锗的性质及其化合物
化学元素镓和锗
化学元素镓和锗镓和锗是两种化学元素，它们在元素周期表中分别位于第31和第32位。
本文将从它们的发现历史、物理性质、化学性质、应用领域等方面介绍这两种元素。
一、镓的发现历史镓的发现可以追溯到1861年，当时法国化学家德维尔斯首次从锌矿中提取出镓。
他将这种元素命名为“gallia”，源自拉丁文中“Gallia”（法国）一词，以纪念他的祖国。
随后，人们开始对镓进行更深入的研究。
二、镓的物理性质镓是一种银白色的金属，具有良好的延展性和塑性。
它的熔点相对较低，约为29.8摄氏度，因此在常温下可以直接用手触摸。
此外，镓的密度较小，约为5.91克/立方厘米。
镓具有较好的导电性和导热性，但其磁性很弱。
三、镓的化学性质1.与氧气反应：镓在空气中能与氧气反应生成氧化镓（Ga2O3），表现出一定的氧化性。
2.与酸反应：镓可以与酸反应生成相应的盐类化合物。
3.与碱反应：镓可以与碱反应生成相应的盐类化合物。
4.与卤素反应：镓可以与卤素反应生成相应的卤化物，如氯化镓（GaCl3）。
四、锗的发现历史锗于1886年被德国化学家维克多·范特霍夫首次发现。
他从一个银矿中提取出一种未知的物质，并将其命名为“germanium”，以纪念他的祖国德国。
五、锗的物理性质锗是一种灰白色的金属loid元素，具有类似于硅的晶体结构。
它的熔点约为937.4摄氏度，密度约为5.32克/立方厘米。
锗是一种半导体材料，具有较好的导电性和导热性。
六、锗的化学性质1.与氧气反应：锗在高温下能与氧气反应生成氧化锗（GeO2），表现出一定的氧化性。
2.与酸反应：锗可以与酸反应生成相应的盐类化合物。
3.与碱反应：锗可以与碱反应生成相应的盐类化合物。
4.与卤素反应：锗可以与卤素反应生成相应的卤化物，如氯化锗（GeCl4）。
七、镓和锗的应用领域1.半导体材料：锗是一种重要的半导体材料，广泛应用于电子器件制造中。
它在晶体管、太阳能电池等领域具有重要作用。
2.光学材料：镓和锗在光学领域也有广泛的应用。
锗_元素周期表
特性拟硅锗
原子质量72 72.59
密度（g/cm3） 5.5 5.35
熔点（℃）高947
颜色灰色灰色
氧化物种类耐火（refractory）二氧化物耐火二氧化物氧化物密度（g/cm3）4.7 4.7
氧化性弱碱弱碱
）氯化物熔点100℃以下86℃ （GeCl
4氯化物密度（g/cm3）1.9 1.9
克莱门斯·温克勒
年份
价格（$/kg）[49]
1999 1,400
2000 1,250
2001 890
2002 620
2003 380
2004 600
2005 660
2006 880
2007 1,240
2008 1,490
2009 950
GeS2 + 3O2→ GeO2 + 2SO2
在这个过程中，部份锗会进到所产生的灰尘中，而剩下的锗则被转化
GeO2 + 4HCl → GeCl4 + 2H2O
GeO2 + 2Cl2→ GeCl4 + O2
的GeO2适用于制造锗玻璃。
纯二氧化锗与氢反应后被还原成锗，用这种还原方式所得的锗，适用于红外线光学或半导体工业：GeO2 + 4H2→ Ge + 2H2O
GeO2 + C → Ge + CO2
应用[编辑]
图为典型的单模光纤。
氧化锗用于掺杂二氧化硅核心（1号）。
1. 核心 8 µm
2. 包层 125 µm。
锗——天使还是恶魔？
锗——天使还是恶魔？近年来，由于一些健康方面的研究，周期表中一种原本普普通通的化学元素“锗”被推上了风口浪尖。
推崇它的人认为锗的化合物是治疗百病的神药，将其视为人类健康的“灵丹妙药”，但是与此同时，许多滥用锗化合物而导致肾衰的人间惨剧也在发生。
所以锗到底对人体有什么影响呢？我们又该如何面对名目众多的锗保健品呢？我们需要先来了解锗元素的一些基本知识。
锗是第32号元素，在周期表中处于第4周期，第14族（原先的第IV主族）。
锗是一种典型的半导体，在早期历史上被广泛用作半导体材料制作电子元件。
锗的化学性质与硅和锡相近。
锗的第一种有机化合物——四乙基锗在1887年由德国化学家文克勒（Clemens Winkler）使用四氯化锗与二乙基锌合成。
合成四乙基锗的化学方程式如下：GeCl4+2(C2H5)Zn=2ZnCl2+Ge(C2H5)4四乙基锗是一种易燃的无色液体，在165℃沸腾。
四乙基锗是一种用于锗的气相沉积重要的化学化合物。
最早被用于保健品的锗化合物是1967年（一说1971年）由日本学者浅井一彦合成的Ge-132。
它被视为是一种有益健康的化合物，早期（二十世纪八九十年代）的大鼠实验显示出Ge-132——羧乙基锗倍半氧化物具有一定的抗癌活性，并且没有发现Ge-132有明显的急性毒性，便被用作了抗癌药物，进一步是保健品。
那么锗是否可以做保健品呢？首先，迄今为止，没有任何证据能够证明锗是人体必需的微量元素。
现代科学证明生命必需元素只有28种，它们分别是氢、硼、碳、氮、氧、氟、钠、镁、硅、磷、硫、氯、钾、钙、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、砷、硒、溴、钼、锡和碘。
并不是所有生物都会利用这全部28种元素，有的生物不会利用其中某几种，例如植物并不会利用钒，而有的动物不会利用硼等。
而与生命必需元素性质相似的元素可能反而是有毒的。
例如镉和锌在周期表上位置相近，但是镉有高毒性，就是因为镉和锌的相似性——镉取代了体内的锌，导致需要锌的生化反应被阻碍。
锗_元素周期表
特性拟硅锗
原子质量72 72.59
密度（g/cm3） 5.5 5.35
熔点（℃）高947
颜色灰色灰色
氧化物种类耐火（refractory）二氧化物耐火二氧化物氧化物密度（g/cm3）4.7 4.7
氧化性弱碱弱碱
）氯化物熔点100℃以下86℃ （GeCl
4氯化物密度（g/cm3）1.9 1.9
克莱门斯·温克勒
年份
价格（$/kg）[49]
1999 1,400
2000 1,250
2001 890
2002 620
2003 380
2004 600
2005 660
2006 880
2007 1,240
2008 1,490
2009 950
GeS2 + 3O2→ GeO2 + 2SO2
在这个过程中，部份锗会进到所产生的灰尘中，而剩下的锗则被转化
GeO2 + 4HCl → GeCl4 + 2H2O
GeO2 + 2Cl2→ GeCl4 + O2
的GeO2适用于制造锗玻璃。
纯二氧化锗与氢反应后被还原成锗，用这种还原方式所得的锗，适用于红外线光学或半导体工业：GeO2 + 4H2→ Ge + 2H2O
GeO2 + C → Ge + CO2
应用[编辑]
图为典型的单模光纤。
氧化锗用于掺杂二氧化硅核心（1号）。
1. 核心 8 µm
2. 包层 125 µm。
锗知识
立志当早，存高远锗知识锗为银灰色金属，密度5.35 克，熔点937.4℃，沸点2830℃。
室温下，晶态锗性脆，可塑性很小。
锗的化学性质稳定，常温下锗在空气中不被氧化，但在加热时，锗能在氧气、氯气和溴蒸气中燃烧。
锗不与水作用，不溶于盐酸和稀硫酸，硝酸和热的浓硫酸能将金属锗氧化为二氧化锗，锗还溶于王水。
锗易溶于熔融的氢氧化钠或氢氧化钾，生成锗酸钠或锗酸钾。
在过氧化氢、次氯酸钠等氧化剂存在下，锗能溶解在碱性溶液中，生成锗酸盐。
锗具有半导体性质，在高纯锗中掺入三价元素(如铟、镓、硼)、得到P 型锗半导体;掺入五价元素(如锑、砷、磷)，得到N 型锗半导体。
锗通常以分散状态存在于其他矿物中，独立的矿物很少。
可从含锗的氧化铅锌矿、闪锌矿和煤灰中回收锗。
锗的提取方法是首先将锗的富集物用浓盐酸氯化，制取四氯化锗，再用盐酸溶剂萃取法除去主要的杂质砷，然后经石英塔两次精馏提纯，再经高纯盐酸洗涤，可得到高纯四氯化锗，用高纯水使四氯化锗水解，得到高纯二氧化锗。
一些杂质会进入水解母液，所以水解过程也是提纯过程。
纯二氧化锗经烘干煅烧，在还原炉的石英管内用氢气于650-680℃还原得到金属锗。
锗在电子工业中的用途已逐渐被硅代替。
但由于锗的电子和空穴迁移率较硅高，在高速开关电路方面，锗比硅的性能好。
锗主要用来生产低功率半导体二极管三极管，锗在红外器件、γ辐射探测器方面有着新的用途，金属锗能让2-15 微米的红外线通过，又和玻璃一样易被抛光，能有效地抵制大气的腐蚀，可用以制造红外窗口、三棱镜和红外光学透镜材料。
锗还与铌形成化合物，用作超导材料。
用氧化锗制造的玻璃有较高的折射率和色散性能，可用于广角照像镜头和显微镜。
锗及其化合物
锗及其化合物锗（旧译作鈤）是一种化学元素，它的化学符号是Ge，原子序数是32，原子量72.64。
在化学元素周期表中位于第4周期、第IVA族。
锗单质是一种灰白色准金属，有光泽，质硬，属于碳族，化学性质与同族的锡与硅相近，不溶于水、盐酸、稀苛性碱溶液，溶于王水、浓硝酸或硫酸，具有两性，故溶于熔融的碱、过氧化碱、碱金属硝酸盐或碳酸盐，在空气中较稳定，在自然界中，锗共有五种同位素：70，72，73，74，76，在700℃以上与氧作用生成GeO2，在1000℃以上与氢作用，细粉锗能在氯或溴中燃烧，锗是优良半导体，可作高频率电流的检波和交流电的整流用，此外，可用于红外光材料、精密仪器、催化剂。
锗的化合物可用以制造荧光板和各种折射率高的玻璃。
锗、锡和铅在元素周期表中是同属一族，后两者早被古代人们发现并利用，而锗长时期以来没有被工业规模的开采。
这并不是由于锗在地壳中的含量少，而是因为它是地壳中最分散的元素之一，含锗的矿石是很少的。
锗粉末状呈暗蓝色，结晶状，为银白色脆金属。
化合价+2和+4。
第一电离能7.899电子伏特，是一种稀有金属，重要的半导体材料，不溶于水。
基本信息锗化学性质稳定，常温下不与空气或水蒸汽作用，但在600～700℃时，很快生成二氧化锗。
与盐酸、稀硫酸不起作用。
浓硫酸在加热时，锗会缓慢溶解。
在硝酸、王水中，锗易溶解。
碱溶液与锗的作用很弱，但熔融的碱在空气中，能使锗迅速溶解。
锗与碳不起作用，所以在石墨坩埚中熔化，不会被碳所污染。
锗在元素周期表上的位置正好夹在金属与非金属之间，因此具有许多类似于非金属的性质，这在化学上称为“亚金属”，外层电子排布为4s²4p²。
但它的化学性质类似于临近族的元素，尤其是砷和锑。
化学上或毒物学上重要的锗化合物很少。
锗的二氧化物，一种微溶于水的白色粉末，形成锗酸，这类似于硅酸。
四氯化锗是一种不稳定的液体，四氟化锗是一种气体，它们很容易在水中水解。
氢化锗（锗烷）是一种相对稳定的气体。
锗的作用与用途
锗的作用与用途一、外观粉末状呈暗蓝色，结晶状，为银白色脆金属。
密度5.35克/厘米3。
熔点937.4℃。
沸点2830℃。
化合价+2和+4。
第一电离能7.899电子伏特。
是一种稀有金属，重要的半导体材料。
不溶于水、盐酸、稀苛性碱溶液。
溶于王水、浓硝酸或硫酸、熔融的碱、过氧化碱、硝酸盐或碳酸盐。
在空气中不被氧化。
其细粉可在氯或溴中燃烧。
二、性质具有半导体性质。
对固体物理和固体电子学的发展有重要作用。
锗的熔密度5.32克/厘米3，锗可能性划归稀散金属，锗化学性质稳定，常温下不与空气或水蒸汽作用，但在600~700℃时，很快生成二氧化锗。
与盐酸、稀硫酸不起作用。
浓硫酸在加热时，锗会缓慢溶解。
在硝酸、王水中，锗易溶解。
碱溶液与锗的作用很弱，但熔融的碱在空气中，能使锗迅速溶解。
锗与碳不起作用，所以在石墨坩埚中熔化，不会被碳所污染。
锗有着良好的半导体性质，如电子迁移率、空穴迁移率等等。
锗的发展仍具有很大的潜力。
现代工业生产的锗，主要来自铜、铅、锌冶炼的副产品。
三、来源存在于煤、铁矿和某些银矿、铜矿中，也成锗石产出。
可由二氧化锗用碳还原制得。
也可以煤所发生炉生产烟道中的灰尘中回收。
从精炼铜、锌、铅获得。
四、用途高纯度的锗是半导体材料。
从高纯度的氧化锗还原，再经熔炼可提取而得。
掺有微量特定杂质的锗单晶，可用于制各种晶体管、整流器及其他器件。
锗的化合物用于制造荧光板及各种高折光率的玻璃。
锗单晶可作晶体管，是第一代晶体管材料。
锗材用于辐射探测器及热电材料。
高纯锗单晶具有高的折射系数，对红外线透明，不透过可见光和紫外线，可作专透红外光的锗窗、棱镜或透镜。
锗和铌的化合物是超导材料。
二氧化锗是聚合反应的催化剂，含二氧化锗的玻璃有较高的折射率和色散性能，可作广角照相机和显微镜镜头，三氯化锗还是新型光纤材料添加剂。
锗，具有半导体性质。
对固体物理学和固体电子学的发展起过重要作用。
锗的熔密度5.32克/厘米3,为银灰色脆性金属。
锗可能性划归稀散金属，锗化学性质稳定，常温下不与空气或水蒸汽作用，但在600~700℃时，很快生成二氧化锗。
神秘元素锗的奇特属性与应用
神秘元素锗的奇特属性与应用锗（Ge）是位于周期表第14族的一种元素，原子序数为32，属于非金属元素，与碳和硅为同族元素。
锗在自然界中以硫铅矿和锗石的形式存在，但含锗矿石的分布相对较稀少。
锗的发现和应用领域一直充满神秘和兴趣。
本文将探讨锗的奇特属性以及它在各个领域的应用。
1. 锗的物理性质锗是一种银白色的晶体，在常温下呈现金属光泽，但其实是非金属元素。
它具有较高的熔点（约为938摄氏度）和较低的沸点（约为2830摄氏度）。
锗的密度为5.323克/立方厘米，具有良好的导电性和导热性。
2. 锗的化学性质锗是一种化学稳定的元素，不易与空气中的氧气和水反应。
但在高温和氧气的存在下，锗会被氧化，形成氧化锗（GeO2）。
锗可以与许多金属形成合金，提高金属的硬度和耐腐蚀性能。
锗还可以与氧、氮、硫等元素形成化合物，具有丰富的化学反应性。
3. 锗的奇特属性锗具有许多奇特的物理和化学属性。
首先，锗是一种半导体材料，具有电导率介于导体和绝缘体之间。
这使得锗在电子技术领域具有重要应用，例如在晶体管的制造中起着重要作用。
其次，锗具有较高的折射率和色散性，使其在光学领域有广泛的应用。
锗晶体可以用于制造红外透镜和光纤通信系统等光电器件。
此外，锗还具有较高的吸收γ射线的能力，因此在核工业中用于制造探测器，用于检测高能辐射。
4. 锗的应用领域锗作为一种稀有元素，在多个领域具有重要的应用价值。
首先，在电子工业中，锗是制造半导体晶片和太阳能电池的重要材料。
它的导电性和半导体性能使得它成为电子器件的理想材料之一。
其次，锗在光学和红外技术领域也有广泛的应用。
锗透镜和锗元件可以用于红外相机、红外成像系统和红外测温仪器等设备中。
此外，锗还可以应用于核工业领域。
由于其高吸收γ射线的特性，锗探测器广泛应用于核能检测和核辐射测量等领域。
5. 结语作为一种神秘而稀有的元素，锗具有许多奇特的属性和广泛的应用领域。
从电子技术到光学技术再到核工业，锗的发现和应用为科学技术的发展做出了重要贡献。
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锗的性质及其化合物
锗的物理性质
锗的物理性质锗是银白色晶体(粉末状呈暗蓝色)，熔点937.4℃，沸点2830℃，密度5.35g/cm³，莫氏硬度6.0～6.5，室温下，晶态锗性脆，可塑性很小。
锗具有半导体性质，在高纯锗中掺入三价元素(如铟、镓、硼)、得到P型锗半导体；掺入五价元素(如锑、砷、磷)，得到N型锗半导体。
化合价为+2和+4。
第一电离能7.899电子伏特。
锗有着良好的半导体性质，如高电子迁移率和高空穴迁移率等。
晶体结构：晶胞为面心立方晶胞，每个晶胞含有四个金属原子。
据X射线研究证明，锗晶体里的原子排列与金刚石差不多。
结构决定性能，所以锗与金刚石一样硬而且脆。
锗的化学性质
锗的化学性质锗化学性质稳定，不溶于水、盐酸、稀苛性碱溶液。
在常温下不与空气或水蒸气作用，但在600～700℃时，与氧气反应能很快生成二氧化锗。
在加热情况下，锗能在氧气、氯气和溴蒸气中燃烧。
锗与盐酸、稀硫酸不起作用，但浓硫酸在加热时，锗会缓慢溶解。
在硝酸、王水中，锗易溶解。
碱溶液与锗的作用很弱，但熔融的碱在空气中，能使锗迅速溶解。
锗易溶于熔融的氢氧化钠或氢氧化钾，生成锗酸钠或锗酸钾。
在过氧化氢、次氯酸钠等氧化剂存在下，锗能溶解在碱性溶液中，生成锗酸盐。
锗的氧化态为＋2和＋4。
锗与碳不起作用，所以在石墨坩埚中熔化，不会被碳所污染。
锗的化合物
锗的化合物锗与氧、卤素、酸、碱等物质反应都能生成化合物。
锗有两种氧化物：二氧化锗(GeO2)和一氧化锗(GeO)。
锗共有四种已知的四卤化物：四碘化锗(GeI4)为固体，四氟化锗(GeF4)为气体，其余两种为挥发性液体。
锗还能与氧族元素生成二元化合物，例如二硫化物、二硒化物(GeSe2)、一硫化物(GeS)、一硒化物(GeSe)及碲化物(GeTe)。
甲锗烷（GeH4）是一种结构与甲烷相近的化合物。
有机锗化合物(organogermanium compound)：四氯化锗与二乙基锌反应生成四乙基锗（Ge(C2H5)4）R4Ge型（其中R为烃基）的有机锗烷，如四甲基锗（Ge(CH3)4）及四乙基锗，是由锗前驱物四氯化锗及甲基亲核剂反应而成。
有机锗氢化物，如异丁基锗烷（(CH3)2CHCH2GeH3）的危险性比较低，因此半导体工业会用液体的氢化物来取代气体的甲锗烷。