文档介绍：锗(旧译作鈤[a] )是一种化学元素,它的化学符号是 Ge, 原子序数是 32 。它是一种灰白色类金属,有光泽,质硬,属于碳族,化学性质与同族的锡与硅相近。在自然中, 锗共有五种同位素, 原子质量数在 70至 76 之间。它能形成许多不同的有机金属化合物, 例如四乙基锗及异丁基锗烷。即使地球表面上的锗丰度是相对地高, 但由于很少矿石含有高浓度的锗,所以它在化学史上比较晚被发现。门捷列夫在 1869 年根据元素周期表的位置, 预测到锗的存在与其各项属性,并把它称作拟硅。克莱门斯· 温克勒于 1886 年在一种叫硫银锗矿的稀有矿物中,除了找到硫和银之外, 还发现了一种新元素。尽管这种新元素的外观跟***和锑有点像, 但是新元素化合物的结合比, 符合门捷列夫对硅下元素的预测。温克勒以他的国家——德国的拉丁语名来为这种元素命名。锗是一种重要的半导体材料, 用于制造晶体管及各种电子装置。主要的终端应用为光纤系统与红外线光学( infrared optics ),也用于聚合反应的催化剂, 电子用途与太阳能电力等。现在, 开采锗用的主要矿石是闪锌矿( 锌的主要矿石), 也可以在银、铅和铜矿中, 用商业方式提取锗。一些锗化合物,如四***化锗( GeCl 4 )和甲锗烷,能刺激眼睛、皮肤、肺部与喉咙。目录[ 隐藏] ?1 发现史?2 特性 o 化学 o 同位素 o 自然丰度?3 制备?4 应用 o 光学 o 电子 o 其他应用?5 膳食补充剂,药物开发,及健康危害?6 参见?7 注释?8 参考资料?9 外部链接发现史[ 编辑] 门捷列夫于 1869 年发表了一份名为《化学元素周期律》的研究报告, 当中预测了数种未知元素的存在, 其中一种填补了碳族中硅及锡之间的空缺[3] 。由于它在周期素的位置,门捷列夫把它命名为拟硅( Ekasilicon, Es ),并将其原子量定为 72。门捷列夫 1885 年夏季,在萨克森王国弗莱贝格( Freiberg ) 附近的一个矿场, 发现了一种新的矿物。由于这种矿物的含银量高, 所以被命名为硫银锗矿[b]。克莱门斯· 温克勒检验了这种矿物,并于 1886 年成功从中分离出一种与锑相似的元素[4]。在他发表成果之前, 他原本打算用海王星来为新元素命名,因为在 1846 年被发现的海王星,数学理论也预测它的存在[c] 。然而,镎( Neptunium )这个名字当时已被另一元素占用( 不过不是今天叫镎的那种元素, 它到 1940 年才被发现) [d], 因此温克勒改用他的祖国——德国的拉丁语( germanium )来为元素命名[4]。由于锗跟***和锑相近, 所以它当时是否该出现在周期表上仍备受争论, 不过它的性质与门捷列夫的拟硅很像, 因此才确立了它在周期表的确实位置[4] [5] 在发现后, 萨克森的矿场再给了温克勒五百千克的矿石,因此他能进行后续研究,并在 1887 年确立了这种新元素的化学性质[6] [7] [8]。他通过分析纯四***化锗, 得出锗的原子量为 , 而德布瓦博德兰则通过比较该元素的火花光谱线,得出 [9]。温克勒当时成功制备了几种新的锗化合物,包括***化物、***化物、硫化物、二氧化锗及四乙基锗,而四乙基锗则是第一种有机锗烷[7]。有了从这些化合物而来的物理数据——它们符合门捷列夫的预测——锗的发现成为了确认门捷列夫元素周期的重要证据。下表比较了预测与温克勒的数据[7]: 特性拟硅锗原子质量密度( g/cm 3) 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/cm 3) 氧化性弱碱弱碱***化物熔点 100 ℃以下 86℃(GeCl 4) ***化物密度( g/cm 3) 克莱门斯· 温克勒直至 1930 年代末期,科学家们一直以为锗只是一种导电性差的金属[10] 。因为它的半导体特性对电子元件来说是非常有价值的,所以到 1945 年锗成了一种有利可图的材料。在第二次世界大战期间的 194 1 年,锗二极管就开始取代电子装置中的真空管[11] [12]。它的第一项主要用途为制造萧特基二极管的接点, 该二极管在二战期间用于雷达接收[10]。第一种硅锗合金诞生于 1955 年[13]。在 1945 年以前, 锗的年产量只有几百千克, 但到了 1950 年代末, 世界年产量就已经达到 40 公吨[14]。锗晶体管在 1948 年的出现[15] ,开启了固态电子无数的应用之门[16]。从 1950 年至 1970 年代初, 这个领域为锗提供了增长中的市场, 但之后晶体管、二极管和整流器都开始转用高纯度硅[17]。硅的电子特性比锗优越,