Anorganische Chemie ist eine frei verfügbare Einführung in die anorganische Chemie. Details zum Buch finden Sie im Editorial....


Germanium

Autor: H. Lohninger

Ordnungszahl 32
Symbol Ge
CAS-Nr. 7440-56-4
Atomgewicht 72.63 amu
Elektronenkonfiguration [Ar] 3d10 4s2 4p2
Schmelzpunkt 938.3 °C
Siedepunkt 2833 °C
Dichte 5.323 g/cm3
Quellen: Enghag 2004 , Wieser 2011
Geschichte
D. Mendelejew sagte aufgrund seines Periodensystems Germanium bereits 1871 voraus (er nannte es Ekasilizium). 1886 wurde es dann von C. Winkler tatsächlich in Argyrodit entdeckt.
Vorkommen
Germanium findet man hauptsächlich in Form sulfidischer Minerale, von denen Argyrodit (4 Ag2SGeS2) und Germanit (3 Cu2SFeS2 GeS2) die wichtigsten sind. Darüberhinaus ist Germanium in etlichen anderen Rohstoffen, wie Kohle oder Zinkerzen, in niedriger Konzentration enthalten.
Ref.: Wikimedia Commons, user Gibe
Eigenschaften
Germanium ist ein grauweißer, sehr spröder Feststoff, der Halbleitereigenschaften aufweist. Germanium kommt in mehreren Modifikationen vor, flüssiges Germanium dehnt sich ähnlich wie Wasser beim Erstarren aus (Dichteanomalie). Germanium ist in nichtoxidierenden Säuren unlöslich, von oxidierenden Säuren wird es in das Dioxid übergeführt. An der Luft ist es bei Raumtemperatur beständig, erhitzt man es zur Glut, verbrennt es unter Bildung von Germaniumdioxid, GeO2.
Gewinnung
Die kommerzielle Gewinnung von Germanium erfolgt hauptsächlich durch Aufbereitung des Flugstaubs bei der trockenen Zinkgewinnung. Dazu wird der Flugstaub in Schwefelsäure gelöst. Aus der Lösung fällt man mit NaOH bei pH 5 ein Gemisch aus GeO2 und ZnO. Die Abtrennung von GeO2 erfolgt durch Behandlung des Niederschlags mit HCl und der anschließenden Destillation des flüchtigen GeCl4 (Siedepunkt 83.1°C, ZnCl2 siedet erst bei 756°C). Das gereinigte Germaniumtetrachlorid wird dann zu Germaniumdioxid hydrolysiert, das sich mit Wasserstoff zum Germanium reduzieren lässt. Hochreines Germanium für die Halbleiterindustrie wird dann durch das Zonenschmelzverfahren erhalten (Reinheit typisch 1:1010).
Verwendung
Die Hauptanwendnung findet Germanium in der Halbleiterindustrie zur Herstellung von Transistoren. Weiters wird Germanium für Linsen und Prismen und Detektoren für Infrarotspektrometer eingesetzt.



Last Update: 2013-09-03