Германий, свойства атома, химические и физические свойства.
Ge 32 Германий
72,630(8) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 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
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 группе редких, рассеянных, цветных металлов. Является полуметаллом.
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 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 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 | Редкий, рассеянный, цветной металл. 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 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p2 |
203 | Электронная оболочка | K2 L8 M18 N4 O0 P0 Q0 R0
|
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 | ![]() |
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 | 118,9352(2) кДж/моль (1,2326764(13) эВ) |
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 | 13,6464 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
|
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. Водород
- 2. Гелий
- 3. Литий
- 4. Бериллий
- 5. Бор
- 6. Углерод
- 7. Азот
- 8. Кислород
- 9. Фтор
- 10. Неон
- 11. Натрий
- 12. Магний
- 13. Алюминий
- 14. Кремний
- 15. Фосфор
- 16. Сера
- 17. Хлор
- 18. Аргон
- 19. Калий
- 20. Кальций
- 21. Скандий
- 22. Титан
- 23. Ванадий
- 24. Хром
- 25. Марганец
- 26. Железо
- 27. Кобальт
- 28. Никель
- 29. Медь
- 30. Цинк
- 31. Галлий
- 32. Германий
- 33. Мышьяк
- 34. Селен
- 35. Бром
- 36. Криптон
- 37. Рубидий
- 38. Стронций
- 39. Иттрий
- 40. Цирконий
- 41. Ниобий
- 42. Молибден
- 43. Технеций
- 44. Рутений
- 45. Родий
- 46. Палладий
- 47. Серебро
- 48. Кадмий
- 49. Индий
- 50. Олово
- 51. Сурьма
- 52. Теллур
- 53. Йод
- 54. Ксенон
- 55. Цезий
- 56. Барий
- 57. Лантан
- 58. Церий
- 59. Празеодим
- 60. Неодим
- 61. Прометий
- 62. Самарий
- 63. Европий
- 64. Гадолиний
- 65. Тербий
- 66. Диспрозий
- 67. Гольмий
- 68. Эрбий
- 69. Тулий
- 70. Иттербий
- 71. Лютеций
- 72. Гафний
- 73. Тантал
- 74. Вольфрам
- 75. Рений
- 76. Осмий
- 77. Иридий
- 78. Платина
- 79. Золото
- 80. Ртуть
- 81. Таллий
- 82. Свинец
- 83. Висмут
- 84. Полоний
- 85. Астат
- 86. Радон
- 87. Франций
- 88. Радий
- 89. Актиний
- 90. Торий
- 91. Протактиний
- 92. Уран
- 93. Нептуний
- 94. Плутоний
- 95. Америций
- 96. Кюрий
- 97. Берклий
- 98. Калифорний
- 99. Эйнштейний
- 100. Фермий
- 101. Менделеевий
- 102. Нобелий
- 103. Лоуренсий
- 104. Резерфордий
- 105. Дубний
- 106. Сиборгий
- 107. Борий
- 108. Хассий
- 109. Мейтнерий
- 110. Дармштадтий
- 111. Рентгений
- 112. Коперниций
- 113. Нихоний
- 114. Флеровий
- 115. Московий
- 116. Ливерморий
- 117. Теннессин
- 118. Оганесон
Таблица химических элементов Д.И. Менделеева
Источники:
- https://en.wikipedia.org/wiki/Germanium
- https://de.wikipedia.org/wiki/Germanium
- https://ru.wikipedia.org/wiki/Германий
- http://chemister.ru/Database/properties.php?dbid=1&id=242
- https://chemicalstudy.ru/germaniy-svoystva-atoma-himicheskie-i-fizicheskie-svoystva/
Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com
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