1) O documento descreve as propriedades e usos do elemento químico germânio. 2) É um metal sólido branco-acinzentado que se encontra no estado sólido à temperatura ambiente e é usado principalmente como semicondutor em eletrônica. 3) Suas principais aplicações incluem fibras ópticas, equipamentos de visão noturna e circuitos integrados de alta velocidade, apesar de seu alto custo ter levado a estudos para substituí-lo por materiais mais baratos.

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Germânio
Gálio ← Germânio → Arsênio
Si
32Ge↑
Ge
↓
Sn
Tabela completa • Tabela estendida
Aparência
branco acinzentado
Pedaço de 12 gramas de germânio policristalino, 2cm
Informações gerais
Nome, símbolo, número Germânio, Ge, 32
Série química Semimetal
Grupo, período, bloco 14, 4, p
Densidade, dureza 5323 kg/m , 6,0
Propriedade atómicas
Massa atômica 72,64 u
Raio atómico (calculado) 122 pm
Raio covalente 122 pm
Raio de Van der Waals 211 pm
Configuração electrónica [Ar] 3d 4s 4p
Elétrons (por nível de energia)
2, 8, 18, 4 (ver
imagem)
Estado(s) de oxidação
4, 3, 2, 1, 0, -1,
-2, -3, -4 (óxido
Germânio
Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.
O germânio é um elemento químico de símbolo Ge ,
número atômico 32 (32 prótons e 32 elétrons) com massa
atómica 72,6 u. À temperatura ambiente, o germânio
encontra-se no estado sólido. É um metal pertencente ao
grupo 14 (IVA) da Classificação Periódica dos Elementos.
Descoberto em 1886 pelo químico alemão Clemens
Winkler quando analisava um minério de Freiberg, da
Saxônia, o germânio teve, no entanto sua existência
prevista 15 anos antes por Mendeleiev, que o chamou aca-
silício. As aplicações do germânio estão limitadas ao seu
alto custo e em muitos casos estuda-se a sua substituição
por materiais mais econômicos. Sua aplicação principal é
como semicondutor em eletrônica, produção de fibras
ópticas e equipamentos de visão noturna.
Índice
1 Características principais
2 Aplicações
3 Abundância e obtenção
4 Propriedades químicas
5 Precauções
6 Referências
Características principais
O germânio é um metal sólido, duro, cristalino, de
coloração branco acinzentada, lustroso, quebradiço, que
conserva o brilho em temperaturas ordinárias. Apresenta a
mesma estrutura cristalina do diamante e resiste à ação dos
ácidos e álcalis.
Forma grande número de compostos organolépticos e é
um importante material semicondutor utilizado em
transístores e fotodetetores. Diferentemente da maioria dos
semicondutores, o germânio tem uma pequena banda
proibida (band gap) respondendo de forma eficaz a
radiação infravermelha e pode ser usado em amplificadores
de baixa intensidade.
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3
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anfótero)
Estrutura cristalina
cúbico de faces
centradas
Propriedades físicas
Estado da matéria sólido
Ponto de fusão 1211,40 K
Ponto de ebulição 3106 K
Entalpia de fusão 36,94 kJ/mol
Entalpia de vaporização 334 kJ/mol
Volume molar
13,63×10
m /mol
Pressão de vapor 1 Pa a 1644 K
Velocidade do som 5400 m/s a 20 °C
Diversos
Eletronegatividade (Pauling) 2,01
Calor específico 320 J/(kg·K)
Condutividade térmica 59,9 W/(m·K)
1º Potencial de ionização 762 kJ/mol
2º Potencial de ionização 1537,5 kJ/mol
3º Potencial de ionização 3302,1 kJ/mol
4º Potencial de ionização 4411 kJ/mol
5º Potencial de ionização 9020 kJ/mol
Isótopos mais estáveis
iso AN Meia-vida MD
Ed
PD
MeV
Ge sintético 270,8 d ε Ga
Ge 21,23% estável com 38 neutrões
Ge sintético 11,26 d ε Ga
Ge 27,66% estável com 40 neutrões
Ge 7,73% estável com 41 neutrões
Ge 35,94% estável com 42 neutrões
Ge 7,44% 1,78×10 a 2β Se
Unidades do SI & CNTP, salvo indicação contrária.
Aplicações
As aplicações do germânio estão limitadas ao seu alto
custo e em muitos casos estuda-se a sua substituição por
materiais mais econômicos. Os principais usos são:
Fibra óptica.
Eletrônica: Radares, amplificadores de guitarras
elétricas, ligas metálicas de SiGe em circuitos
integrados de alta velocidade.
Óptica de infravermelhos: espectroscópios, sistemas
de visão noturna e outros equipamentos.
Lentes, com alto índice de refração, de ângulo
amplo e para microscópios.
Em joias é usado uma liga metálica de Au com 12%
de germânio.
Como elemento endurecedor do alumínio, magnésio
e estanho.
Em quimioterapia.
O tetracloreto de germânio é usado como
catalisador na síntese de polímeros ( PET ).
Foi usado enquanto germanato de bismuto no tipo
de camera gama utilizada nos anos 80, em medicina
nuclear.
Abundância e obtenção
Os únicos minerais rentáveis para a extração do germânio
são a germanita (69% de germânio) e ranierita (7-8% do
elemento); além disso está presente no carvão, na
argirodita e outros minerais. A maior quantidade, em forma
de óxido (GeO ), se obtém como subproduto da obtenção
do zinco ou de processos de combustão de carvão (na
Rússia e na República Popular da China se encontra em
processo de desenvolvimento).
É separado dos outros metais existentes no mineral
transformando-o em GeCl volátil. O tetracloreto obtido é
hidrolisado em óxido de germânio (GeO ) que, através de
hidrogênio ou carvão roxo é reduzido obtendo-se o
germânio. Com pureza de 99,99%, para usos eletrônicos, é obtido por refinação mediante a fusão fracionada
resultando cristais de 25 a 35 mm usados em transístores e díodos; com esta técnica as impurezas podem ser
reduzidas até a 0,0001 ppm.
O desenvolvimento dos transístores de germânio abriu a porta a numerosas aplicações eletrônicas que
atualmente são quotidianas. Entre 1950 e os primeiros anos da década de 70, a eletrônica foi a principal
responsável pela crescente demanda de germânio, até a substituição pelo silício com propriedades elétricas
superiores. Atualmente, grande parte do consumo é destinada para a produção de fibras ópticas ( cerca da
metade ), equipamentos de visão noturna e como catalisador na polimerização de plásticos, embora haja
estudos para substituí-lo por catalisadores mais econômicos.
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Propriedades químicas
O germânio elementar se oxida lentamente para GeO a 250°C. É insolúvel em ácidos diluídos e álcalis, mas se
dissolve lentamente em ácido sulfúrico concentrado e reage violentamente com bases fundidas para produzir
germanatos (GeO ). O germânio ocorre principalmente no estado de oxidação +4, embora sejam conhecidos
muitos compostos com o estado de oxidação +2. [31] Outros estados de oxidação são raros, tais como o +3
encontrado em compostos tais como Ge Cl , e 3 e 1 observada na superfície de óxidos, ou estados de
oxidação negativos em germanos, como o nox -4 no GeH . Ânions Clusters de germânio (íons Zintl), tais como
Ge , Ge , Ge , [(Ge ) ] foram preparados por extração a partir de ligas contendo metais alcalinos e
germânio em amônia líquida na presença de etilenodiamina ou uma criptando. Os estados de oxidação do
elemento nestes íons não são inteiros, semelhante ao ozonídeos, O .
Dois óxidos de germânio são conhecidos: dióxido de germânio (GeO , germânia) e monóxido de
germânio(GeO). O dióxido GeO pode ser obtido por ustulação do sulfeto de germânio (GeS ), e é um pó
branco que é ligeiramente solúvel na água, mas reage com álcalis para formar germanatos. O monóxido de
germânio ou óxido germanoso pode ser obtido pela reação de GeO com germânio elementar a alta
temperatura. O GeO (e os óxidos relacionados e germanatos) exibem a propriedade incomum de ter um alto
índice de refração para a luz visível, mas transparência à luz infravermelha. O germanato de bismuto,
Bi Ge O , (BGO) é usado como um cintilador.
Compostos binários com Calcogênios outros elementos também são conhecidos, como o dissulfeto GeS o
disseleneto GeSe , e o monossulfeto GeS,o seleneto GeSe, e o telureto GeTe. GeS se forma como um
precipitado branco quando o sulfeto de hidrogênio é passado através de soluções fortemente ácidas contendo
Ge(IV). O dissulfeto é apreciavelmente solúvel em água e em soluções de álcalis cáusticos ou sulfetos alcalinos.
No entanto, não é solúvel em água ácida, o que permitiu a Winkler descobrir o elemento. Ao aquecer o
dissulfeto em uma corrente de hidrogênio, o monosulfeto GeS é formado, que sublima em chapas finas de cor
escura e brilho metálico, e é solúvel em soluções de álcalis cáusticos. Após a fusão com carbonatos alcalinos e
compostos de enxofre,formam-se sais de germânio conhecidos como tiogermanatos.
Precauções
Alguns compostos de germânio ( tetracloreto de germânio ) apresentam uma certa toxicidade nos mamíferos,
porém são letais para algumas bactérias.
Referências
Enciclopedia libre (http://enciclopedia.us.es/index.php/Germanio) (em espanhol)
USGS - Estatísticas sobre o germânio (produção, consumo e preços)
(http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/germanium/)
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Categoria: Germânio
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