锗为什么是稀有元素?
锗具有亲石、亲硫、亲铁、亲有机的化学性质,很难独立成矿,一般以分散状态分布于其他元素组成的矿物中,成为多金属矿床的伴生成分,比如含硫化物的铅(Pb)、锌(Zn)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)矿床以及某些特定的煤矿。
全球锗的资源比较贫乏,全球已探明的锗保有储量仅为8600金属吨,按照目前200吨/年的速度开采,则43年后全球存量锗就会耗尽。
锗资源在全球分布非常集中,主要分布在中国、美国和俄罗斯,其中锗资源分布最多的国家是美国,保有储量3870吨,占全球含量的45%,其次是中国占全球41%。
锗铟铌钛镁都是金属嘛?
锗、铟、铌、钛、镁都是金属单质,它们是纯净物。
纯净物是由一种成分组成的物质,包括单质(金属、非金属、稀有气体)和化合物(无机化合物、有机化合物)。由于锗、铟、铌、钛、镁都是金属单质,所以它们单独存在时都是纯净物。如果把这五种金属熔合在一起形成合金,则就是混合物了。
锗是什么金属?
半导体工业的原料——锗
锗在周期表上的位置,正好夹在金属与非金属之间。锗虽属于金属,但却具有许多类似于非金属的性质,在化学上称为“半金属”。就其导电的本领而言,优于一般非金属,劣于一般金属,在物理学上称为“半导体”。
锗是浅灰色的金属。据X射线的研究证明,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。
锗从哪里提炼出来的?
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。半导体工业用的高纯锗(杂质少于1/1010)可以用区域熔炼技术获得。
4HCl+GeO2→GeCl4+2H2O
GeCl4+(n+2)H2O→GeO2·nH2O+4HCl
GeO2+2H2→Ge+2H2O
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“半金属”,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。有机锗化合物,烷基可以替换个多个Ge原子,和锡、汞、砷等类似,但毒性小的多。锗元素及其二氧化物毒性不强,四卤化锗是刺激性的,氢化锗毒性最强。锗不溶于稀酸及碱,但溶于浓硫酸。
锗是金属单质吗?
锗(Germanium)是一种化学元素,元素符号Ge,原子序数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,锗共有五种稳定核素:70Ge,72Ge,73Ge,74Ge,76Ge,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
锗的辨别方法?
判断锗石真假,首先观察锗石光泽和色彩。锗石呈金刚光泽无擦痕,从冠部观察只有蓝色和橙色。观察锗石特性的表象。成品台向下倒置于文字或倾斜于视线,自亭部看不清文字和漏出的光线。液滴试验。可用油笔在锗石表面写字,真锗石在锗石上留下清晰的线。
碳硅锗锡铅化学式?
化学式:碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)
碳硅锗锡铅叫ⅣA族元素。IVA族元素是元素周期表的主族元素,又称为碳族元素,位于硼族元素和氮族元素之间,包括碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)、114号元素(Uuq)。这一族元素的原子最外层都有4个电子,最高正价都是+4价。
碳族元素表现出一定的周期性,从上到下,元素的金属性增强,非金属性减弱,+4价化合物稳定性降低,+2价化合物稳定性提高,铅(Ⅱ)化合物稳定性高于铅(Ⅳ)。
锗元素和硅元素的本质区别在于?
锗元素化学具有性质不稳定等特点,这限制了锗元素在CPU领域的发展!
虽然锗具有许多理论上的特性,如电子传输速度是硅的两倍,但电洞的迁移率高于恒星材料,这被认为是最可能替代硅的材料,即硅。Mismatch)相对较小,可以整合到现有的硅技术中,所以,像五家三口一样,将被视为未来半导体材料的明星。
现在整个行业都在努力寻找新一代的半导体材料,可以替代主要的硅材料,但这并不容易,你要考虑与现有技术的兼容性,其次,你要在技术上能够以可控的成本生产,最后,材料本身不能太硬。因为德国的稀有性,工程师们又开始研究硅。于是,锗被晶体管放弃了。此后,锗在 “集成电路 “的发展中也发挥了重要的作用,但德国 “自己 “没有想到,人们会因为短缺而再次 “抛弃 “锗而选择硅。显然,专门的 “稀缺法 “并不适用于化学。
虽然从性能上看,”锗 “比 “硅 “多,但 “锗 “的缺口太大,这也是业界不把 “锗 “作为主晶材料的原因。不过,所幸的是,现在有不少研究机构正在研究开发 “硅 “上的 “德国”,将两者的优点结合起来。笔者也希望我们未来的电脑能更快! 这样更好! 来吧。
锗的用途及储量?
1、锗矿名称:锗矿
2、金属锗的性质:锗是一种化学元素,化学符号Ge,原子序数32,原子量72.64,属于IVA族元素。熔点937.4℃,沸点2830℃,密度5.35g/cm3,硬度6~6.5。锗是一种灰白色类金属,有光泽,质硬,属于碳族,有明显的非金属性质。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,常温下不与空气或水蒸汽作用,但在600~700℃时,能很快生成二氧化锗,在自然界中,锗共有五种同位素:70,72,73,74,76。
3、锗矿类型:锗在自然界分布很散很广。铜矿、铁矿、硫化矿以至岩石,泥土和泉水中都含有微量的锗。锗在地壳中的含量为一百万分之七,比之于氧、硅等常见元素当然是少,但是,却比砷、铀、汞、碘、银、金等元素都多。然而,锗却非常分散,几乎没有比较集中的锗矿,因此,被人们称为“稀散金属”。已发现的锗矿有硫银锗矿(含锗5~7%)、锗石(含锗10%),硫铜铁锗矿(含锗7%)。
3.1 硫银锗矿
硫银锗矿是一种不常见的含有银和锗的硫化矿物,化学式Ag8GeS6,颜色为铁黑色,略带紫色的色调和金属光泽,这种矿物非常罕见,含锗5%~7%。
硫银锗矿
硫银锗矿
4、锗的赋存状态:锗元素是一种典型的稀有分散元素,在地壳中含量约百万分之七。锗具有亲石、亲硫、亲铁、亲有机的化学性质,很难独立成矿,一般以分散状态分布于其他元素组成的矿物中,成为多金属矿床的伴生成分,比如含硫化物的铅(Pb)、锌(Zn)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)矿床以及某些特定的煤矿。
5、锗的用途:锗是重要的半导体材料,在半导体、航空航天测控、核物理探测、光纤通讯、红外光学、太阳能电池、化学催化剂、生物医学等领域都有广泛而重要的应用。根据美国地质调查局数据显示(2015)全球锗终端用户所占比例如下:纤维光纤30%;红外光纤20%;聚合催化剂20%;电子和太阳能器件15%和其他(荧光粉、冶金、和化疗)15%。锗储量与分布:全球锗的资源比较贫乏,全球已探明的锗保有储量仅为8600金属吨,锗资源在全球分布非常集中,主要分布在中国、美国和俄罗斯,其中锗资源分布最多的国家是美国,保有储量3870吨,占全球含量的45%,其次是中国占全球41%。
中国已探明锗矿产地约35处,保有储量约3500金属吨,远景储量约9600金属吨。云南省锗资源占全国储量的33.77%,另外内蒙的锗资源也非常丰富,但是品位较低,可开采性较差,其次广东省也有少量分布。
7、锗主要产地:云南。
锗化学性质方程式?
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。