גרמניום

ארסן - גרמניום - גליום   Si Ge Sn       הטבלה המחזורית
כללי
מספר אטומי	32
סמל כימי	Ge
סדרה כימית	מתכות למחצה
צפיפות	5323 kg/m3
מראה	אפרפר לבן
תכונות אטומיות
משקל אטומי	72.64 amu
רדיוס ואן דר ואלס	- pm
סידור אלקטרונים ברמות אנרגיה	2, 8, 18, 4
תכונות פיזיקליות
מצב צבירה בטמפ' החדר	מוצק
טמפרטורת התכה	1211.4K (938.3°C)
טמפרטורת רתיחה	3093K (2820°C)
לחץ אדים	-Pa ב-330.9K
מהירות הקול	5400 מטר לשנייה ב293.15K
שונות
אלקטרושליליות	2.01
קיבול חום סגולי	320 J/(kg·K)
מוליכות חשמלית	1.45/m·Ω
מוליכות תרמית	59.9 W/(m·K)
אנרגיית יינון ראשונה	762 kJ/mol

קערת גרמניום

גרמניום (Germanium) הוא יסוד כימי ממשפחת המתכות למחצה שסמלו Ge ומספרו האטומי 32. הוא קרוי על שם גרמניה.

תכונות

גרמניום הוא יסוד חזק, בצבע אפור-לבן מבריק עם המבנה הגבישי של יהלום. בנוסף לכך, גרמניום הוא מוליך למחצה עם תכונות ביניים של מתכת וחומר מבודד. גרמניום גבישי אינו מושפע מהאוויר ונשאר מבריק גם בנוכחותו.

שימושים

למרות מראהו המתכתי של הגרמניום, הוא אינו מוליך טוב של חשמל, ולכן משמש בתעשיית האלקטרוניקה לייצור טרנזיסטורים ומוליכים למחצה. תעשיית הסיבים האופטיים היא צרכנית גדולה של גרמניום. היסוד משמש גם כזרז בתעשיית הפולימרים (בעיקר PET - פוליאתילן טרפתלאט), ובשל שקיפותו לקרינה תת-אדומה הוא משמש בייצור ציוד אופטי תת-אדום.

לסגסוגת צורן-גרמניום יישומים חשובים בתעשיית המוליכים למחצה והמעגלים המשולבים. מעגלים אלקטרוניים שמכילים גרמניום וצורן מהירים יותר ממעגלים שמכילים צורן בלבד.

טרנזיסטורים של גרמניום עדיין פופולריים בפדלים-אפקטים לגיטרה החשמלית, בניסיון לחקות את צליל ה"פאז" מימי הרוק'נ'רול הראשונים- אז הגרמניום היה עדיין בשימוש, לפני שהוחלף על ידי הצורן.

היסטוריה

הגרמניום זוהה בשנת 1886 על ידי הכימאי הגרמני קלמנס וינקלר, שהפריד אותו מהמינרל ארגירודיט. מנדלייב חזה את קיום הגרמניום עוד בשנת 1871, לפי הטבלה המחזורית, וניבא כי תכונותיו יהיו דומות לאלו של צורן.

התפתחות הטרנזיסטור שמבוסס על גרמניום פתח אין ספור דלתות ליישומים באלקטרוניקה. משנת 1950 ועד 1970 הדרישה לגרמניום רק גברה. הדרישה פסקה כאשר ניתן היה לייצר צורן טהור. צורן החל להחליף את גרמניום בייצור טרנזיסטורים, דיודות ורכיבים אלקטרונים נוספים. לצורן יש את התכונות המתאימות ביותר לתעשיית האלקטרוניקה, אבל הוא מחייב רמת טיהור גבוהה במיוחד שהטכנולוגיה של פעם לא יכלה לספק. היום, 85% מהגרמניום שמופק מופנה לסיבים אופטיים, מערכות ראיית לילה ותעשיית הפלסטיק (כזרז בייצור פוליאתילן).

צורה בטבע

כיום גרמניום מופק כתוצר לוואי של הפקת אבץ, נחושת ועופרת מעפרותיהן, ולעתים ממחצבי פחם ואפר פחם. כרבע מתצרוכת הגרמניום העולמית היא של חומר ממוחזר, היתר מופק בעיקר בבלגיה, סין ורוסיה.

קישורים חיצוניים

• גרמניום בWebelements (אנגלית)