germanium

På grunn av sine halvlederegenskaper ble geranium brukt til å lage den første transistoren. Silisium har nå tatt over som det viktigste halvledermaterialet fordi båndgapet i germanium er mindre enn for silisium.

For elektroniske formål kreves en ekstrem renhet. Dette oppnås ved sonerensing som gir materialer hvor forurensingsmengden bare utgjør én del av 10 milliarder. Man regner med at germanium og silisium er de grunnstoffene som er blitt fremstilt med størst renhet.

De viktigste anvendelsene av germanium er i optiske enheter for infrarød transmisjon.

Germanium er et sjeldent grunnstoff som utgjør kun 0,0007 vektprosent av jordskorpen. Det forekommer i mineralene argyroditt, germanitt (som har kjemisk formel Cu₆FeGeS₈) og reomeritt. Dessuten finnes det i urent bly, sinkmalmer og asker av kull.

Germanium har ingen kjent biologisk rolle. Forbindelsene germaniumhydrid (GeH₄) og germaniumklorid (GeCl₄) er svært giftige og ansees for å være de mest akutt giftige forbindelsene av germanium. Dyreforsøk viser at GeH₄ forårsaker degenerative forandringer i blant annet nyrer og lever. Inhalert GeCl₄ har betydelig irriterende virkninger i de øvre luftveiene hos forsøksdyr, og kan føre til akutt bronkitt.

Den russiske kjemikeren Dmitrij Mendelejev hevdet allerede i 1871 da han satt opp periodesystem at grunnstoffet måtte eksistere. Han ga det navnet eka-silisium.

Den tyske kjemikeren Clemens Winkler oppdaget grunnstoffet 15 år senere i mineralet argyroditt, 4Ag₂S·GeS₂, og ga det navnet germanium.

Germanium utvinnes kommersielt fra rester ved gass- og kullforbrenning, og er et biprodukt ved sinkfremstilling. Et fellestrekk for fremstillingsmetodene er at germaniumtetraklorid, GeCl₄ (kokepunkt 83,1 °C), blir raffinert ved destillasjon og hydrolysert med vann til germaniumdioksid, GeO₂. Germanium blir til slutt fremstilt ved å redusere oksidet med hydrogen i grafittdigler ved 650 °C.

Germanium tilhører gruppe 14 i periodesystemet og er et halvmetall (metalloid). Det er hardt og sprøtt og har struktur som diamant. Det vanligste oksidasjonstrinnet til germanium i kjemiske forbindelser er +IV, mens +II er mindre vanlig. Det holder seg godt i luft ved romtemperatur på grunn av et beskyttende belegg av GeO₂. Germanium er dessuten en halvleder.

• halvledere
• transistor
• grunnstoff
• halvmetaller
• periodesystemet