鍺是一種化學元素,具有原子序數32和原子量72.61。它屬于周期系ⅣA族,是一種金屬元素。鍺在宇宙中的含量和太陽中的含量都是0.2ppm,而在海水中的含量則非常低,僅為0.00000035ppm。地殼中鍺的含量為1.8ppm。
鍺的氧化態主要有+2和+4兩種。它的晶體結構是面心立方晶胞,每個晶胞含有4個金屬原子。鍺的莫氏硬度為6,聲音在其中的傳播速率為5400m/s。
鍺的顏色是銀白色,密度是5.35克/厘米^3,熔點是937.4℃,沸點是2830℃。鍺的原子半徑是122皮米,Ge4+的半徑是53皮米。
鍺是由德國C.溫克勒在1886年發現的,他在分析硫銀鍺礦時分離出了這個元素,為紀念他的祖國Germany,將這個元素命名為germanium。
鍺具有半導體性質,可以用于制造各種晶體管、整流器及其他器件。鍺還可以用于制造熒光板及各種高折光率的玻璃。在電子工業中,鍺雖然大部分被硅代替,但由于其在高速開關電路方面的優勢,鍺仍然占有重要地位。鍺元素對人體及化學特性的影響
鍺元素是人體內一種重要的微量元素,盡管至今尚未明確其在人體內的確切功能,但其在某些方面對人有積極影響。比如有助于恢復疲勞、預防貧血,促進新陳代謝等。雖然許多地方將其作為醫療輔助用具使用,但目前尚無臨床證明其效果確切。需要警惕的是,臨床研究表明其可能對腎臟產生影響,甚至在某些情況下導致死亡。盡管在日本它被廣泛應用于珠寶首飾行業作為健康用具,但其價格昂貴且安全性有待進一步驗證。
關于鍺在機體中的分布與代謝,存在于各種天然食物中,人體正常飲食可以攝入足夠身體使用的鍺元素,因此通常情況下并不需要特別補充鍺元素。目前發現的鍺有益的生物效應與其存在形式關系密切,只有部分有機鍺化合物表現出明確的生理活性。
鍺的生理活性主要表現在其抗腫瘤與消炎活性上,其他有機鍺化合物大多具有抗腫瘤、消炎、免疫復活和殺菌等生物效應。但由于毒性較大,只能作為醫藥品使用。在防治腫瘤和輔助放化療等方面,有機鍺化合物如有機鍺132和螺鍺等因無明顯毒性而顯示出潛力,已經進入臨床試用階段。
從化學角度看,鍺是一種銀白色類金屬,位于元素周期表第四周期Ⅳ族。其在化學元素周期表中的位置決定了其一些獨特的化學特性。鍺材可用于輻射探測器及熱電材料,其化合物也有多種應用,如超導材料、催化劑等。
制取高純鍺單晶的方法包括用濃鹽酸氯化富集物制取四氯化鍺,再經精餾、洗滌等步驟得到高純四氯化鍺,再經水解得到高純二氧化鍺。通過烘干煅燒及在特定條件下用氫氣還原得到金屬鍺。
鍺元素雖然對人體有一定影響,但在使用時應保持警惕并注意其安全性。其在化學工業中有廣泛的應用,與我們生活息息相關。