Il germanio è un metalloide che rientra nella famiglia del carbonio. Mostra proprietà sia dei metalli che dei non metalli. Parliamo di fatti più rilevanti sul germanio.
Il germanio è un elemento chimico duro e brillante che viene utilizzato come semiconduttore in forma elementare pura. Viene utilizzato nei transistor, nei LED e in vari altri dispositivi elettronici. È fuso con il silicio per formare leghe. Forma pochi oxocomplessi a causa della sua reattività con l'ossigeno e viene utilizzato per usi inorganici.
I composti dell'ossigeno del germanio sono utilizzati nell'HPLC a causa della sua somiglianza con la silice. Studiamo più fatti come numero atomico, peso, densità del germanio.
Simbolo del germanio
simbolo atomico è la notazione chimica di un elemento che utilizza non più di due lettere e la prima lettera è sempre maiuscola. Controlliamo il germanio.
Il simbolo atomico del germanio è Ge. Viene chiamato germanio in onore del luogo natale del suo ritrovamento, la Germania e in latino si chiama Germania e da esso riprende il simbolo Ge. Il simbolo atomico viene anche chiamato simbolo chimico.
Gruppo germanio nella tavola periodica
Le file orizzontali disposte in ordine di proprietà chimiche simili e stessa configurazione più esterna sono chiamate gruppo di una tavola periodica. Discutiamo di seguito.
Il germanio è un elemento del gruppo 14 della tavola periodica. Il gruppo 14 significa che Ge ha quattro elettroni di valenza nel suo guscio più esterno simili a C, Si, Sn e Pb della famiglia del carbonio.
Periodo di germanio nella tavola periodica
Gli elementi disposti verticalmente secondo la dimensione e gli elettroni nelle sue orbite di una famiglia in una tavola periodica sono chiamati periodi. Controlliamo di seguito.
Il germanio è 4th elemento periodo della tavola periodica. Gli elementi sono disposti in base alla loro dimensione e al numero di elettroni in una tavola periodica. Poiché Ge ha più elettroni di C e Si, è posizionato più in basso.
Blocco di germanio nella tavola periodica
Il blocco di un elemento dipende da quale guscio entra l'ultimo elettrone. Discutiamo più fatti in dettaglio.
Il germanio appartiene al blocco p della tavola periodica. I gusci più esterni sono 4s e 4p ma dal punto di vista energetico secondo il principio Aufbau 4s ha un'energia inferiore a 4p quindi l'ultimo elettrone entra nel guscio 4p ed è chiamato elemento del blocco p.
Numero atomico di germanio
Il numero atomico rappresenta il numero totale di cariche positive presenti nel nucleo di un atomo che è uguale alle cariche negative totali. Controlliamo di seguito.
I numero atomico dell'elemento germanio è 32. 32 rappresenta il numero totale di elettroni presenti in tutti i sottolivelli di Ge. Gli elettroni sono riempiti nell'ordine 2, 8, 18 e 4 nei gusci di Ge.
Peso atomico del germanio
Il peso atomico o numero di massa è la massa relativa dell'elemento di tutti gli isotopi presenti e contabilizzati insieme. Vediamo il peso atomico di Ge.
Il peso atomico del germanio è 72.64 µ. µ è chiamata unità di massa atomica. Scendendo nel gruppo, il peso atomico di un elemento aumenta a causa dell'aumento del numero di neutroni ed elettroni.
Elettronegatività al germanio secondo Pauling
L'elettronegatività è la proprietà intrinseca di una molecola o di un atomo di attrarre verso di sé la densità elettronica del gruppo vicino. Controlliamo Ge qui sotto.
I elettronegatività di germanio è 2.01 secondo la scala di Pauling. Ha un'elettronegatività minore di C ma maggiore di Si. Questa tendenza non è evidente in quanto diminuisce nel periodo. Ciò accade poiché gli elettroni d più interni di Ge non schermano molto gli elettroni di valenza più esterni.
In quanto tale, la carica nucleare effettiva di Ge aumenta e attira la densità elettronica verso se stessa rendendola più elettronegativa del Si che non ha l'effetto di schermatura.
Densità atomica del germanio
La densità atomica è definita come quanti atomi di un elemento sono impacchettati insieme in un'unità di volume. Verifichiamo la densità del germanio.
La densità atomica del germanio è 5.5 g/cm3. La densità dà un'idea di quanto strettamente gli atomi in un reticolo cristallino siano impacchettati insieme. Poiché la sua densità è sufficientemente maggiore, è considerato anche un metallo pesante. La densità più mostra che gli elettroni nella sua orbita sono ben impacchettati.
Punto di fusione del germanio
Il punto di fusione è la temperatura in cui gli atomi allo stato solido raggiungono un'energia sufficiente per rompersi ed entrare nella fase liquida. Vediamo di seguito il punto di fusione di Ge.
Il punto di fusione del Ge è 938.2 0C. Richiede una temperatura più elevata per entrare nella fase liquida poiché è un metallo pesante con molti elettroni. Al punto di fusione, il Ge esiste in equilibrio tra lo stato solido e la fase liquida.
Punto di ebollizione del germanio
Il punto di ebollizione di una sostanza è la temperatura alla quale gli atomi allo stato liquido acquisiscono energia sufficiente per trasformarsi in fase gassosa. Scopriamo di più qui sotto.
Il punto di ebollizione del germanio è 28330C. Ge ha un punto di ebollizione elevato anche più del silicio a causa della presenza di elettroni d spaiati in eccesso che mostrano carattere metallico. I legami metallici sono più forti dei legami covalenti osservati nel Si. Quindi è necessaria una maggiore quantità di calore.
Germanio Raggio di Van der Waals
Il raggio di Van der Waals è il raggio tra i centri dei due nuclei uniti tra loro da forze elettrostatiche. Impariamo di seguito.
Il raggio di Van der Waals del germanio è 211 pm tra i due centri degli atomi di Ge. L'avvicinamento più vicino che ciascun atomo di Ge può fare a un altro atomo di Ge vicino è 211 pm dove pm è 10* all'12 ottobre m.
Raggio ionico/covalente di germanio
Il raggio covalente o raggio ionico è la distanza dal nucleo all'ultimo elettrone del guscio di valenza unito tramite legami covalenti o ionici. Discuteremo nei dettagli.
Il raggio covalente di Ge è 120 pm quando si lega in modo covalente agli atomi vicini. Il raggio covalente è il raggio atomico di un elemento quando forma legami covalenti. È maggiore in grandezza di Si o C a causa del suo subshell extra che possiede.
Guscio elettronico in germanio
L'elettronica è una rappresentazione degli orbitali atomici e i suoi elettroni sono disposti secondo l'ordine energetico. Controlliamo di più qui sotto.
Il guscio elettronico del germanio è {2, 8, 18, 4}. 2 rappresenta i due elettroni che entrano nell'orbitale 1s. 8 rappresenta gli otto elettroni che entrano negli orbitali 2s e 2p. 18 indica i 18 elettroni che entrano negli orbitali 3s, 3p e 3d e gli ultimi 4 elettroni entrano nei gusci 4s e 4p.
Non ci sono gusci f con numero quantico principale 3, quindi i restanti 4 elettroni entrano in una nuova orbita con numero quantico principale 4.
Configurazioni di elettroni al germanio
La configurazione elettronica di un elemento dimostra come gli elettroni sono distribuiti sui diversi orbitali atomici in base a Cane e principio dell'Aufbau. Vediamo di seguito.
La configurazione elettronica del germanio è [Ar]3d104s24p2. Ar appartiene alla famiglia dei gas nobili con numero atomico 18. Il guscio di valenza di Ge è 4s e 4p.
Stati di ossidazione del germanio
Lo stato di ossidazione è la carica assunta da un atomo quando perde o acquista elettroni dalla sua orbita per formare reazioni chimiche. Vediamo i diversi stati di ossidazione del Ge.
Gli stati di ossidazione mostrati dal germanio sono +2 e +4. Ge ha 4 elettroni di valenza di cui 2 entrano nei gusci 4s e 2 nei gusci 4p. Quindi, perdendo i primi due elettroni, acquisisce lo stato di ossidazione +2 e la configurazione del guscio completamente pieno. Perdendo altri 2 elettroni forma gusci inerti.
Energia del germanio di prima ionizzazione
La prima energia di ionizzazione è l'energia necessaria per ionizzare un elemento gassoso per renderlo uno ione mono positivo. Verifichiamo di seguito l'energia richiesta per Ge.
L'energia di prima ionizzazione del germanio è 762 kJ/mol. Il primo elettrone viene rimosso dall'orbitale 4p. Richiede una quantità minore di energia poiché il guscio P è riempito per meno della metà. Quindi, ha la tendenza ad acquisire una configurazione a guscio semipieno o inerte perdendo elettroni.
Energia di germanio di seconda ionizzazione
La seconda energia di ionizzazione è la quantità di energia richiesta per rimuovere un altro elettrone da uno ione gassoso monopositivo. Discutiamo nei dettagli.
La seconda energia di ionizzazione del germanio è 1537 kJ/mol. Questa energia è superiore alla prima energia di ionizzazione poiché richiede una maggiore quantità di forza per rimuovere il secondo elettrone dal guscio 4p di uno ione monopositivo che ha una maggiore attrazione dal nucleo.
Energia del germanio di terza ionizzazione
La terza energia di ionizzazione è l'energia utilizzata per rimuovere il terzo elettrone da uno ione di/bipositivo. Studiamo nei dettagli di seguito.
La terza energia di ionizzazione del germanio è 3302 kJ/mol. Questa energia supera la prima e la seconda energia delle ionizzazioni poiché il terzo elettrone deve essere rimosso da un orbitale 4s completamente riempito. Lo ione gassoso Ge possiede già una nube di carica negativa dovuta alla rimozione di due elettroni.
Quindi, è necessaria una maggiore quantità di forza per separare un altro elettrone da un dominio carico positivamente oltre alla stabilità extra dovuta al guscio pieno.
Numero CAS di germanio
Il numero CAS è una specifica designata di sostanze chimiche con numeri univoci che semplificano le ricerche nei database. Verifichiamo il numero CAS di Ge.
Il numero CAS del germanio è 7440-56-4. Utilizzando solo questo numero nel motore di ricerca, possiamo trarre conclusioni sull'elemento e sulle sue numerose proprietà chimiche e fisiche.
Isotopi di germanio
Le molte forme dello stesso elemento che differiscono solo per la presenza di neutroni nei loro nuclei sono chiamate isotopi. Controlliamo i dettagli di seguito per Ge.
Il numero totale di isotopi osservati per il germanio è 5. Lo sono 68Ge, 70Ge, 71Ge,72Ge, 73Ge, 74Ge e 76gen.
Parliamo dell'abbondanza naturale e della presenza del numero totale di neutroni in ciascuno dei cinque isotopi di Ge.
| Isotopi del germanio | Abbondanza | Numero di neutroni presenti |
|---|---|---|
| 67Ge | non noto, solo previsto | 35 |
| 68Ge | di natura radioattiva e sintetica, generalmente non presenti | 36 |
| 70Ge | 20.5%, | 38 |
| 71Ge | di natura radioattiva e sintetica, generalmente non presenti | 39 |
| 72Ge | 27.5% | 40 |
| 73Ge | 7.7% | 41 |
| 74Ge | 36.5% | 42 |
| 76Ge | 7.7% | 44 |
Forme allotropiche del germanio
Gli allotropi sono le varie forme adottate da un elemento chimico che differiscono solo per le loro proprietà fisiche come il diamante e la grafite della famiglia del carbonio. Controlliamo di seguito.
Il germanio ne ha 7 diversi allotropico forme. Le forme allotropiche differiscono nella loro struttura reticolare cristallina. Di seguito sono mostrati alcuni allotropi di Ge.
- α-Ge con reticolo di tipo diamante.
- β-Ge con reticolo β-Sn.
- γ-Ge con reticolo ST12
- δ–Ge con reticolo BC8.
- ε-Ge con reticolo Clatrato.
- allo-Ge
- 4H-Ge
Classificazione chimica del germanio
La classificazione chimica è un corso per eseguire le proprietà chimiche di un elemento in base alla sua reattività. Scopriamo di più nei dettagli di seguito.
Il germanio è chimicamente classificato come un metalloide duro e brillante con un effetto pericoloso molto basso per l'ambiente. Alcuni composti di Ge sono utilizzati per varie applicazioni biologiche. Tuttavia, il Ge con alogeni e idruri è in qualche modo incline alla vita.
Stato di germanio a temperatura ambiente
Lo stato di una sostanza è una forma chimica di un elemento adottato da essa a seconda di come gli atomi del reticolo sono impacchettati insieme. Studiamo lo stato di Ge sotto.
Il germanio è un solido a temperatura ambiente. È un metalloide e un elemento più pesante a causa delle sue grandi dimensioni, d elettroni nel suo guscio più esterno e numero di massa. Gli atomi di Ge sono imballati strettamente per mostrare la natura solida.
Il germanio è paramagnetico?
Il paramagnetico è una proprietà mostrata dalle frazioni che possono attrarre un debole campo magnetico esterno senza opporvisi. Vediamo se Ge è paramagnetico o meno.
Il germanio non è un elemento paramagnetico. Si scopre che è un elemento diamagnetico. Più comunemente è usato come semiconduttore diamagnetico. I materiali diamagnetici si oppongono al campo magnetico esterno ad esso applicato. Tutti i dipoli magnetici sono disposti in modo da annullarsi a vicenda lasciando a magnetismo zero.
Conclusione
Il germanio è un metalloide con elettronegatività superiore al Si ed è ampiamente utilizzato in molte applicazioni inorganiche e industriali come semiconduttori, LED ecc.
Ciao…. Sono Nandita Biswas. Ho conseguito la laurea magistrale in Chimica con specializzazione in chimica organica e fisica. Inoltre, ho svolto due progetti di chimica: uno riguardante la stima colorimetrica e la determinazione degli ioni nelle soluzioni. Altri nel Solvatochromism studiano i fluorofori e i loro usi nel campo della chimica insieme alle loro proprietà di impilamento sull'emissione. Sto lavorando come tirocinante associato di ricerca nel dipartimento di medicina.
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