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.

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

Молекула германия одноатомна.

Химическая формула германия Ge.

Электронная конфигурация атома германия 1s2s2p3s3p6 3d10 4s2 4p2. Потенциал ионизации атома германия равен 7,88 эВ (760,0 кДж/моль).

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 находятся два спаренных – на s-орбитали и два неспаренных – на p-орбитали электроны. В свою очередь ядро атома германия состоит из 32 протонов и 41 нейтрона.

Радиус атома германия составляет 122,5 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.:

Общие сведения
Название Германий/ Germanium
Символ Ge
Номер в таблице 32
Тип Металл
Открыт Клеменс Винклер, Германия, 1886 г.
Внешний вид и пр. Светло-серый полупроводник с металлическим блеском
Содержание в земной коре 0,00014 %
Содержание в океане 6,0×10-9 %
Свойства атома 
Атомная масса (молярная масса) 72,630(8) а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация 1s2s2p3s3p6 3d10 4s4p2
Радиус атома 122,5 пм
Химические свойства 
Степени окисления +2, +4
Валентность -4, +2, +4
Ковалентный радиус 122 пм
Радиус иона (+4e) 53 (+2e) 73 пм
Электроотрицательность 2,01 (шкала Полинга)
Энергия ионизации (первый электрон) 760,0 кДж/моль (7,88 эВ)
Электродный потенциал 0
Физические свойства
Плотность (при  20 °C и нормальных условиях) 5,323 г/см3
Температура плавления 938,25 °C (1211,40 K)
Температура кипения 2833 °C (3106 K)
Уд. теплота плавления 36,8 кДж/моль
Уд. теплота испарения 328 кДж/моль
Молярная теплоёмкость 23,32 Дж/(K·моль)
Молярный объём 13,6 см³/моль
Давление паров 0,01 мм.рт.ст. (при 1414 °C),
0,1 мм.рт.ст. (при 1588 °C),
1 мм.рт.ст. (при 1802 °C),
10 мм.рт.ст. (при 2074 °C),
100 мм.рт.ст. (при 2430 °C)
Удельная теплоемкость при постоянном давлении 0,31 Дж/г·K (при 0 – 100 °C)

Поверхностное натяжение

600 мН/м (при 959 °C)
Стандартная энтальпия образования ΔH (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело) 0 кДж/моль
Стандартная энергия Гиббса образования ΔG (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело) 0 кДж/моль
Стандартная энтропия вещества S (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело) 31,1 Дж/(моль·K)
Теплопроводность (при 300 K) 60,2 Вт/(м·К)
Электропроводность в твердой фазе 2,0х10См/м
Сверхпроводимость при температуре
Твёрдость 6 по шкале Мооса
Структура решётки алмазная
Параметры решётки 5,660 Å
Температура Дебая 360 К

 


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

 

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

 





Найти что-нибудь еще?










Похожие записи:



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