Книга: Общая химия

186. Германий (Germanium).

186. Германий (Germanium).

Этот элемент, существование которого было в 1871 г. предсказано Д. И. Менделеевым на основе периодического закона, открыт в 1886 г. немецким химиком Винклером (см. § 19). Общее содержание германия в земной коре составляет около 0,0007% (масс.). Минералы, содержащие германий в сколько-нибудь значительных количествах, крайне редки. Источником получения германия обычно служат побочные продукты, получающиеся при переработке руд цветных металлов, а также зола от сжигания некоторых углей.

В компактном состоянии германий имеет серебристый цвет и по внешнему виду похож на металл. При комнатной температуре он устойчив к действию воздуха, кислорода, воды, соляной и разбавленной серной кислот. Азотная и концентрированная серная кислоты окисляют его до диоксида GeO₂, особенно при нагревании

Германий взаимодействует также со щелочами в присутствии пероксида водорода. При этом образуются соли германиевой кислоты — германаты, например:

Соединения германия(II) малоустойчивы. Гораздо более характерны для германия соединения, в которых степень его окисленности равна +4.

Диоксид германия GeO₂ — белые кристаллы плотностью 4,703 г/см³, заметно растворимые в воде, причем раствор проводит электрический ток. Получают GeO₂ различными способами; в частности, он может быть получен нагреванием германия в кислороде или окислением его концентрированной азотной кислотой.

Диоксид германия — амфотерное соединение с сильно преобладающими кислотными свойствами, вследствие чего он легко растворяется в щелочах, образуя германаты.

Германоводороды. Действуя на хлорид германия GeCl₄ амальгамой иатрия в токе водорода или же разлагая кислотами сплав германия с магнием, можно получить тетрагидрид германия GeH₄. Это бесцветный газ, который аналогично гидриду мышьяка при нагревании разлагается, образуя на стенках реакционного сосуда металлическое зеркало.

При получении простейшего германоводорода - образуются в небольшом количестве его гомологи Ge₂H₆ и Ge₃H₈.

Германий обладает полупроводниковыми свойствами и с этим связано его основное применение. Германий, идущий для изготовления полупроводниковых приборов, подвергается очень тщательной очистке.

- 505 -

Она осуществляется различными способами. Один из важнейших методов получения высокочистого германия — это зонная плавка (см. § 193). Для придания очищенному германию необходимых электрических свойств в него вводят очень небольшие количества определенных примесей. Такими примесями служат элементы пятой и третьей групп периодической системы, например, мышьяк, сурьма, алюминий, галлий. Полупроводниковые приборы из германия (выпрямители, усилители) широко применяются в радио- и телевизионной технике, в радиолокации, в счетно-решающих устройствах. Из германия изготовляют также термометры сопротивления.

Из соединений германия применяют, например, GeO₂, который входит в состав стекол, обладающих высоким коэффициентом преломления и прозрачностью в инфракрасной части спектра.