіння

Теплота сублімації Літературні дані
3,907343 eV

Енергія, необхідна для сублімації 1 моль за температури сублімації

Густина

Довідкова густина Літературні дані
5323,4 kg/m³

За стандартних умов

Поточна густина Розраховано
5323,4 kg/m³

За стандартних умов

Розширені дані

Критична точка Літературні дані
9529 °C

Атомні спектри

Показано 10 з 32. Відсортовано за зарядом йона (за зростанням).

Наявні дані про лінії ?

ЙонЗарядЗагальна кількість лінійІмовірності переходівПозначення рівнів
Ge I 022426223
Ge II +114920149
Ge III +25500
Ge IV +32700
Ge V +43700
Наявні дані NIST про лінії →

Наявні дані про рівні ?

ЙонЗарядРівні
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
Наявні дані NIST про рівні →
32 Ge 72.63

Germanium — Візуалізатор атомних орбіталей

[Ar]4s23d104p2
Енергетичні рівні 2 8 18 4
Ступені окиснення -4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4
HOMO 4p n=4 · l=1 · m=-1
Germanium — Попередній перегляд візуалізатора атомних орбіталей
Three.js завантажується лише за запитом
32 Ge 72.63

Germanium — Візуалізатор кристалічної структури

Face-Centered Cubic · Символ Пірсона cF8
Експериментальні
Символ Пірсона cF8
Коорд. число 4
Щільність упакування 34.000%
Germanium — Попередній перегляд візуалізатора кристалічної структури
Three.js завантажується лише за запитом

Йонні радіуси

ЗарядКоординаціяСпінРадіус
+26Немає даних73 пм
+44Немає даних39 пм
+46Немає даних53 пм

Сполуки

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

Ізотопи (4)

Масове числоАтомна маса (u)Природний вмістПеріод напіврозпадуТип розпаду
70 Стабільний69,92424875 ± 0,000000920,5700% ± 0,2700%Стабільний
stable
72 Стабільний71,922075826 ± 0,00000008127,4500% ± 0,3200%Стабільний
stable
73 Стабільний72,923458956 ± 0,0000000617,7500% ± 0,1200%Стабільний
stable
74 Стабільний73,921177761 ± 0,00000001336,5000% ± 0,2000%Стабільний
stable
70 Стабільний
Атомна маса (u) 69,92424875 ± 0,0000009
Природний вміст 20,5700% ± 0,2700%
Період напіврозпаду Стабільний
Тип розпаду
stable
72 Стабільний
Атомна маса (u) 71,922075826 ± 0,000000081
Природний вміст 27,4500% ± 0,3200%
Період напіврозпаду Стабільний
Тип розпаду
stable
73 Стабільний
Атомна маса (u) 72,923458956 ± 0,000000061
Природний вміст 7,7500% ± 0,1200%
Період напіврозпаду Стабільний
Тип розпаду
stable
74 Стабільний
Атомна маса (u) 73,921177761 ± 0,000000013
Природний вміст 36,5000% ± 0,2000%
Період напіврозпаду Стабільний
Тип розпаду
stable

Спектральні лінії

Показано 50 з 57. За замовчуванням показано лише спектральні лінії з виміряною інтенсивністю.

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

Розширені дані про властивості

Ковалентні радіуси (розширені дані)

Ковалентний радіус (за Пююккьо)
121 pm
Ковалентний радіус (за Пююккьо, подвійний зв’язок)
111 pm
Ковалентний радіус (за Пююккьо, потрійний зв’язок)
114 pm

Радіуси ван дер Ваальса

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

Атомні та металічні радіуси

Атомний радіус (за Рамом)
234 pm
Металічний радіус (C12)
144 pm

Шкали нумерації

Mendeleev
89
Pettifor
84
Glawe
84

Шкали електронегативності

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

Поляризовність і дисперсія

Дипольна поляризовність
40 a.u.
Дипольна поляризовність (невизначеність)
1 a.u.
C₆
354 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
365 Ha·Bohr6

Параметри Мідеми

Молярний об’єм за Мідемою
9,87 cm3/mol
Електронна густина за Мідемою
3

Ризики постачання та економіка

Концентрація виробництва
67
Відносний ризик постачання
8
Політична стабільність (найбільший виробник)
24

Фазові переходи та алотропні модифікації

Температура плавлення1211,4 K
Температура кипіння3106,15 K
Критична точка (температура)9802,15 K

Категорії ступенів окиснення

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

Розширені довідкові дані

Сталі екранування (8)
nОрбітальσ
1s0,7063
2p3,9178
2s8,6352
3d15,7487
3p14,9864
3s14,2103
4p25,2196
4s23,9564
Докладні дані про кристалічні радіуси (3)
ЗарядCNСпінrcrystal (pm)Походження
2VI87Ahrens (1952) ionic radius,
4IV53
4VI67from r^3 vs V plots,
Типи розпаду ізотопів (50)
ІзотопРежимІнтенсивність
582p—
59B+100%
59B+p93%
592p0,2%
60B+100%
60B+p100%
602p14%
61B+100%
61B+p87%
62B+100%
Фактори розсіяння рентгенівського випромінювання (506)
Енергія (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

Додаткові дані

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.

Джерела (1)

Джерела

(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.

Примітка щодо ліцензії: 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/

Примітка щодо ліцензії: 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.

Останнє оновлення:

Дані перевірено:

Вміст перевірено на відповідність найновішим науковим даним.