Naturaleza:
Nombre del elemento: Germanio
Símbolo del elemento: Ge
Nombre del elemento en inglés: Germanio
Tipo de elemento: Elementos metálicos
Volumen atómico: (centímetro cúbico/mol) 13,6
Contenido de elementos en el universo: (ppm) 0,2
Elementos en el sol Contenido: (ppm) 0,2
Contenido de elementos en agua de mar: (ppm) 0,0000035 Superficie del Océano Pacífico.
Contenido en cáscara: (ppm)1,8
Partículas de germanio.
Masa atómica relativa: 72,61
Estado de oxidación: Principal Ge 2, Ge 4.
Energía del enlace químico: (kilojulios/mol)
Ge-H 288
Carbono germanio 237
Ge-O 363 p>
Ge-F 464
Cloruro de germanio 340
Ge-Ge 163
Número atómico: 32
Número de protones: 32
Número de neutrones: 41
Masa molar: 73
Período: 4
Número de familias: IVA
Disposición de las capas de electrones: 2-8-18-4
Estructura cristalina: la celda unitaria es una celda unitaria cúbica centrada en las caras y cada celda unitaria contiene 4 átomos de metal.
Parámetros de celda:
a = 565,75 pm
b = 565,75 pm
c = 565,75 pm
α = 90
β = 90
γ = 90
Dureza de Mohs: 6
La velocidad del sonido que se propaga en el interior: (m /S)5400.
Energía de ionización (kilojulios/mol)
M - M 762.1
M - M2 1537
M2 - M3 3302
p>M3 - M4 4410
Mineral de Germanio
M4 - M5 9020
M5 - M6 11900
M6 - M7 15000
M7 - M8 18200
M8 - M9 21800
M9 - M10 27000
Color y estado: blanco plateado sólido
p>Densidad: 5,35 g/cm3
Punto de fusión: 937,4 ℃
Punto de ebullición: 2830 ℃
Radio atómico: 122 micras , Ge4 radio 53 picómetros.
Descubierto por: Winkler Año de descubrimiento: 1886.
Proceso de descubrimiento: En 1886, Winkler de Alemania descubrió la existencia de germanio al analizar el mineral de germanio con sulfuro de plata; el germanio se preparaba cocalentando sulfuro de germanio e hidrógeno.
Propiedades físicas
El germanio es un cristal de color gris plateado con un punto de fusión de 937,4°C, un punto de ebullición de 2830°C y una densidad de 5,35 g/centímetro cúbico ( 2
Lingote de germanio
0 ℃), la dureza de Mohs es 6,0 ~ 6,5. A temperatura ambiente, el germanio cristalino es frágil y tiene poca plasticidad. El germanio tiene propiedades semiconductoras. El germanio de alta pureza se dopa con elementos trivalentes (como indio, galio y boro) para obtener un semiconductor de germanio de tipo P.
Se dopan elementos pentavalentes (como antimonio, arsénico y fósforo) para obtener semiconductores de germanio de tipo N. El germanio no se oxida en el aire a temperatura ambiente, pero puede arder en vapores de oxígeno, cloro y bromo cuando se calienta. El germanio no reacciona con el agua y es insoluble en ácido clorhídrico y ácido sulfúrico diluido. El ácido nítrico y el ácido sulfúrico concentrado caliente pueden oxidar el germanio en dióxido de germanio, y el germanio también es soluble en agua regia. El germanio es fácilmente soluble en hidróxido de sodio o hidróxido de potasio fundido para formar germanato de sodio o germanato de potasio. En presencia de agentes oxidantes como el peróxido de hidrógeno y el hipoclorito de sodio, el germanio puede disolverse en soluciones alcalinas para formar germanatos. Los estados de oxidación del germanio son 2 y 4.
Uso
El germanio de alta pureza es un material semiconductor. Puede extraerse del óxido de germanio de alta pureza mediante fundición reductora. Los monocristales de germanio dopados con trazas de impurezas específicas se pueden utilizar para fabricar diversos transistores, rectificadores y otros dispositivos. Los compuestos de germanio se utilizan en la fabricación de paneles fluorescentes y diversos vidrios de alto índice de refracción. El monocristal de germanio se puede utilizar como transistor y es el material de transistores de primera generación. El germanio se utiliza en detectores de radiación y materiales termoeléctricos. El monocristal de germanio de alta pureza tiene un alto índice de refracción, es transparente a los rayos infrarrojos y opaco a la luz visible y los rayos ultravioleta. Puede usarse como ventana, prisma o lente de germanio que transmite específicamente rayos infrarrojos. Un compuesto de germanio y niobio es un material superconductor. El dióxido de germanio es un catalizador para la polimerización. El vidrio que contiene dióxido de germanio tiene un alto índice de refracción y propiedades de dispersión y se utiliza como lente de cámara gran angular y microscopio. El tetracloruro de germanio también es un nuevo aditivo para materiales de fibra.
El germanio tiene propiedades semiconductoras. Desempeñó un papel importante en el desarrollo de la física y la electrónica del estado sólido. La densidad de fusión del germanio es de 5,32 g/cm3 y es un metal frágil de color gris plateado. El germanio puede clasificarse como un metal raro. El germanio tiene propiedades químicas estables y no reacciona con el aire o el vapor de agua a temperatura ambiente, pero genera rápidamente dióxido de germanio entre 600 y 700°C. No tiene ningún efecto sobre el ácido clorhídrico y el ácido sulfúrico diluido. Cuando se calienta ácido sulfúrico concentrado, el germanio se disuelve lentamente. El germanio es fácilmente soluble en ácido nítrico y agua regia. La interacción entre la lejía y el germanio es débil, pero el álcali fundido en el aire puede disolver rápidamente el germanio. El germanio no reacciona con el carbono, por lo que se funde en un crisol de grafito sin ser contaminado por el carbono. El germanio tiene buenas propiedades semiconductoras, como la movilidad de los electrones y la movilidad de los huecos. El desarrollo del germanio todavía tiene un gran potencial. La producción industrial moderna de germanio proviene principalmente de subproductos de la fundición de cobre, plomo y zinc.
En el proceso de fundición pirometalúrgica del zinc, el germanio entra en polvo en forma de cloruro u óxido y se enriquece. El germanio producido por la industria de la quema de carbón o de la coquización se concentra en las cenizas de combustión. El tetracloruro de germanio se puede obtener tratando el humo con ácido clorhídrico. Después de la purificación por destilación e hidrólisis, se obtiene dióxido de germanio de alta pureza, que se coloca en un tubo de cuarzo, se calienta a 680°C y se reduce con hidrógeno para obtener dióxido de germanio de alta pureza. Luego, el monocristal de germanio se obtiene mediante el método de Czochralski o el método de fusión por zonas. Aunque el germanio ha sido reemplazado en gran medida por el silicio en la industria electrónica, el germanio todavía tiene aplicaciones en dispositivos infrarrojos y detectores de radiación gamma debido a su mayor movilidad de electrones y huecos y su mejor rendimiento en circuitos de conmutación de alta velocidad. El germanio también se utiliza como catalizador en la hidrogenación del carbón y el refinado de petróleo, y el germanato de bismuto se utiliza como detector de radiación centelleante.
Efectos en las personas
Los principales efectos del germanio en el cuerpo humano son restaurar la fatiga, prevenir la anemia, ayudar al metabolismo, etc. Muchos lugares se utilizan como ayuda médica. Pero no hay pruebas clínicas de su eficacia. A lo sumo dirían: El cuerpo se sentirá más ligero, el dolor disminuirá, etcétera. Ha habido muertes si se toma. Algo que los investigadores clínicos consideran peligroso. Tendrá un efecto negativo en los riñones. Pero en Japón se vende en collares y pulseras como ayuda para la salud en la industria de la joyería. Es caro
No se ha descubierto que el germanio sea un oligoelemento esencial para el cuerpo humano ni se ha encontrado en organismos vivos.
Gránulos de germanio
Debido a los cambios patológicos causados por la deficiencia de germanio, generalmente no es necesario complementar el germanio, porque el cuerpo humano ya puede absorber el germanio en cantidades suficientes en una dieta normal. . En la actualidad, se ha descubierto que los efectos biológicos beneficiosos del germanio están estrechamente relacionados con la forma en que existe y no parece tener ninguna actividad fisiológica evidente. Sólo algunos compuestos orgánicos de germanio pueden mostrar cierta actividad fisiológica.
La distribución y el metabolismo del germanio en el cuerpo
Varios alimentos naturales contienen germanio en distintos grados. La ingesta diaria de germanio para adultos es de aproximadamente 400-3500ug. Por lo tanto, el germanio está omnipresente en el cuerpo. Algunas proteínas enzimáticas del cuerpo, la corteza y la materia gris del cerebro contienen oligoelementos de germanio.
2. Compuestos orgánicos de germanio fisiológicamente activos
Los compuestos orgánicos de germanio más estudiados incluyen sesquióxidos orgánicos de germanio, derivados y compuestos orgánicos de germanio de coordinación que contienen azufre. La actividad es la más obvia.
El germanio tiene evidentes actividades antitumorales y antiinflamatorias. Existen muchos otros tipos de compuestos orgánicos de germanio, la mayoría de ellos con efectos antitumorales, antiinflamatorios, de rejuvenecimiento inmunológico y otros efectos biológicos. Sin embargo, debido a su alta toxicidad, sólo puede utilizarse como medicamento.
3. La relación entre los compuestos orgánicos de germanio y los tumores
El germanio 132 orgánico y el espirogermanio tienen una evidente actividad antitumoral y baja toxicidad, especialmente el germanio en polvo
No tiene la ventaja de la toxicidad de la médula ósea y tiene un gran potencial en la prevención y el tratamiento de tumores y en radioterapia y quimioterapia adyuvantes, y ha entrado en la etapa de ensayo clínico.
Los posibles mecanismos mediante los cuales los compuestos orgánicos de germanio inhiben la actividad tumoral incluyen mejorar la inmunidad, eliminar los radicales libres y resistir mutaciones. En muchos compuestos bioactivos de organogermanio, los átomos fuertemente electronegativos, como el oxígeno, el azufre y el nitrógeno, suelen estar coordinados con átomos de germanio. A medida que absorben electrones, la nube de electrones alrededor de los átomos de germanio se desvía del núcleo, formando el centro exacto. Cuando los compuestos orgánicos de germanio encuentran células tumorales, sus centros normales pueden aumentar la energía potencial de las células tumorales y reducir su actividad, inhibiendo y matando las células tumorales. En otras palabras, los compuestos orgánicos de germanio inhiben la actividad tumoral. Además de la reanimación inmunitaria y antitumoral, el germanio también tiene efectos biológicos beneficiosos, que incluyen estimular la función del sistema hematopoyético, inhibir el crecimiento celular, promover la desaparición de agentes antibacterianos y promover el crecimiento de las plantas. Su principal efecto sobre el sistema sanguíneo es estimular el aumento del número de glóbulos rojos y hemoglobina en la sangre, lo que tiene cierto efecto en el tratamiento de la anemia.