物理性質(zhì)

鍺粉末狀呈暗藍(lán)色，結(jié)晶狀，為銀白色脆金屬。化合價(jià)+2和+4。第一電離能7.899電子伏特，是一種稀有金屬，重要的半導(dǎo)體材料。不溶于水。

鍺，就其導(dǎo)電的本領(lǐng)而言，優(yōu)于一般非金屬，劣于一般金屬，這在物理學(xué)上稱為"半導(dǎo)體"，對(duì)固體物理和固體電子學(xué)的發(fā)展有重要作用。鍺的熔密度5.32克/cm3，鍺可能性劃歸稀散金屬。鍺有著良好的半導(dǎo)體性質(zhì)，如電子遷移率、空穴遷移率等等。鍺的發(fā)展仍具有很大的潛力。現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的鍺，主要來(lái)自銅、鉛、鋅冶煉的副產(chǎn)品。

晶體結(jié)構(gòu):晶胞為面心立方晶胞，每個(gè)晶胞含有4個(gè)金屬原子。

顏色和狀態(tài):銀白色固體。

據(jù)X射線研究證明，鍺晶體里的原子排列與金剛石差不多。結(jié)構(gòu)決定性能，所以鍺與金剛石一樣硬而且脆。

化學(xué)性質(zhì)

鍺是一種金屬元素，性質(zhì)介于硅和錫之間，但它的化學(xué)性質(zhì)類似于臨近族的元素，尤其是砷和銻。化學(xué)上或毒物學(xué)上重要的鍺化合物很少。鍺的二氧化物，一種微溶于水的白色粉末，形成鍺酸，這類似于硅酸。四氯化鍺是一種不穩(wěn)定的液體，四氟化鍺是一種氣體，它們很容易在水中水解。氫化鍺(鍺烷)是一種相對(duì)穩(wěn)定的氣體。有機(jī)鍺化合物，烷基可以替換個(gè)多個(gè)Ge原子，和錫、汞、砷等類似，但毒性小的多。鍺元素及其二氧化物毒性不強(qiáng)，四鹵化鍺是刺激性的，氫化鍺毒性最強(qiáng)。

制備方法

鍺提煉鍺的原理是先將硫化物礦氧化，使礦石中的硫化鍺轉(zhuǎn)化為二氧化鍺，再用鹽酸溶解并蒸餾，利用四氯化鍺的揮發(fā)性將它分離出來(lái)。再將四氯化鍺水解，使其轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸N，然后在低于540℃的溫度用氫氣還原氧化鍺。

半導(dǎo)體工業(yè)用的高純鍺(雜質(zhì)少于1/1010)可以用區(qū)域熔煉技術(shù)獲得。

主要是從冶煉鋅礦的煙道灰中以及從煤燃燒的副產(chǎn)品中回收鍺。通過(guò)對(duì)揮發(fā)性含鍺的四氯化物的分餾可將鍺與其他金屬分離。四氯化鍺經(jīng)水解得二氧化鍺，再以氫還原可得粉狀鍺。通過(guò)區(qū)域熔煉法可得超純鍺。

存在于煤、鐵礦和某些銀礦、銅礦中，也成鍺石產(chǎn)出。可由二氧化鍺用碳還原制得。也可以煤所發(fā)生爐生產(chǎn)煙道中的灰塵中回收。從精煉銅、鋅、鉛獲得。

鍺的提取方法是首先將鍺的富集物用濃鹽酸氯化，制取四氯化鍺，再用鹽酸溶劑萃取法除去主要的雜質(zhì)砷，然后經(jīng)石英塔兩次精餾提純，再經(jīng)高純鹽酸洗滌，可得到高純四氯化鍺，用高純水使四氯化鍺水解，得到高純二氧化鍺。一些雜質(zhì)會(huì)進(jìn)入水解母液，所以水解過(guò)程也是提純過(guò)程。純二氧化鍺經(jīng)烘干煅燒，在還原爐的石英管內(nèi)用氫氣于650-680℃還原得到金屬鍺。 鍺具備多方面的特殊性質(zhì)，在半導(dǎo)體、航空航天測(cè)控、核物理探測(cè)、光纖通訊、紅外光學(xué)、太陽(yáng)能電池、化學(xué)催化劑、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都有廣泛而重要的應(yīng)用，是一種重要的戰(zhàn)略資源。