Germanij ima stabilne kemijske lastnosti. Pri sobni temperaturi ne reagira z zrakom ali vodno paro, vendar hitro ustvari germanijev dioksid pri 600-700 stopinjah. Ne reagira s klorovodikovo kislino ali razredčeno žveplovo kislino. Pri segrevanju koncentrirane žveplove kisline se germanij počasi raztopi. V dušikovi kislini in vodki je germanij zlahka topen. Reakcija alkalne raztopine z germanijem je zelo šibka, vendar lahko staljena alkalija v zraku povzroči hitro raztapljanje germanija. Germanij ne reagira z ogljikom, zato ga taljenje v grafitnem lončku ne bo onesnažilo z ogljikom.
Germanij se v periodnem sistemu nahaja točno med kovinami in nekovinami, zato ima številne lastnosti podobne nekovinam, ki jih v kemiji imenujemo "submetal", njegova elektronska konfiguracija pa je [Ar]3d104s24p2. Toda njegove kemijske lastnosti so podobne lastnostim elementov v sosednji skupini, zlasti arzenu in antimonu. Kemično ali toksikološko pomembnih germanijevih spojin je malo. Germanijev dioksid, bel prah, rahlo topen v vodi, tvori germansko kislino, ki je podobna kremenčevi kislini. Germanijev tetraklorid je nestabilna tekočina, germanijev tetrafluorid pa je plin, ki se zlahka hidrolizira v vodi. Germanijev hidrid (german) je razmeroma stabilen plin. Je organska spojina germanija in alkilna skupina lahko nadomesti več atomov Ge. Podoben je kositru, živemu srebru, arzenu itd., vendar veliko manj strupen. Germanijev element in njegov dioksid nista zelo strupena, draži pa tetrahalid, najbolj strupen pa je germanijev hidrid. Germanij je netopen v razredčeni kislini in alkalijah, vendar je topen v koncentrirani žveplovi kislini.
Germanij je stabilen pri sobni temperaturi, vendar bo tvoril tudi enoslojni film GeO, ki bo sčasoma postopoma postal enoslojni film GeO2. Ko se vodna para adsorbira na površini germanija, se pasivne lastnosti oksidnega filma uničijo in nastane gost oksid.
Germanij oksidira pri višjih temperaturah, kar spremlja breztežnost, ker nastaja GeO, ker je zelo hlapen. Raziskovalci so proučevali proces površinske oksidacije germanija. Najprej smo germanij reducirali s CO pri 600 stopinjah, da smo odstranili vezani ali adsorbirani kisik na površini germanija. Nato je bil germanij oksidiran pri 25 ~ 400 stopinjah in 10 kPa tlaku kisika in prva oksidna plast je nastala v samo 1 minuti. Ko temperatura preseže 250 stopinj, se hitro oblikuje druga oksidna plast. Ko se temperatura še dvigne, se stopnja oksidacije znatno upočasni. Po oksidaciji pri 400 stopinjah 3 ure nastane film GeO2 debeline 1,75 nm.
Obnašanje germanija pri koroziji in raztapljanju v različnih topilih je različno. Potencial raztapljanja germanija n-tipa je nekoliko bolj pozitiven kot pri p-tipu, zato se prvi hitreje raztopi v isti raztopini. Germanij je zlahka topen v vroči kislini, vroči alkaliji in H2O2 z dodanimi oksidanti. Težko se raztopi v razredčeni žveplovi kislini, klorovodikovi kislini in hladni raztopini alkalij. Germanij je netopen v vodi pri 100 stopinjah, vendar je v vodi, nasičeni s kisikom pri sobni temperaturi, stopnja raztapljanja blizu 1ug/(cm·h).
Kemijske lastnosti germanija
Oct 12, 2024
Pustite sporočilo
