第九讲 锗分族

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锗元素的性质及应用

锗元素的性质及应用

锗元素的性质及应用锗是一种灰白色的金属元素,化学符号为Ge,原子序数为32,在周期表中属于碳族元素。

锗的性质及应用主要表现在以下几个方面:1. 物理性质:锗具有比较高的熔点(937.4)和沸点(2830),相对密度为5.32g/cm³。

它是一种半导体材料,具有优良的电导率,在室温下电导率约为电解质的10⁻⁴倍。

2. 化学性质:锗具有较强的化学惰性,不溶于大部分常见的酸和碱溶液。

然而,在浓硝酸和浓氢氟酸中,锗会被氧化为Ge(IV)的离子形式。

此外,锗能与氧气发生反应生成氧化锗(GeO₂)。

3. 热稳定性:锗的热稳定性较好,它可以在高温下长时间保持物理和化学属性的稳定性。

这使得锗常常被用于一些高温工艺中,如制造高温热电偶和热敏元件。

4. 半导体性质:由于锗是一种半导体材料,它可以在一定条件下改变其导电性能。

这种特性使锗广泛应用于电子学领域,包括传感器、集成电路和光电器件等。

5. 光学性质:锗具有优良的光学特性,它对紫外线和红外线的透过率较高,并且具有较大的折射率。

这使得锗被广泛应用于光学设备和仪器中,如光学透镜、光纤和红外传感器等。

锗的应用领域如下:1. 半导体器件:由于锗是一种半导体材料,它被广泛用于制造半导体器件,如二极管和晶体管等。

锗材料可以用于高速电子元件和集成电路,具有较高的工作温度和电导率。

2. 光电领域:由于锗材料具有优良的光学特性,它可用于红外传感器和红外探测器等光电器件。

锗还可以用于制造激光器和光电耦合器等设备,广泛应用于通信和传感技术领域。

3. 热敏材料:由于锗的热稳定性较好,它可以用于制造热敏元件,如温度传感器和热电偶等。

由于锗材料对温度的响应较快,因此常用于测量高温环境中的温度变化。

4. 医学应用:锗材料在医学领域也有一定的应用。

锗纳米颗粒可以用于制造抗肿瘤药物,具有较高的生物相容性。

此外,锗材料还可以用于制备人工骨骼和关节假体等医疗器械。

5. 其他应用:锗材料还可以用于制造合金材料,如铁锗合金和银锗合金等。

中国的锗储量

中国的锗储量

中国的锗储量
【实用版】
目录
1.锗的重要性
2.中国锗储量的概述
3.锗资源的分布
4.锗的开发与利用
5.锗储量对中国经济发展的影响
正文
【锗的重要性】
锗(Ge)是一种稀有金属元素,位于元素周期表的第四周期第ⅣA 族,具有很多重要的物理和化学性质。

锗在半导体、光电子和新能源等领域有着广泛的应用,是现代高科技产业发展的重要原材料之一。

【中国锗储量的概述】
根据我国地质勘探和研究,中国是世界上锗资源最丰富的国家之一,锗储量在全球范围内占有重要地位。

这为我国高科技产业的发展提供了有力的资源保障。

【锗资源的分布】
中国的锗资源主要分布在以下几个地区:一是西南地区的云南、贵州等地,其中云南个旧是中国最大的锗矿产区;二是西北地区的新疆、甘肃等地,这些地区锗矿储量丰富,品位较高。

【锗的开发与利用】
随着科技的发展,锗在半导体、光电子和新能源等领域的应用越来越广泛。

我国已经建立了一套完整的锗产业链,包括锗矿开采、锗材料生产、
锗器件制造等环节。

锗产业的发展为我国经济发展注入了新的活力。

【锗储量对中国经济发展的影响】
锗作为战略性新兴产业的关键原材料,对我国经济发展具有重要意义。

锗产业的发展,不仅可以推动我国高科技产业的进步,还可以带动相关产业的繁荣。

此外,锗资源的合理开发和利用,对于保障国家资源安全和实现可持续发展也具有重要意义。

总之,中国丰富的锗储量为我国高科技产业的发展提供了有力支撑。

锗_元素周期表

锗_元素周期表

特性拟硅锗
原子质量72 72.59
密度(g/cm3) 5.5 5.35
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/cm3)4.7 4.7
氧化性弱碱弱碱
)氯化物熔点100℃以下86℃ (GeCl
4氯化物密度(g/cm3)1.9 1.9
克莱门斯·温克勒
年份
价格($/kg)[49]
1999 1,400
2000 1,250
2001 890
2002 620
2003 380
2004 600
2005 660
2006 880
2007 1,240
2008 1,490
2009 950
GeS2 + 3O2→ GeO2 + 2SO2
在这个过程中,部份锗会进到所产生的灰尘中,而剩下的锗则被转化
GeO2 + 4HCl → GeCl4 + 2H2O
GeO2 + 2Cl2→ GeCl4 + O2
的GeO2适用于制造锗玻璃。

纯二氧化锗与氢反应后被还原成锗,用这种还原方式所得的锗,适用于红外线光学或半导体工业:GeO2 + 4H2→ Ge + 2H2O
GeO2 + C → Ge + CO2
应用[编辑]
图为典型的单模光纤。

氧化锗用于掺杂二氧化硅核心(1号)。

1. 核心 8 µm
2. 包层 125 µm。

锗及其化合物

锗及其化合物

锗及其化合物锗(旧译作鈤)是一种化学元素,它的化学符号是Ge,原子序数是32,原子量72.64。

在化学元素周期表中位于第4周期、第IVA族。

锗单质是一种灰白色准金属,有光泽,质硬,属于碳族,化学性质与同族的锡与硅相近,不溶于水、盐酸、稀苛性碱溶液,溶于王水、浓硝酸或硫酸,具有两性,故溶于熔融的碱、过氧化碱、碱金属硝酸盐或碳酸盐,在空气中较稳定,在自然界中,锗共有五种同位素:70,72,73,74,76,在700℃以上与氧作用生成GeO2,在1000℃以上与氢作用,细粉锗能在氯或溴中燃烧,锗是优良半导体,可作高频率电流的检波和交流电的整流用,此外,可用于红外光材料、精密仪器、催化剂。

锗的化合物可用以制造荧光板和各种折射率高的玻璃。

锗、锡和铅在元素周期表中是同属一族,后两者早被古代人们发现并利用,而锗长时期以来没有被工业规模的开采。

这并不是由于锗在地壳中的含量少,而是因为它是地壳中最分散的元素之一,含锗的矿石是很少的。

锗粉末状呈暗蓝色,结晶状,为银白色脆金属。

化合价+2和+4。

第一电离能7.899电子伏特,是一种稀有金属,重要的半导体材料,不溶于水。

基本信息锗化学性质稳定,常温下不与空气或水蒸汽作用,但在600~700℃时,很快生成二氧化锗。

与盐酸、稀硫酸不起作用。

浓硫酸在加热时,锗会缓慢溶解。

在硝酸、王水中,锗易溶解。

碱溶液与锗的作用很弱,但熔融的碱在空气中,能使锗迅速溶解。

锗与碳不起作用,所以在石墨坩埚中熔化,不会被碳所污染。

锗在元素周期表上的位置正好夹在金属与非金属之间,因此具有许多类似于非金属的性质,这在化学上称为“亚金属”,外层电子排布为4s²4p²。

但它的化学性质类似于临近族的元素,尤其是砷和锑。

化学上或毒物学上重要的锗化合物很少。

锗的二氧化物,一种微溶于水的白色粉末,形成锗酸,这类似于硅酸。

四氯化锗是一种不稳定的液体,四氟化锗是一种气体,它们很容易在水中水解。

氢化锗(锗烷)是一种相对稳定的气体。

铝族 锗分族

铝族 锗分族

这三种金属在高温下能与氧反应而生成氧化物。
2、与其它非金属的反应
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Pb+X2==PbX2 Sn+X2==SnX4(适量SnX2) Ge+X2==GeX4
Pb+S==PbS
Sn+S==SnS2(适量SnS) Ge+S==GeS2
3、与酸的反应
Sn+2HCl(浓)===SnCl2+H2↑ Pb+2HCl=PbCl2↓+H2↑(反应不易发生) Pb+4HCl(浓)===H2[PbCl4]+H2↑ Ge+4H2SO4(浓)=== Ge(SO4)2+2SO2↑+4H2O
Sn+4HNO3(浓)=== H2SnO3↓+4NO2↑+H2O
4Sn(过量)+10HNO3(冷稀)=== 4Sn(NO3)2↓+NH4NO3+3H2O
3Pb+8HNO3(稀)===3Pb(NO3)2+2NO↑+4H2O
因Pb(NO3)2不溶于浓硝酸,所以Pb不与浓硝酸发生 反应。
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Ge不与非氧化性酸作用; Sn与非氧化性酸反应生成Sn(II) 化合物;
Al还与N2形成AlN,与碳形成Al4C3。 从铝到铊,其化合物的共价性逐渐减弱,离子性 逐渐增强。铝和镓化合物的共价性比较显著,而铟和 铊化合物的离子性则比较显著。 在水溶液中,处于+III氧化态的电荷高、半径
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小,故它们的水合焓较大,它们易发生水解。
高纯度的铝不与一般酸作用,只溶于王水。 普通的铝能溶于稀盐酸或稀硫酸、热的浓硫酸反应。 遇冷的浓硫酸或硝酸钝化。Ga和In在氧化性酸中也 钝化。

锗的五元环-概述说明以及解释

锗的五元环-概述说明以及解释

锗的五元环-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:锗是一种化学元素,其化学符号为Ge,原子序数为32。

它属于碳族元素,与碳、硅等元素存在一定的相似性。

作为一种半金属,锗具有特殊的电学、光学及热学性质。

锗在自然界中主要以矿物锗石的形式存在,同时也在很多金属矿石中发现。

由于其特殊的物理和化学性质,锗在现代科学技术领域有着广泛的应用。

在过去的几十年中,锗的研究取得了显著的进展。

人们发现,锗可以形成多种不同的化合物和化学键型,其中五元环化合物是其中一种重要的结构类型。

锗的五元环化合物具有独特的稳定性和化学活性,因此引起了许多科学家的关注。

本文将对锗的五元环化合物进行详细研究和探讨。

首先,将介绍锗的基本性质,包括其物理性质、化学性质以及在自然界中的分布情况。

然后,将阐述锗的化学反应,特别是与其他元素的反应,以及这些反应过程中所产生的化合物。

最后,我们将探讨锗五元环的合成方法和相关的研究进展,以及锗五元环在各个领域中的应用前景。

通过对锗五元环的研究,我们可以更深入地了解这种化合物的特性和性质,为其应用领域的发展提供更加坚实的基础。

同时,通过探索锗五元环的合成方法,我们也能够为锗化学的发展做出积极的贡献。

相信通过本文的阐述,读者可以对锗五元环有更全面、深入的认识,并对其重要性和应用前景有更清晰的了解。

1.2文章结构文章结构部分的内容应包括本文的主要章节和每个章节的内容概述。

在本文中,文章结构可根据目录分为以下部分:1. 引言- 1.1 概述:介绍整篇文章的背景和内容。

- 1.2 文章结构:概述本文的章节安排和各个章节的内容。

- 1.3 目的:说明撰写本文的目标和意义。

2. 正文- 2.1 锗的基本性质:详细介绍锗元素的物理性质、化学性质、结构特点等相关内容。

- 2.2 锗的化学反应:探讨锗在不同环境下的化学反应和反应机理,包括与其他元素的反应、氧化还原反应等。

- 2.3 锗的合成方法:介绍锗的合成方法、制备工艺和优化研究,包括物理、化学方法等。

锗原子的结构

锗原子的结构

锗原子的结构
锗(Germanium)是一种化学元素,元素符号为Ge,原子序数为32,原子量为72.64,位于化学元素周期表的第4周期和第IVA族。

锗原子的结构特点如下:
质子与电子:锗原子的原子核周围有32个电子,这些电子围绕原子核运动。

原子核带有正电荷,而电子带有负电荷。

正电荷的数量与全部电子的负电荷数量相等,因此锗原子在正常情况下是中性的。

电子层排布:这32个电子在锗原子核周围形成四层电子环,从内到外依次是:第一层有2个电子,第二层有8个电子,第三层有18个电子,而最外层的第四层仅有4个电子。

稳定性与价电子:锗原子结构中,第一、二、三层的电子是相对稳定的,因为这些层的电子数分别是2、8和18,这些数字与所谓的“魔法数字”相符,意味着这些电子层的电子排列是相对稳定的。

然而,最外层的第四层电子并不稳定,因为它们并没有填满到规定的数目。

这4个电子被称为价电子,因为最外层有几个价电子,其原子价就为几,所以锗的原子价为4。

化学性质:锗的化学性质与同族的锡和硅相近,不溶于水、盐酸、稀苛性碱溶液,但溶于王水、浓硝酸或硫酸,具有两性,还能溶于熔融的碱、过氧化碱、碱金属硝酸盐或碳酸盐。

锗

锗7.1资源概况7.1.1资源概况锗是一种银灰色金属,其晶体质脆,塑性较差,有明显的非金属性质。

化学性质稳定,常温下在空气中难以氧化,不与水、盐酸、稀硫酸发生反应,但可被硝酸和浓硫酸氧化,易溶于王水、熔融氢氧化钠和氢氧化钾。

锗具有良好的半导体性质,其电子迁移率、空穴迁移率高于硅,是优良的半导体材料。

锗在地壳中的含量约0.0007%,分布十分广泛,但难以独立成矿,一般分散分布于其他金属元素组成的矿物中,如含硫化物的铅、锌、铜、银矿床及某些特定煤矿。

根据中国的标准,锗品位大于0.0008%的赤铁矿、大于0.001%的铅锌矿、大于0.002%的煤矿可作为锗矿开采,褐煤矿是目前全球最优质的锗矿。

7.1.2资源应用锗是一种重要的战略资源,广泛应用于半导体、航空航天、光纤通讯、红外光学、太阳能电池、化学催化剂、生物医药等领域。

锗具有良好的半导体性质,高纯度的单晶锗可用于制造晶体管、二极管、三极管等半导体材料。

它还具有较高的折射系数,对红外线透明,不透可见光和紫外线,可用作专透红外光的棱镜和透镜。

二氧化锗具有高折射率和低色散的特性,特别适合用于广角镜、显微镜和光导纤维。

同时,二氧化锗是重要的红外线光1学材料,可用来制作热图像照相机的镜头涂层,应用于军事、汽车夜视系统及显微镜光谱仪。

除此之外,锗的化合物用于制造荧光板及各种高折光率的玻璃;锗和铌的化合物是超导材料;三氯化锗是新型光纤材料添加剂。

锗在科技含量高、附加值高的新型工业领域具有广泛应用。

其他, 5%太阳能电池, 15%光纤, 30%红外光学, 25%PET催化剂, 25%资料来源:USGS Mineral Commodity Summaries图7-1 2012年全球锗下游应用分布考虑到锗在现代高新技术领域和国防建设中的重要性,欧洲、北美等国家均从维护国家安全和经济安全高度出发,建立了完善的出口和战略储备管理体制,其中美国早在1984年就将其列为国防储备资源。

铝分族锗分族.ppt

铝分族锗分族.ppt

2[Al(OH) 4]- + 3H2
2Al+2NaOH+6H2O
2Na[Al(OH) 4] + 3H2
NaAlO2
⑶ 与其它物质的反应:
2Al+3Cl2
3AlCl2
在湿态下形成AlCl3·6H2O,干态下为AlCl3
⑷ 铝热反应:
铝为还原剂,在加热的条件下与O2反应形成Al2O3放出大量的热,称为铝热
2-3 基本性质
共价半径/pm 离子半径M3+
I1/KJ.mol-1 ΦM3+/M/V ΦM+/M/V
13 Al 112 50 577.6 -1.662
31 Ga 126 62 578.8 -0.52
49In 144
81
558.3
-0.343
81Tl 148
95 589.3
-0.3363
14-3 铝及铝的化合物
2Al2O3
纯度为:99%~99.5% 2Al+3O2
3-2 氧化铝和氢氧化铝
一、Al2O3
1、制法: 2Al+3O2 2Al(NO3)3 2Al(OH)3
高温 2Al2O3
Δ
2Al2O3+NO2+O2
Δ
2Al2O3+3H2O
2、物理性质:Al2O3熔点高,硬度大,不溶于水,不溶于酸和碱,有两种 变体:α-Al2O3,γ-Al2O3 α-Al2O3(刚玉),耐高温材料,天然的或人造的刚玉有不同的杂质而呈现多 种颜色。红宝石:Cr(Ⅲ);蓝宝石:Fe(Ⅲ)Fe(Ⅱ)Ti(Ⅳ)。
286K
505K
灰锡
白锡
脆锡
常见的白锡,银白色金属,较好的延展性,制成锡箔,温度低< 286K,白锡(金属晶体)转化为灰锡(原子晶体),瞬间转化, 成为“锡疫”,两性金属。

2015年高中化学竞赛辅导无机化学14.3锗分族知识点素材

2015年高中化学竞赛辅导无机化学14.3锗分族知识点素材

§14-3 锗分族T he Germanium Subgroup一、General Properties从Ge 到Pb +2氧化态稳定性增大 从Pb 到Ge +4氧化态稳定性增大 Ge(s) + GeO 2(s)2GeO(s) ∆r G m = 47kJ ·mol -1Sn(s) + SnO 2(s)2SnO(s) ∆r G m = -67kJ ·mol -1PbO2 + 4H ++ 2e Pb 2++ 2H 2O φ = +1.45V GeO 2 + 4H ++ 2eGe 2+ + 2H 2O φ = -0.15V自然界中存在锡石(tinstone):SnO 2,方铅矿(galena):PbS铅存在于Uranium 和Thorium 矿中,这是由于铅是U 和Th 的放射性衰变的产物二、The Simple Substances 1.Allotropes : 灰锡(α锡)13.6℃白锡(β锡)脆锡锡制品长期处于低温会毁坏,这是β锡转变为α锡的缘故,这一现象叫做锡瘟(Tin disease),灰锡是粉末状,β锡低于13.6℃转变为α锡,但转变速度极慢,温度降至-48℃,转变速度最快,α锡本身就是这类反应的催化剂。

2.Properties :(1) Sn 是两性金属 Sn + 2HClSnCl 2 + H 2↑Sn + 2OH -+ 2H2O -24Sn(OH)+ H 2↑Ge 只有在H 2O 2(氧化剂)存在下,才溶于碱Ge + 2KOH 2H 2O 2K 2[Ge(OH)6] Pb 也能与碱反应:Pb + 2H 2O + 2KOH K 2[Pb(OH)4] + H 2↑(2) 与氧化性酸反应:a .Pb 与任何浓度的硝酸反应都得到Pb(NO 3)2 b .Sn 与浓HNO 3反应得到Sn (IV),与稀HN O 3反应得到Sn(II)3Sn + 8HNO 3(稀)3Sn(NO 3)2 + 2NO + 4H 2O Sn + HNO 3(浓)H 2SnO 3 + 4NO 2 + H 2O三、The Compounds1.卤化物 EHal 4 EHal 2 (1) SnCl 2a .水解性 SnCl 2 + H 2OSn(OH)Cl ↓+ H ++ Cl -在配制SnCl 2(aq)必须防止氧化(4O 2SnCl SnCl 2−→−)和水解,用盐酸酸化蒸馏水,并在SnCl 2(aq)中加入Sn 粒:SnCl 4 + Sn 2SnCl 2b .还原性SnCl 2 + 2HgCl 2SnCl 4 + Hg 2Cl 2 Hg 2Cl 2 + SnCl 2SnCl 4 + 2Hg ↓ (2) GeCl 4、SnCl 4也强烈水解 GeCl4 + 2H 2O GeO 2↓+ 4HCl SnCl 4 + 4H 2O Sn(OH)4 + 4HCl在盐酸中:SnCl 4 + 2HClH 2SnCl 6(3) PbCl 2在冷水中溶解度小,但在热水中溶解度大,在盐酸中溶解度增大因为 PbCl 2 + 2Cl --24PbCl(4) PbCl 4在低温下稳定,在常温下即分解:PbCl 4PbCl 2 + Cl 2PbF 4 m.p. = 600℃ PbCl 4 m.p. = -15℃ 2.硫化物(1) SnS :H 2S + Sn 2+SnS ↓(暗棕色) + 2H+SnS 不溶于Na 2S 溶液中,但可溶解于中等浓度的盐酸和碱金属的多硫化物溶液中SnS + 4Cl -+ 2H+-24SnCl + H 2S ↑-+22S SnS −→−+-H 23SnS SnS ↓+ H 2S ↑(2) SnS 2Sn 4++ 2H 2S SnS 2↓+ 4H+SnS 2 + S 2--23SnS (3) PbS :Pb 2+ + S 2-PbS ↓(黑色)PbS 可溶于浓HCl 和稀HNO 3、H 2O 2,不溶于Na 2S 和无氧化性的稀酸 PbS + 4HCl (浓)H 2S ↑+ H 2PbCl 43PbS +-32NO + 8H +3Pb 2++ 3S ↓+ 2NO ↑+ 4H 2O由于Pb (IV)有极强的氧化性,所以PbS 2不存在3.一些铅的化合物 (1) 氧化物PbO (黄色)密陀僧,Pb 2O 3 (PbO ·PbO 2)(黄色),Pb 3O 4 (2PbO ·PbO 2)(红色)铅丹,PbO 2(黑色)Pb 2O 3、Pb 3O 4、PbO 2都具有强氧化性5PbO 2 + 2Mn 2++ 4H +5Pb 2++-42MnO +2H 2O PbO 2 + 4HCl PbCl 2 + Cl 2↑+ 2H 2O(2) Pb(NO 3)2易水解:Pb 2++-3NO + H 2O Pb(OH)NO 3↓+ H +易分解:2Pb(NO3)22PbO + 4NO 2 + 2H 2O(3) Pb(CH 3COO)2 易溶于水,难离解,毒性大 Pb(Ac)2 + Cl 2 + 4KOH PbO 2 + 2KCl + 2KAc + 2H 2O(4) PbSO 4 可溶于浓H 2SO 4中,也可溶于NH 4Ac 或NaAc 溶液中PbSO 4 + H 2SO 4(浓)Pb(HSO 4)2−−→−O H2PbSO 4+ H 2SO 4 PbSO 4(白色)−−→−-Ac PbAc 2(可溶) +-24SO(5) PbCrO4(黄色)PbCr 2O 7(可溶)(6) 铅的有机化合物Na4Pb (钠铅合金) + 4C2H5Cl Pb(C2H5)4 + 4NaCl四乙基铅(tetraethyl lead)是汽油抗震剂(antiknock agent),其△f H m = 217.6kJ·mol 1,但在常温下尚能稳定存在。

神奇的生命元素——锗

神奇的生命元素——锗

神奇的生命元素——锗神奇的生命元素——锗一一jllll..I,.宦挚纲lj8蹦舞编捐i瞬鼍H瞎刚副簸《啪ll'_囊---'_ 神芍的命元素.李晓明微量元素锗以其独特的化学结构,表现出了一些奇特的物理,化学和生物特性. 目前,锗不仅作为优良的半导体材料被广,国防科技,航空航天等泛应用于光纤通信领域,还广泛埚于医疗保健,制药业和临床研究.锗的存在和性质锗,元素符号为Ge.1886年,德国化学家温克勒尔从一种硫银锗矿中分离出了锗,并以其祖国的前两个字母为这种元素命名.锗在地壳中的含量约为0.0007%,是一种稀有金属.大量的锗以分散状态存在于各种金属的硅酸盐矿,硫化物矿以及各种类型的煤中.金属锗可由二氧化锗用碳还原制得,也可以从煤烟道中的灰尘中回收. 锗为银灰色晶体,室温下的金属锗质脆,有明显的非金属性质.高纯单晶锗是制造晶体管和二极管的半导体材料,掺镓的单晶锗用于制造低温温度计和辐射热测量计. 锗在机体中的分布与代谢很多植物(如人参,党参,白芷,枸杞, 灵芝草,芦荟和茶叶等)中都含数量有限的锗.锗进入人体后,可分布于各个器官,主要聚集在肝,肺,肾,脾及大脑中的皮质和灰质中.成人每天的锗摄取量仅为400—3500 微克,人类通过正常的饮食可以摄入足够供身体用的锗元素.科研人员已发现,锗有益的生物效应与存在形式关系甚大,只有部分有机锗化合物才能表现出肯定的生理活性.有机锗倍半氧化物,衍生物和含硫配位的有机锗化合物的生理活性最为明显了.锗石的功能锗石中含有人体所需的硒,锌,镍,钴, 锰,镁,钙等30多种对人体有益的微量元素,这些元素散发的启动波和人体细胞的启动波是同一种波动状态,因而人体细胞能随着从锗石散发出的波动产生共鸣和共振,从而变得更具活力,并且能促进血液循坏,增强新陈代谢,促进体内废物的排除. 锗能使生活饮用水和自然水变成活性水, 帮助人体提高免疫力.锗石可入药,具有凉血止血,降逆止呕,清火平肝的效力,还可治疗由高血压引起的头晕,目眩,耳鸣等症.(~0—6.2008蘼锗的药用保健功效《本草纲目?金石部》中记载,锗具有 "除胃中热,喘急烦懑,滋毛发,滋养五脏, 柔筋强骨,止渴,润心肺,助声喉,安魂魄, 利血脉,明耳目"等功效.其保健机理为:锗金属的半导体功能可使人的体温升高,从而促进血液循环,减轻疲劳,消除肿痛,调整血压,排除体内毒素,抵抗外来射线,预防癌症,抗衰老,减轻疲劳,自律神经失调症等慢性病症;通过体温自动调节体内生物电流的混乱,可从体外进行电流调整治疗,快速地将肩酸,腰痛,头痛,耳鸣,腹泻, 便秘及眼部的疼痛等多种障碍,病症及不快感祛除.有机锗的抗衰老作用衰老是不可抗拒的,但延缓衰老,争取长寿则是可以做到的.有机锗可调节免疫功能,提高细胞的供氧能力,使细胞活化, 使老化的器官组织年轻化,恢复身体机能, 减少多种病变;使体内保持充足的氧,并与机体代谢产生的氢自由基结合生成水,从而减轻体内氢自由基的毒害作用,促进血液循坏和新陈代谢.Et本科学家在蜂蜜中加入二甲基锗氧化物的多聚物,制造出了畅销的保健品.有机锗的抗癌作用有机锗(二羧乙基锗三氧化物)还有抗癌作用,其抑制肿瘤活性的可能机制包括增强机体免疫力,清除自由基和抗突变等多个方面.研究及实践证明,肿瘤患者的血液呈高凝状态,血流速度减慢,癌细胞极易在血管壁附着,浸润和破坏血管壁.同时, 由于血液黏度高,极易形成血栓,把癌细胞包裹起来,使药物难于奏效.而有机锗类药物在抗癌方面具有独特的优越性:一方面, 它能与人体中的"废料"结合,体内和血管壁上的多余蛋白质和癌细胞被有机锗吸附 20,30小时后,携带"废料"的锗会自动从体内排出;另一方面,有机锗具有降低血液黏度的作用,能减缓癌症的发展进程,起到抗癌作用.有机锗132和螺锗等具有明显的抗肿瘤活性,且毒性低,尤其是没有骨髓毒性,故在防治肿瘤和辅助化疗等方面很有潜力,已经进入临床试用阶段. 综上所述,锗对人体有着极其特殊的神奇功能,是一种神奇的生命元素. 公元256年,晋代医学家皇甫谧, 克服疾病缠身的重重困难,系统地总结了晋以前历代针灸学的经验,写出了我国第一部针灸专着一《针灸甲乙经》.皇甫谧,幼名静,字士安,自号玄晏先生.安定朝那(今甘肃灵台县朝那镇)人.生于东汉建安二十年(公元 215年),卒于西晋太康j年(公元282 年).皇甫谧的家族原是东汉望族,自六世祖以来一直在朝廷中担任要职, 至其祖,父两代家道中落.皇甫谧小时候过继给叔父,迁居新安(含河南渑池县).叔父,叔母(尤其是叔母)很疼爱他.而皇甫谧自幼贪玩,无心向学,人们笑他是傻子.到了20岁,皇甫谧竟世界最早的针灸.梁丰"未通书史",整天东游西荡,像脱缰的野马,叔母常常为他的前途而忧虑.一天,她把贪玩的皇甫谧赶出家门,想要教训他.谁知他到了外边弄来了香瓜, 甜果之类,洋洋自得地呈献给叔母,以为如此"孝顺"一番,便可平息叔母的盛怒.谁知叔母更加气愤,接过瓜果, 狠狠地摔在地上,流着泪说:"如果你不好好学习,没有半点本事,就算是用上好的酒肉来孝敬我,也是不孝的.今年你已经20岁了,却不渎书,不上进, 我心里就得不到安慰.我只希望你有上好的才学,可你总是不能明白长辈的心意.提高修养,学习知识都是对你自己有益的事,难道还能对我们有什么好吗?"皇甫谧听了这番话,心中十分不安.顿悟自己原来已经虚度了20 年的光阴,便立志努力学习,不敢再有丝毫懈怠.他虽然家境贫寒,但即使是在家中种地也不忘背着书,抽空阅读. 自此之后,他对百家之说尽数阅览,学识渊博而沉静少欲,并着有《孔乐》, 《圣真》等书,在文学方面有很高的成就.正当他战胜了安闲逸乐的诱惑, 感到生活有了意义的时候,突然患了风痹病:半边身子像针刺似地难受,有。

锗元素的电子排布式

锗元素的电子排布式

锗元素的电子排布式锗是一种化学元素,其原子序数为32,原子量为72.63、在元素周期表中,锗位于碳和硅之间,属于主族元素,化学性质类似于硅。

锗的电子排布式是描述元素中电子如何填充在不同能级和轨道中的方式。

在学术上,电子排布式通常使用一种记号方式来表示,称为"配位排布式"。

首先,我们需要知道锗的原子结构。

锗原子的核心是由32个质子和相应数量的中子组成,核外环绕着32个电子。

根据泡利不相容原理、阻塞原理和洪特规则,这32个电子填入不同的轨道中。

首先是1s轨道。

1s轨道最多容纳2个电子,填充一个1s轨道后,还剩下30个电子。

接下来是2s轨道。

2s轨道也最多容纳2个电子,填充一个2s轨道后,还剩下28个电子。

然后是2p轨道。

2p轨道由三个不同的轨道组成:2px、2py和2pz。

每个2p轨道最多容纳2个电子,所以总共可以容纳6个电子。

在填充完2p轨道后,还剩下22个电子。

接下来是3s轨道。

3s轨道最多容纳2个电子,填充一个3s轨道后,还剩下20个电子。

然后是3p轨道。

3p轨道由三个不同的轨道组成:3px、3py和3pz。

每个3p轨道最多容纳2个电子,所以总共可以容纳6个电子。

在填充完3p轨道后,还剩下14个电子。

接下来是3d轨道。

3d轨道也由五个不同的轨道组成:3dxy、3dxz、3dyz、3dz2和3dx2-y2、每个3d轨道最多容纳2个电子,所以总共可以容纳10个电子。

在填充完3d轨道后,还剩下4个电子。

最后是4s轨道。

4s轨道最多容纳2个电子,填充一个4s轨道后,还剩下2个电子。

因此,锗的电子排布式可以表示为:1s22s22p63s23p63d104s2需要注意的是,电子填充轨道的顺序遵循"奥卡规则",即按照能级升序填充,并且在同一能级内,先填充能量较低的轨道。

此外,原子核周围的电子遵循贝特规则,即填充顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、依此排列。

锗 一种优良的半导体材料讲解

锗 一种优良的半导体材料讲解

锗——一种优良的半导体材料锗是位于元素周期表(长式)中第4周期第ⅣA族的元素,原子序数为32。

它的左边是31号元素镓(金属),右边是33号元素砷(非金属),上面是14号元素硅(属非金属,可做半导体材料),下面是50号元素锡(属金属元素,但金属性较弱),可见锗处于金属和非金属交界处。

如果把锗作为一种金属,实在名不符实,因为它的质地很脆,不像一般金属那样有延展性,不能对它进行加工。

它的导电性也差,根本够不上导体的资格,可是它又算不上良好的绝缘体。

它介于两者之间,有点导电性又有点绝缘性,所以物理学上称它为半导体。

锗的电阻率处于硅和锡之间,锗和硅一样,能够制成整流器,把交流电变为直流电。

锗的半导体特性早在1915年就被科学家们发现了,但由于(1)当时无线电技术刚发展,半导体材料仅用做收音机的检波器而已;(2)锗的原料缺乏,提纯困难;(3)锗制成的整流器性能不如电子管,所以锗长期未受重视。

到第二次世界大战期间,雷达兴起,电子管已不能满足雷达的要求,人们通过研究发现锗能很好地满足这种要求,然而用锗制得的电子元件性能总不稳定,主要是微粒杂质对半导体的性能影响较大,但随着超纯锗的制得,锗优良的半导体特性就充分显露出来。

用锗制成的整流器体积小、重量轻、寿命长、机械稳定性良好。

锗所制成的晶体管和二极管,可以小得和米粒差不多,不但电能消耗低而且坚固耐用。

从此,锗成为电子工业的重要材料。

锗是如何被人们发现的呢?1869年,俄国一位年轻的大学教授门捷列夫预言说,必定有化学性质分别和铝、硼、硅相似的尚未发现的3个新元素存在,他把它们称为“类铝”、“类硼”和“类硅”。

此后,他又进一步对它们的原子量和密度等性质作了惊人的预测。

据他推算,新元素“类硅”的原子量应该是72左右,密度大约是5.5 g/cm3。

奇怪,一个元素还没发现,他就能预测它的原子量、密度,他的根据和理由是什么呢?原来他是根据他在1869年所创立的元素周期表来推测的。

对锗元素的理解

对锗元素的理解

Ⅱ.关于矿物1.对锗元素的理解“神秘的元素—锗”“奇迹的元素—锗”“21世纪新物质—锗”“21世纪神赠予的最后礼物”这些都是对锗元素的赞美修饰。

由此我们不难看出锗是一个多么重用的元素。

1)锗元素的由来元素周期表的创始人—俄罗斯的化学家门捷列夫在研究当时广为认知的63中元素的排列顺序的过程中,发现了依据原子量的化学元素之间的相互关系,并在1869年俄罗斯的化学会议上发布了元素周期表。

这为化学发展史树立起一个里程碑,从而建立了近代化学。

在这个元素周期表中存在着一个空缺,他预言如果以后发现新元素的话会填入空缺位置,并预测了其原子量,比重及呈显的颜色。

此后1886年德国的化学家 C.温科勒和 A.布雷哈夫博士在研究被称为硫银锗矿(Argyrodite)的矿物质的时候发现了门捷雷夫博士所语言的与液化硅同质的物质,并根据祖国-德国的拉丁名GERMANIA将其命名为“锗”.2)锗的定义①在元素周期表中属于第4B族,是碳素族元素。

②元素记号:Ge③原子序号:32④原子量:72.59⑤溶解点:958℃⑥沸腾点:2700℃⑦比重:5.325(25℃)作为亚金属1948年美国贝尔实验室的巴丁博士和肖克博士发现了锗元素的半导体性质后,促进了电子工业的飞跃性发展。

电子工业发展的同时,科学家和医学家利用锗元素半导体性质进行在生命体内发挥其作用的人体校正医学范围的研究。

关于锗元素对人体校正医学范围研究的最高权威是日本的朝日博士,他不仅发表了包括著书“锗与我”在内的无数研究报告,而且把一生献给了锗的研究和治疗疑难证患者的身上。

并于1975年在全球首次研发了有机锗化合物,从而获得了诺贝尔奖。

3)锗的种类宏观上锗可以分为有机锗和无机锗,在地球上的大部分锗以矿物质形态的无机锗形式存在。

植物吸收矿物质形态的无机锗会促进成长,动物则以此类植物为食,这是最自然最安全的形态。

一般来讲,很多人对于锗元素会感到生疏,但事实上我们很早以前开始就在生活中广泛地接触过锗。

锗元素的知识点总结说明

锗元素的知识点总结说明

锗元素的知识点总结说明
锗(旧译作鈤)是一种化学元素,它的化学符号是Ge,原子序数是32,原子量72.64。

在化学元素周期表中位于第4周期、第IVA族。

锗单质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,不溶于水、盐酸、稀苛性碱溶液,溶于王水、浓硝酸或硫酸,具有两性。

锗元素
在自然界中,锗共有五种同位素:70,72,73,74,76,在700℃以上与氧作用生成GeO2,在1000℃以上与氢作用,细粉锗能在氯或溴中燃烧,锗是优良半导体,可作高频率电流的检波和交流电的整流用,此外,ge元素还可用于红外光材料、精密仪器、催化剂。

锗的化合物可用以制造荧光板和各种折射率高的玻璃。

锗、锡和铅在元素周期表中是同属一族,后两者早被古代人们发现并利用,而锗长时期以来没有被工业规模的开采。

这并不是由于锗在地壳中的含量少,而是因为它是地壳中最分散的元素之一,含锗的矿石是很少的。

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白锡( 白锡(β锡)
脆锡
常见的白锡,银白色金属,较好的延展性,制 常见的白锡,银白色金属,较好的延展性, 成锡箔,温度低<286K,白锡转化为灰锡, 成锡箔,温度低<286K,白锡转化为灰锡,毁坏是 从某一点开始,然后蔓延,称为“锡疫” 从某一点开始,然后蔓延,称为“锡疫”。 Pb:典型的金属,银白色的软金属,无变体, Pb:典型的金属,银白色的软金属,无变体,有毒 积累性中毒),密度高,对放射性稳定, ),密度高 (积累性中毒),密度高,对放射性稳定,用 于放射线的防护材料,铅蓄电池, 于放射线的防护材料,铅蓄电池,铅表面在潮 湿空气中形成一层保护膜。 湿空气中形成一层保护膜。
单质的化学性质
Ge 不反应 室温不反应 ,高 高 温形成GeO2 温形成 GeX4 不反应 Na2GeO3+H2 Sn 不反应 室温不反应,高 室温不反应 高 温形成SnO2 温形成 SnX4 Pb 空气中缓慢生成Pb(OH)2, 空气中缓慢生成 存在,为碱式碳酸 有CO2存在 为碱式碳酸 铅 空气中加热为PbO,高温 高温 空气中加热为 3Pb+2O2=Pb3O4 PbX2 (PbX4不稳定 不稳定)
二、铅的氧化物及氢氧化物:PbO 铅的氧化物及氢氧化物:
PbO2
Pb3O4
PbO: 不溶于水,俗名: 密陀僧” 两性偏碱。 PbO: 不溶于水,俗名:“密陀僧”,两性偏碱。 PbO+2HCl 棕色粉末. PbO2: 棕色粉末.
E A /V PbO 2 E B /V PbO 2 1.45 0.25 Pb
2PbO+4HNO3 Pb3O4+4HNO3 PbO2+4HCl 2PbO+4HCl 合并为: 合并为: Pb3O4+8HCl
2Pb(NO3)2+2H2O 2Pb(NO3)2+PbO2+2H2O PbCl2+Cl2 +2H2O 2PbCl2+2H2O 3PbCl2+Cl2 +4H2O
碱 性 增 加
一、单质: 单质 Ge:金刚石型的结构,原子晶体, Ge:金刚石型的结构,原子晶体,银白色的脆性 金属,半导体材料。 金属,半导体材料。 Sn:有三种同素异形体,白锡( Sn:有三种同素异形体,白锡(ɑ-锡),灰锡 ),灰锡 脆锡( (β-锡),脆锡(γ-锡),三者转化 13.2℃ 161℃
灰锡( 灰锡(α锡)
Cl
黄色油状液体 白色粉末升华 258K 分解为Ge和 分解为 和 GeCI4 378K爆炸分解 378K爆炸分解 - 无色晶体 395K 分解 黄色晶体 分解真 空513K升华 升华
Br
Iபைடு நூலகம்

上表中每格内,第一行为状态,第二行为熔点, 上表中每格内,第一行为状态,第二行为熔点, 第三行为沸点。 第三行为沸点。
三、锗分族元素的卤化物 Ge、Sn、Pb可形成MX Ge、Sn、Pb可形成MX4和MX2两种卤化物 可形成 C、Si只有MX4一种卤化物 Si只有MX 只有 Ge、Sn、Pb的卤化物易水解 Ge、Sn、Pb的卤化物易水解 Ge、Sn、Pb的卤化物在过量HX或 Ge、Sn、Pb的卤化物在过量HX或X-存在下易形 的卤化物在过量HX 成配合物。 成配合物。 难溶于冷水,易溶于热水,也能溶解于盐酸中。 如:PbCl2难溶于冷水,易溶于热水,也能溶解于盐酸中。 +2HCl= PbCl2+2HCl=H2[PbCl4] 为黄色丝状有亮光的沉淀,易溶于沸水, PbI2为黄色丝状有亮光的沉淀,易溶于沸水,或因 生成配合物而溶解于KI的溶液中。 生成配合物而溶解于KI的溶液中。 KI的溶液中 +2KI= PbI2+2KI=K2[Pbl4]
Pb与 Ge Sn Pb与C
不同的是内层18e Si 不同的是内层18e 金属元素) Pb (金属元素)
,性质相似, 性质相似,
Ge(准金属),Sn Ge(准金属),Sn ),
一、价电子构型和氧化态: 价电子构型和氧化态: Ge Sn Pb [Ar]3d104s24p2 [Kr]4d105s25p2 [Xe]4f145d106s26p2 +4,(+2) +4,+2 +2,(+4) 高价态不稳定, 低价态稳定 惰性电子 对效应
Ge(OH)2 Sn(OH)2 Pb(OH)2
Ge(OH)4 Sn(OH)4 Pb(OH)4
酸 性 增 加
Ge(OH)4 Pb(OH)2 Ge Pb
三、锗分族元素的卤化物
四卤化物 Ge F 无色气体* 无色气体 - 236K升华 升华 无色液体 223.7K 357K 灰白色晶体 299.3K 459.7K 橙色晶体 417K 713K分解 分解 Sn 白色晶体 - 978K升华 升华 无色液体 240K 387.3K 无色晶体 304K 475K 红黄色晶 体417.7K 637.7K Pb 无色晶体 Ge 白色晶体 分解>623K 分解 升华 二卤化物 Sn 白色晶体 - - 白色固体 519K 925K 淡黄色固 体488.7K 893K 橙色晶体 593K 990K Pb 无色晶体 1128K 1563K 白色晶体 774K 1223K 白色晶体 646K 1189K 金黄色晶 体675K 1227K
H 2O O2
X2 HCl NaOH
稀酸(缓慢 浓酸 稀酸PbCl2↓,浓酸配位 稀酸 缓慢),浓酸 稀酸 缓慢 浓酸配位 PbCl42形成SnCl2 形成 Na2SnO2+H2 亚锡酸钠 Pb(OH)42-或Pb(OH)3-
锡有两种氧化物: 锡有两种氧化物:1、SnO
Sn(OH)2 SnO2
2、SnO2 Sn(OH)4 H2SnO3 Sn+O2 煅烧 性质:不溶于水,两性偏酸氧化物,难溶于酸和碱, 性质:不溶于水,两性偏酸氧化物,难溶于酸和碱,白 色固体,但与熔融的碱反应,生成锡酸盐. 色固体,但与熔融的碱反应,生成锡酸盐. SnO2+2NaOH 熔融 Na2SnO3+2H2O 为非整比化合物,其晶体中锡的比例较大, SnO2为非整比化合物,其晶体中锡的比例较大, 从而形成n型半导体。 从而形成n型半导体。 当该半导体吸附象H CO、 等具有还原性、 当该半导体吸附象H2、CO、CH4等具有还原性、 可燃性气体时,其导电性会发生明显的变化, 可燃性气体时,其导电性会发生明显的变化,利用这 一特点, 被用于制造半导体气敏元件, 一特点,SnO2被用于制造半导体气敏元件,以检测上 述气体,从而可避免中毒、火灾、爆炸等事故的发生。 述气体,从而可避免中毒、火灾、爆炸等事故的发生。
铅盐 PbAc2:易溶于水,难电离,为弱电解质。有毒。 易溶于水,难电离,为弱电解质。有毒。 不溶于水的白色固体, PbSO4:不溶于水的白色固体,可溶于浓硫酸和醋酸铵 PbSO4 + H 2SO4 = Pb(HSO4) PbSO4 + 3Ac− = Pb(Ac)
− 3 2
+ SO42−
铅白:化学式Pb3(OH)2(CO3)2,白色有毒,遇H2S生 铅白:化学式Pb 白色有毒, 成PbS变黑,修复时用双氧水。 PbS变黑,修复时用双氧水。 变黑 PbS+4H2O2=PbSO4+4H2O
二、成键特征: 成键特征: 1、既不易失去也不易得到4个电子,主要形成共 既不易失去也不易得到4个电子, 价型化合物。形成σ 价型化合物。形成σ键,Sn Pb 形成少数离 子型化合物。 子型化合物。 2、配位性: 配位性: 二价盐的配位数一般为3,有时为4。如: 二价盐的配位数一般为3 有时为4 有时为PbCl PbCl2+Cl-===PbCl3- (有时为PbCl42- ) PbI2+2I-===PbI42四价盐的配位数一般为6 四价盐的配位数一般为6 SnCl4+2Cl-====SnCl62-
二卤化物:重要的MX 为氯化亚锡SnCl 二卤化物:重要的MX2为氯化亚锡SnCl2,它是生产 上和化学实验中常用的还原剂。 上和化学实验中常用的还原剂。 ↓(白色 白色)+SnCl HgCl2+SnCl2===Hg2Cl2↓(白色)+SnCl4 ===Hg↓(黑色 黑色)+SnCl Hg2Cl2+SnCl2===Hg↓(黑色)+SnCl4 此反应很灵敏,常用来检验Hg 的存在。 此反应很灵敏,常用来检验Hg2+和Sn2+的存在。 易水解,配制SnCl 溶液时,先将SnCl SnCl2易水解,配制SnCl2溶液时,先将SnCl2固体溶 解在少量浓盐酸中再稀释。为防止Sn 氧化, 解在少量浓盐酸中再稀释。为防止Sn2+氧化,常在新配 制的SnCl 溶液中加少量金属Sn Sn。 制的SnCl2溶液中加少量金属Sn。 O==Sn(OH)Cl↓(白色 白色)+HCl SnCl2+H2O==Sn(OH)Cl↓(白色)+HCl
2+
PbCl2+H2O
− 0.126 − 0.58 Pb
PbO
Pb
性质:强氧化性, 性质:强氧化性,两性偏酸 PbO2 + 4HCl == PbCl2 + Cl2 + 2H2O 5PbO2 + 2Mn2+ + 4H+ == 5Pb2+ +2MnO4- + 2H2O
(2PbO· Pb3O4:是一种混合氧化态的氧化物 (2PbO·PbO2) 俗名:“铅丹” :“铅丹 红丹” 俗名:“铅丹”或“红丹”,也可看作铅酸盐 Pb+22 [Pb+4O4] 性质: 性质: 偏 碱 2PbO· 2PbO·PbO2 偏 酸
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