Германий, свойства атома, химические и физические свойства


Германий, свойства атома, химические и физические свойства.

 

 

 

Ge 32  Германий

72,630(8)      1s2s2p3s3p6 3d10 4s2 4p2

 

Германий — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 32. Расположен в 14-й группе (по старой классификации — главной подгруппе четвертой группы), четвертом периоде периодической системы.

 

Атом и молекула германия. Формула германия. Строение германия

Изотопы и модификации германия

Свойства германия (таблица): температура, плотность, давление и пр.

Физические свойства германия

Химические свойства германия. Взаимодействие германия. Реакции с германием

Получение германия

Применение германия

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

 

Атом и молекула германия. Формула германия. Строение германия:

Германий (лат. Germanium) – химический элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с обозначением Ge и атомным номером 32. Расположен в 14-й группе (по старой классификации – главной подгруппе четвертой группы), четвертом периоде периодической системы.

Германий – металл. Относится к полуметаллам.

Германий обозначается символом Ge.

Как простое вещество германий при нормальных условиях представляет собой полуметалл серо-белого цвета с металлическим блеском.

Молекула германия одноатомна.

Химическая формула германия Ge.

Электронная конфигурация атома германия 1s2s2p3s3p6 3d10 4s2 4p2. Потенциал ионизации (первый электрон) атома германия равен 762,18 кДж/моль (7,899435(12) эВ).

Строение атома германия. Атом германия состоит из положительно заряженного ядра (+32), вокруг которого по четырем атомным оболочкам движутся 32 электрона. При этом 28 электронов находятся на внутреннем уровне, а 4 электрона – на внешнем. Поскольку германий расположен в четвертом периоде, оболочек всего четыре. Первая – внутренняя оболочка представлена s-орбиталью. Вторая – внутренняя оболочка представлена s- и р-орбиталями. Третья – внутренняя оболочка представлена s-, р- и d-орбиталями. Четвертая – внешняя оболочка представлена s- и р- орбиталями. На внешнем энергетическом уровне атома германия на s-орбитали находятся два спаренных электрона и на p-орбитали – два неспаренных электрона. В свою очередь ядро атома германия состоит из 32 протонов и 41 нейтрона.

Радиус атома германия (вычисленный) составляет 125 пм.

Атомная масса атома германия составляет 72,630(8) а. е. м.

Германий, подобно кремнию, является полупроводником.

 

Изотопы и модификации германия:

 

Свойства германия (таблица): температура, плотность, давление и пр.:

Подробные сведения на сайте ChemicalStudy.ru

100 Общие сведения  
101 Название Германий
102 Прежнее название
103 Латинское название Germanium
104 Английское название Germanium
105 Символ Ge
106 Атомный номер (номер в таблице) 32
107 Тип Металл
108 Группа Полуметалл
109 Открыт Дмитрий Иванович Менделеев, Россия, 1869 г. (предсказан), Клеменс Александр Винклер, Германия, 1886 г.
110 Год открытия 1886 г.
111 Внешний вид и пр. Полуметалл серо-белого цвета с металлическим блеском
112 Происхождение Природный материал
113 Модификации
114 Аллотропные модификации 2 аллотропные модификации:

– α-германий с кубической алмазной кристаллической решёткой,

– β-германий с тетрагональной кристаллической решёткой

115 Температура и иные условия перехода аллотропных модификаций друг в друга
116 Конденсат Бозе-Эйнштейна
117 Двумерные материалы Германен
118 Содержание в атмосфере и воздухе (по массе) 0 %
119 Содержание в земной коре (по массе) 0,00014 %
120 Содержание в морях и океанах (по массе) 6,0·10-9 %
121 Содержание во Вселенной и космосе (по массе) 0,00002 %
122 Содержание в Солнце (по массе) 0,00002 %
123 Содержание в метеоритах (по массе) 0,0021 %
124 Содержание в организме человека (по массе)
200 Свойства атома  
201 Атомная масса (молярная масса) 72,630(8) а. е. м. (г/моль)
202 Электронная конфигурация 1s2 2s2p3s3p6 3d10 4s4p2
203 Электронная оболочка K2 L8 M18 N4 O0 P0 Q0 R0

 

Электронная оболочка германия

204 Радиус атома (вычисленный) 125 пм
205 Эмпирический радиус атома* 125 пм
206 Ковалентный радиус 122 пм
207 Радиус иона (кристаллический) Ge2+

87 (6) пм,

Ge4+

53 (4) пм,

67 (6) пм

(в скобках указано координационное число – характеристика, которая определяет число ближайших частиц (ионов или атомов) в молекуле или кристалле)

208 Радиус Ван-дер-Ваальса 211 пм
209 Электроны, Протоны, Нейтроны 32 электрона, 32 протона, 41 нейтрон
210 Семейство (блок) элемент p-семейства
211 Период в периодической таблице 4
212 Группа в периодической таблице 14-ая группа (по старой классификации – главная подгруппа 4-ой группы)
213 Эмиссионный спектр излучения Спектр_Галлия
300 Химические свойства  
301 Степени окисления -4 -3, -2, -1, 0, +1, +2 , +3, +4
302 Валентность II, IV
303 Электроотрицательность 2,01 (шкала Полинга)
304 Энергия ионизации (первый электрон) 762,18 кДж/моль (7,899435(12) эВ)
305 Электродный потенциал Ge2+ + 2e → Ge, Eo = 0,000 В
306 Энергия сродства атома к электрону 119 кДж/моль
400 Физические свойства
401 Плотность 5,323 г/см3 (при 0 °C/20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело),

5,60 г/см3 (при температуре плавления 938,25 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость)

402 Температура плавления* 938,25 °C (1211,40 K, 1720,85 °F)
403 Температура кипения* 2833 °C (3106 K, 5131 °F)
404 Температура сублимации
405 Температура разложения
406 Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом
407 Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл)* 36,94 кДж/моль
408 Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип)* 334 кДж/моль
409 Удельная теплоемкость при постоянном давлении 0,31 Дж/г·K (при 0-100 °C)
410 Молярная теплоёмкость* 23,222 Дж/(K·моль)
411 Молярный объём 13,6 см³/моль
412 Теплопроводность 60,2 Вт/(м·К) (при стандартных условиях),

60,2 Вт/(м·К) (при 300 K)

500 Кристаллическая решётка
511 Кристаллическая решётка #1 α-германий

 

Кристаллическая решетка германия

512 Структура решётки Кубическая алмазная
513 Параметры решётки 5,660 Å
514 Отношение c/a
515 Температура Дебая 360  K
516 Название пространственной группы симметрии Fm_ 3m
517 Номер пространственной группы симметрии 225
900 Дополнительные сведения
901 Номер CAS 7440-56-4

Примечание:

205* Эмпирический радиус атома германия согласно [1] и [3] составляет 122 пм и 122,5 пм соответственно.

402* Температура плавления германия согласно [3] и [4] составляет 937,45 °С (1210,6 K, 1719,41 °F) и 937 °C (1210,15 K, 1718,6 °F) соответственно.

403* Температура кипения германия согласно [3] и [4] составляет 2829,85 °С (3103 K, 5125,73 °F) и 2850 °C (3123,15 K, 5162 °F) соответственно.

407* Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл) германия согласно [3] и [4] составляет 36,8 кДж/моль и 37 кДж/моль соответственно.

408* Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип) германия согласно [3] составляет 328  кДж/моль.

410* Молярная теплоёмкость германия согласно [3] составляет 23,32 Дж/(K·моль).

 

Физические свойства германия:

 

Химические свойства германия. Взаимодействие германия. Реакции с германием:

1. Реакция взаимодействия германия и атомарного водорода:

Ge + 2H2 → GeH4.

В результате реакции образуется гидрид германия.

2. Реакция взаимодействия германия и кислорода:

Ge + O2 → GeO2 (t > 700 °C).

В результате реакции образуется оксид германия.

3. Реакция взаимодействия германия и фтора:

Ge + 2F2 → GeF4 (t = 100 °C).

В результате реакции образуется фторид германия.

4. Реакция взаимодействия германия и хлора:

Ge + 2Cl2 → GeCl4 (t = 150-200 °C).

В результате реакции образуется хлорид германия.

5. Реакция взаимодействия германия и брома:

Ge + 2Br2  GeBr4 (t = 350 °C).

В результате реакции образуется бромид германия.

6. Реакция взаимодействия германия и йода:

Ge + 2I2  GeI4 (t = 560 °C).

В результате реакции образуется йодид германия.

7. Реакция взаимодействия германия и серы:

Ge + 2S → GeS2 (t = 600-860 °C),

Ge + S → GeS (t = 1000 °C).

В результате реакции образуется в первом случае сульфид германия (IV), во втором – сульфид германия (II).

8. Реакция взаимодействия германия и селена:

Ge + Se → GeSe (t = 600-700 °C).

В результате реакции образуется селенид германия.

9. Реакция взаимодействия германия и оксида углерода:

Ge + CO2 → GeO + CO (t = 700-900 °C).

В результате реакции образуются оксид германия (II) и оксид углерода (II).

10. Реакция взаимодействия германия и оксида германия (IV):

GeO2 + Ge → 2GeO (t = 1350-1400 °C).

В результате реакции образуется оксид германия (II).

11. Реакция взаимодействия германия и оксида серы:

3Ge + 2SO2 → 2GeO2 + GeS2 (t > 500 °C).

В результате реакции образуются оксид германия (IV) и сульфид германия.

12. Реакция взаимодействия германия и фтороводорода:

Ge + 2HF → GeF2 + H2 (t = 200 °C, р).

В результате реакции образуются фторид германия (II) и водород. В ходе реакции используется жидкий фтороводород. Реакция протекает при избыточном давлении.

13. Реакция взаимодействия германия и сероводорода:

Ge + H2S → GeS + H2 (t = 600-800 °C).

В результате реакции образуются сульфид германия (II) и водород.

14. Реакция взаимодействия германия и азотной кислоты:

Ge + 4HNO3 → H2GeO3 + 4NO2 + H2O,

Ge + 4HNO3 → GeO2 + 4NO2 + 2H2O

В результате реакции в первом случае образуются германиевая кислота, оксид азота и вода, во втором – оксид германия, оксид азота и вода. В ходе реакции в обоих случаях используется концентрированная азотная кислота. Вторая реакция протекает медленно.

Аналогичные реакции протекают и с другими минеральными кислотами.

15. Реакция взаимодействия германия и хлорида германия (IV):

Ge + GeCl4 → GeCl2 (t = 300-350 °C).

В результате реакции образуется хлорид германия (II).

16. Реакция взаимодействия германия, гидроксида натрия и пероксида водорода:

Ge + 2NaOH + 2H2O2 → Na2GeO3 + 3H2O,

Ge + 2NaOH + 2H2O2 → Na2[Ge(OH)6].

В результате реакции в первом случае образуются германат натрия и вода, во втором гексагидроксогерманат натрия. В ходе реакции в первом случае используется разбавленный раствор гидроксида натрия, во втором – концентрированный раствор гидроксида натрия.

17. Реакция взаимодействия германия, гидроксида калия и пероксида водорода:

Ge + 2KOH + 2H2O2 → K2[Ge(OH)6].

В результате реакции образуется гексагидроксогерманат калия.

 

Получение германия:

 

Применение германия:

 

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

 

  1. 1. Водород
  2. 2. Гелий
  3. 3. Литий
  4. 4. Бериллий
  5. 5. Бор
  6. 6. Углерод
  7. 7. Азот
  8. 8. Кислород
  9. 9. Фтор
  10. 10. Неон
  11. 11. Натрий
  12. 12. Магний
  13. 13. Алюминий
  14. 14. Кремний
  15. 15. Фосфор
  16. 16. Сера
  17. 17. Хлор
  18. 18. Аргон
  19. 19. Калий
  20. 20. Кальций
  21. 21. Скандий
  22. 22. Титан
  23. 23. Ванадий
  24. 24. Хром
  25. 25. Марганец
  26. 26. Железо
  27. 27. Кобальт
  28. 28. Никель
  29. 29. Медь
  30. 30. Цинк
  31. 31. Галлий
  32. 32. Германий
  33. 33. Мышьяк
  34. 34. Селен
  35. 35. Бром
  36. 36. Криптон
  37. 37. Рубидий
  38. 38. Стронций
  39. 39. Иттрий
  40. 40. Цирконий
  41. 41. Ниобий
  42. 42. Молибден
  43. 43. Технеций
  44. 44. Рутений
  45. 45. Родий
  46. 46. Палладий
  47. 47. Серебро
  48. 48. Кадмий
  49. 49. Индий
  50. 50. Олово
  51. 51. Сурьма
  52. 52. Теллур
  53. 53. Йод
  54. 54. Ксенон
  55. 55. Цезий
  56. 56. Барий
  57. 57. Лантан
  58. 58. Церий
  59. 59. Празеодим
  60. 60. Неодим
  61. 61. Прометий
  62. 62. Самарий
  63. 63. Европий
  64. 64. Гадолиний
  65. 65. Тербий
  66. 66. Диспрозий
  67. 67. Гольмий
  68. 68. Эрбий
  69. 69. Тулий
  70. 70. Иттербий
  71. 71. Лютеций
  72. 72. Гафний
  73. 73. Тантал
  74. 74. Вольфрам
  75. 75. Рений
  76. 76. Осмий
  77. 77. Иридий
  78. 78. Платина
  79. 79. Золото
  80. 80. Ртуть
  81. 81. Таллий
  82. 82. Свинец
  83. 83. Висмут
  84. 84. Полоний
  85. 85. Астат
  86. 86. Радон
  87. 87. Франций
  88. 88. Радий
  89. 89. Актиний
  90. 90. Торий
  91. 91. Протактиний
  92. 92. Уран
  93. 93. Нептуний
  94. 94. Плутоний
  95. 95. Америций
  96. 96. Кюрий
  97. 97. Берклий
  98. 98. Калифорний
  99. 99. Эйнштейний
  100. 100. Фермий
  101. 101. Менделеевий
  102. 102. Нобелий
  103. 103. Лоуренсий
  104. 104. Резерфордий
  105. 105. Дубний
  106. 106. Сиборгий
  107. 107. Борий
  108. 108. Хассий
  109. 109. Мейтнерий
  110. 110. Дармштадтий
  111. 111. Рентгений
  112. 112. Коперниций
  113. 113. Нихоний
  114. 114. Флеровий
  115. 115. Московий
  116. 116. Ливерморий
  117. 117. Теннессин
  118. 118. Оганесон

 

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

 

Источники:

  1. https://en.wikipedia.org/wiki/Germanium
  2. https://de.wikipedia.org/wiki/Germanium
  3. https://ru.wikipedia.org/wiki/Германий
  4. http://chemister.ru/Database/properties.php?dbid=1&id=242
  5. https://chemicalstudy.ru/germaniy-svoystva-atoma-himicheskie-i-fizicheskie-svoystva/

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

 




Найти что-нибудь еще?










карта сайта

германий атомная масса степень окисления валентность плотность температура кипения плавления физические химические свойства структура теплопроводность электропроводность кристаллическая решетка
атом нарисовать строение число протонов в ядре строение электронных оболочек электронная формула конфигурация схема строения электронной оболочки заряд ядра состав масса орбита уровни модель радиус энергия электрона переход скорость спектр длина волны молекулярная масса объем атома
электронные формулы сколько атомов в молекуле германия
сколько электронов в атоме свойства металлические неметаллические термодинамические