Germanium (Ge)
| Ordnungszahl | 32 |
|---|---|
| Atommasse | 72.6308 u |
| Kategorie | Halbmetall |
| Elektronenkonfiguration | [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p² |
| Aussehen | grauweiß |
| Dichte (STP) | 5323 g/L |
| Schmelzpunkt | 1211.4 K |
| Siedepunkt | 3106 K |
| Elektronegativität | 2.01 (Pauling) |
| Ionisierungsenergie | 762 kJ/mol |
| Atomradius | 125 pm |
| Kristallstruktur | Kubisch flächenzentriert |
| Entdeckt von | Clemens Winkler (1886) |
Kurzbeschreibung
Germanium (Ge) ist ein glänzendes, hartes, grauweißes Halbmetall mit Halbleitereigenschaften. Es war in der frühen Elektronik von großer Bedeutung, wurde aber in vielen Anwendungen weitgehend durch Silicium ersetzt. Die wichtigsten Fakten zu Germanium (Ge) im Überblick:
Verwendung: Eingesetzt in Glasfasersystemen (Germaniumoxid erhöht den Brechungsindex), in der Infrarotoptik (Nachtsicht, Wärmebildtechnik), in Solarzellen (hocheffiziente Mehrfachsolarzellen), in SiGe-Halbleiterbauelementen (Silicium-Germanium), in Katalysatoren (Herstellung von PET-Kunststoff) und als Leuchtstoff in Leuchtstofflampen.
Herstellung/Gewinnung: Wird als Nebenprodukt der Zinkerzverarbeitung oder aus Kohleflugasche zurückgewonnen. Germanium ist äußerst selten. China, Belgien und Russland sind wichtige Produzenten bzw. Raffinerieländer. Kommt in den meisten Erzen nur in extrem geringen Konzentrationen vor.
Geschichte: 1871 von Mendelejew vorhergesagt (als „Eka-Silicium“). 1886 von Clemens Winkler im Mineral Argyrodit entdeckt. Benannt nach Germania (lateinisch für Deutschland). Seine Eigenschaften stimmten eng mit Mendelejews Vorhersagen überein und bestätigten damit das Periodensystem.
Gesundheit & Sicherheit: Einige Germaniumverbindungen sind giftig. Germaniumhaltige Nahrungsergänzungsmittel haben Nierenschäden und Todesfälle verursacht. Metallisches Germanium und einige Verbindungen (wie das in Glasfasern verwendete Germaniumdioxid) sind wenig giftig. Keine bekannte biologische Funktion.
Preis/Markt: Teuer aufgrund der Seltenheit und der schwierigen Gewinnung. Der Preis reagiert empfindlich auf die Nachfrage nach Glasfasern und Infrarotoptik. Wachsendes Interesse an Anwendungen im Bereich erneuerbarer Energien. Als kritischer Rohstoff eingestuft.
Eigenschaften: Halbleitereigenschaften (die Leitfähigkeit steigt mit der Temperatur, anders als bei Metallen), durchlässig für Infrarotstrahlung, bildet ähnliche Verbindungen wie Silicium, tritt überwiegend in der Oxidationsstufe +4 auf (auch +2), spröde und kristallin sowie mit hohem Brechungsindex.
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