Germanium

I 1871 forutså Dmitrij Mendelejev eksistensen av flere uoppdagede grunnstoff, deriblant et silisium-beslektet stoff han kalte eka-silisium. Han var også i stand til å forutsi stoffets egenskaper ganske presist. Germanium ble oppdaget i 1886 av den tyske kjemikeren Clemens Winkler ved bergverksakademiet i den saksiske byen Freiberg i Tyskland, da han undersøkte mineralet argyroditt (Ag₈GeS₆). Det viste seg senere at det nye grunnstoffet var identisk med Mendelejevs eka-silisium. Dette var en viktig indikasjon på at teorien om grunnstoffenes perioditet var korrekt.

Germanium ble brukt i verdens første transistor i 1947.

Navnet kommer fra Germania som er det latinske navnet på Tyskland.

 

Germanium i ren form er et hardt, sprøtt og sølvhvitt glinsende halvmetall og halvleder. Det har fysiske egenskaper som ligner på de til silisium. Det oksiderer ikke i romtemperert luft, men oksiderer hvis det glødes i oksygenatmosfære. Germanium angripes ikke av hverken saltsyre, kalilut eller fortynnet svovelsyre. Det løses opp av basiske hydrogenperoksidløsninger, varm svovelsyre og konsentrert salpetersyre.

Germanium er et av de få stoffene (sammen med gallium, vismut, antimon og vann) som har høyere egenvekt i væskeform enn i fast form.

Giftigheten er lav, og på 70-tallet ble germaniumholdig kosttilskudd populært i Japan, og senere i andre land. Undersøkelser utført av det amerikanske Food and Drug Administration (FDA) på slutten av 90-tallet, konkluderer med at næringsmidler tilsatt germanium utgjør en potensiell helserisiko^[1]

Naturlig forekommende germanium består av 5 isotoper. 4 av disse er stabile: ⁷⁰Ge (20,84%), ⁷²Ge (27,54%), ⁷³Ge (7,73%) og ⁷⁴Ge (36,28%), og én er ustabil (og dermed radioaktiv): ⁷⁶Ge (7,61%) med halveringstid 1,582 × 10²¹ år ^[2] (den ekstremt lange halveringstiden gjør at den i praksis blir betraktet som stabil). I tillegg er 27 kunstig fremstilt ustabile isotoper kjent, hvorav de mest stabile er ⁶⁸Ge med halveringstid 270,8 døgn, ⁷¹Ge med halveringstid 11,43 døgn, og ⁶⁹Ge med halveringstid 39,05 timer. Alle de resterende isotopene har halveringstider kortere enn 1 døgn, og de fleste kortere enn 1 time.^[3]

CAS-nummer: 7440-56-4

 

Germanium finnes i argyroditt, kull, germanitt, sinkmalm og andre mineraler. Det finnes i jordskorpen i ca. 6,7 ppm, men i relativt lave konsentrasjoner. Kommersielt utvunnet germanium er et biprodukt av sinkfremstilling eller som avfallsprodukt fra kullforbrenning.

De største germaniumprodusentene er Kina, Canada, Belgia og Tyskland. I 2007 ble det fremstilt omkring 100 tonn rent germanium. Omtrent 30% av produsert germanium kommer fra gjenvinning.^[4]

Germanium var mye brukt som halvledermateriale i transistorens barndom, men i dag har silisium overtatt mesteparten av dette bruksområde. Glass tilsatt germaniumoksid har høy lysbrytningsindeks, og benyttes derfor i vidvinkel-linser. Germanium brukes også i optiske linser i infrarøde kameraer og sensorer. Germanium nedkjølt av flytende nitrogen (77 °K) brukes i gammastråle-detektorer.^[5]