鍺(英語:Germanium;舊譯鈤[a]),是一種化學元素,化學符號為Ge,原子序數為32,原子量為7001726300000000000♠72.630 u。鍺是一種灰白色類金屬,有光澤,質地硬,屬於碳族元素,化學性質與同族的錫與硅相近。在自然中,鍺共有5種同位素,原子質量數在70至76之間。鍺能形成許多不同的有機金屬化合物,例如四乙基鍺及異丁基鍺烷等。
Quick Facts 外觀, 概況 ...
鍺 32Ge
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外觀 |
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灰白色
一塊12克(2×3 cm)的鍺多晶體, 上面的切面並不均勻 |
概況 |
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名稱·符號·序數 | 鍺(Germanium)·Ge·32 |
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元素類別 | 類金屬 |
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族·週期·區 | 14·4·p |
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標準原子質量 | 72.630(8)[1] |
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電子排布 | [Ar] 3d10 4s2 4p2 2, 8, 18, 4
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物理性質 |
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物態 | 固態 |
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密度 | (接近室溫) 5.323 g·cm−3 |
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熔點時液體密度 | 5.60 g·cm−3 |
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熔點 | 1211.40 K,938.25 °C,1720.85 °F |
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沸點 | 3106 K,2833 °C,5131 °F |
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熔化熱 | 36.94 kJ·mol−1 |
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汽化熱 | 334 kJ·mol−1 |
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比熱容 | 23.222 J·mol−1·K−1 |
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蒸氣壓
壓/Pa
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1
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10
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100
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1 k
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10 k
|
100 k
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溫/K
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1644
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1814
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2023
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2287
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2633
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3104
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原子性質 |
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氧化態 | 4, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3, -4 (兩性氧化物) |
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電負性 | 2.01(鮑林標度) |
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電離能 | 第一:762 kJ·mol−1
第二:1537.5 kJ·mol−1
第三:3302.1 kJ·mol−1 |
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原子半徑 | 122 pm |
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原子半徑(計算值) | 122 pm |
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范德華半徑 | 211 pm |
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鍺的原子譜線 |
雜項 |
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晶體結構 | 鑽石 |
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磁序 | 抗磁[2] |
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電阻率 | (20 °C)1 Ω·m |
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熱導率 | 60.2 W·m−1·K−1 |
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熱膨脹係數 | 6.0 µm/(m·K) |
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聲速(細棒) | (20 °C)5400 m·s−1 |
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楊氏模量 | 103[3] GPa |
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剪切模量 | 41[3] GPa |
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體積模量 | 75[3] GPa |
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泊松比 | 0.26[3] |
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莫氏硬度 | 6.0 |
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CAS號 | 7440-56-4 |
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同位素 |
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主條目:鍺的同位素
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Close
即使地球表面上鍺的豐度地殼蘊含量相對較高,但由於礦石中很少含有高濃度的鍺,所以它在化學史上發現得比較晚。德米特里·伊萬諾維奇·門捷列夫在1869年根據元素周期表的位置,預測到鍺的存在與其各項屬性,並把它稱作eka-矽。克萊門斯·溫克勒於1886年在一種叫硫銀鍺礦的稀有礦物中,除了找到硫和銀之外,還發現了一種新元素。儘管這種新元素的外觀跟砷和銻有點像,但是新元素在化合物中的化合比符合硅下元素的預測。溫克勒以他的國家——德國的拉丁語名來為這種元素命名。
鍺是一種重要的半導體材料,用於製造晶體管及各種電子裝置。主要的終端應用為光纖系統與紅外線光學,也用於聚合反應的催化劑,製造電子器件與太陽能電力等。現在,開採鍺用的主要礦石是閃鋅礦(鋅的主要礦石),也可以在銀、鉛和銅中,用商業方式提取鍺。一些鍺化合物,如四氯化鍺(GeCl4)和甲鍺烷(GeH4),會刺激眼睛、皮膚、肺部與喉嚨。