Germanium (Ge)

Numéro atomique32
Masse atomique72.6308 u
CatégorieMétalloïde
Config. électronique[Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p²
Apparenceblanc grisâtre
Densité (CNTP)5323 g/L
Point de fusion1211.4 K
Point d'ébullition3106 K
Électronégativité2.01 (Pauling)
Énergie d'ionisation762 kJ/mol
Rayon atomique125 pm
Structure cristallineCubique à faces centrées
Découvert parClemens Winkler (1886)

Brève introduction

Le germanium (Ge) est un métalloïde brillant, dur, blanc grisâtre, doté de propriétés semi-conductrices. Important aux débuts de l'électronique, il a été largement remplacé par le silicium dans de nombreuses applications. Voici les points clés concernant le germanium (Ge):

Utilisations: Utilisé dans les systèmes à fibres optiques (l'oxyde de germanium améliore l'indice de réfraction), l'optique infrarouge (vision nocturne, imagerie thermique), les cellules solaires (cellules multijonctions à haut rendement), les dispositifs semi-conducteurs SiGe (silicium-germanium), les catalyseurs (production du plastique PET) et comme luminophore dans les lampes fluorescentes.

Production/Extraction: Récupéré comme sous-produit du traitement des minerais de zinc ou dans les cendres volantes de charbon. Le germanium est extrêmement rare. La Chine, la Belgique et la Russie sont les principaux producteurs/raffineurs. Présent en concentrations extrêmement faibles dans la plupart des minerais.

Histoire: Prédit par Mendeleïev en 1871 (sous le nom d'« ékasilicium »). Découvert par Clemens Winkler en 1886 dans le minéral argyrodite. Nommé d'après Germania (nom latin de l'Allemagne). Ses propriétés correspondaient étroitement aux prédictions de Mendeleïev, ce qui valida le tableau périodique.

Effets sur la santé & sécurité: Certains composés du germanium sont toxiques. Des compléments alimentaires contenant du germanium ont provoqué des lésions rénales et des décès. Le germanium métallique et certains composés (comme le dioxyde de germanium utilisé dans les fibres optiques) sont peu toxiques. Aucun rôle biologique connu.

Prix/Marché: Coûteux en raison de sa rareté et d'une extraction difficile. Prix sensible à la demande des fibres optiques et de l'optique infrarouge. Intérêt croissant pour les applications dans les énergies renouvelables. Classé comme minerai critique.

Propriétés: Propriétés semi-conductrices (la conductivité augmente avec la température, contrairement aux métaux), transparent au rayonnement infrarouge, forme des composés semblables à ceux du silicium, présente principalement l'état d'oxydation +4 (ainsi que +2), cassant et cristallin, et indice de réfraction élevé.

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Tableau périodique