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1、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700C以上与氧作用生成GeO2,在1000C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
2、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6O07O0C时，很快生成二氧化锗与盐酸、稀硫酸不起作用。浓硫酸;在加n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
3、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4s24叭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，ss. M (9) lsassF $、Go91 +li 測 、BM1hs3 、 HiM-SH-训常誠器、BmB。SMSVSS、SX& GeoW1DS、Geo2$KR。s swaiNsasNMSSls、ssstti- sm舊arFASR、nn番謝普髯tt曹HD號7 Geo戛时番雪
4、耳序 藩 60c 器 COMSISMm 25400C、10kPa Geo+NaoHUNaGeo+2Ho锗在硫酸中的溶解90C时浓硫酸与块状锗有微量反应，历时一周锗的损失量为1%。開锗在硝酸中的溶解浓硝酸能腐蚀块状锗的表面。锗在硝酸中的溶解速度受硝酸的浓度、搅拌速度、温度等因素的影 响。锗与碱液的作用 氢氧化钠和氢氧化钾水溶液与锗的作用很慢8，但是熔融的氢氧化钠、氢氧化钾、Na2CO3、Na2O2、NaB4O7能迅速地溶解各种形态的锗，生成碱金属的锗酸盐。5锗在某些盐溶液中的溶解锗可溶于某些电解质溶液，如硫酸钠、钾的氯化物、硝酸盐、氯化铯、氯化镧等。与其他 物质的作用加热时粉状的锗在氯和溴中能燃
5、烧，生产四卤化锗，加热时干燥的HC1气体能腐蚀锗。化合物氧化物锗最常出现的氧化态是+4 ,但是已知它在不少化合物中的氧化态为+2。其他的氧化态则很 罕见”例如化合物Ge2Cl6中为+3，在氧化层表面测到的+3与+1氧化态。多种含锗的阴性簇离子（津特耳离子）已经被制备出来，当中包括Ge4、Ge9、Ge9及（Ge，其中一种方法是在乙二胺或穴醚的催化下”从置于液态氨的锗与碱金属合金中进行提取”这些离子中锗的氧化态并非整 数_一这点跟臭氧根离子中的氧一样。在250C时，锗会缓慢地氧化成GeO2。io锗共有两种氧化物：二氧化锗和一氧化锗。焙烧二硫化锗（GeS2 ）后可得二氧化锗，二氧 化锗是一种白色的粉
6、末. 微溶于水,但与碱反应并生成锗酸盐。当二氧化锗与锗金属发生高温反 应时，会生成一氧化锗，熔点1,115C，密度 425g/cm-3，微溶于水。二氧化锗GeO2，具有金刚 石型的四方晶型和介稳的a-石英型的六方晶型，熔点 1,086C ,密度6.24克厘米，不溶于水， 二氧化锗在常温或在加热条件下都比较稳定，难溶于酸，易溶于强碱溶液，生成锗(IV)酸盐，它 主要用于制造高折射率的光学玻璃，也是制备金属锗的原料。3GeS2+2O2=GeO2+SO2GeO2+Ge=2GeOGeO2+2NaOH=Na2GeO3+H2O一氧化锗GeO ,黑色针状晶体，700C分解，不溶于水，易溶于酸和浓强碱溶液；在
7、空气中 加热易转化成二氧化锗”隔绝空气加热易发生歧化反应。在加热条件下”用氢气或一氧化碳还原 二氧化锗可制备一氧化锗。GeO2+H2=GeO+H2O氧族化合物锗还能与氧族元素生成二元化合物，例如二硫化物、二硒化物1( GeSe2人一硫化物1( GeS )、 一硒化物(GeSe )及碲化物(GeTe )。把硫化氢气体通过含Ge(IV)的浓酸溶液时，会生成白色 沉淀物，即二硫化锗。二硫化锗能很好地溶于水、苛性钠溶液及碱金属硫化物溶液中。但是，它 不溶于带酸性的水中，温克勒就是因为这项性质才发现了锗。把二硫化锗置于氢气流中加热，会 生成一硫化锗(GeS)，它升华后会形成一圈色暗但具金属光泽的薄层，它
8、可溶于苛性钠溶液中。 把一硫化锗、碱金属碳酸盐与硫一起加热后，会生成一种锗盐化合物，叫硫代锗酸盐。Na4GeO4+4H2SO4Ge(SO4)2+2Na2SO4+4H2OGe(SO4)2+2H2SGeS2+2H2SO4卤化物锗共有四种已知的四卤化物。在正常状况下四碘化锗(GeI4 )为固体，四氟化锗(GeF4) 为气体,其余两种为挥发性液体。把锗与氯气一块加热，会得到一种沸点为83.1C的无色发烟液 体，即四氯化锗(GeCl4):无色液体，在湿空气中因水解而产生烟雾煽挥发，其熔点为-5150C , 沸点为86.55C ,密度为1.88 g/cm-3，溶于乙醇和乙醚，遇水发生水解。Ge+2Cl2Y
9、GeCl4GeCl4+4H2OGe(OH)4+4HCl锗的所有四卤化物都能很容易地被水解，生成含水二氧化锗。四氯化锗用于制备有机锗化合 物。跟四卤化物相反的是，全部四种已知的二卤化物，皆为聚合固体。另外已知的卤化物还包括 Ge2Cl6及GenCl2n+2。还有一种奇特的化合物Ge6Cl16，里面含有新戊烷结构的Ge5Ci12.有机锗化合物温克勒于1887年合成出第一种有机锗化合物(organogermanium compound )，四氯化锗 与二乙基锌反应生成四乙基锗(Ge(C2H5)4)。R4Ge型(其中R为烃基)的有机锗烷，如四甲 基锗(Ge(CH3)4)及四乙基锗，是由最便宜的锗前驱物
10、四氯化锗及甲基亲核剂反应而成。有机 锗氢化物，如异丁基锗烷(CH3)2CHCH2GeH3)的危险性比较低，因此半导体工业会用液体的 氢化物来取代气体的甲锗烷。有机锗化合物2-羧乙基锗倍半氧烷，于1970年被发现，曾经有一 段时间被用作膳食补充剂，当时认为它可能对肿瘤有疗效。10甲锗烷(GeH4)是一种结构与甲烷相近的化合物。多锗烷(即与烷相似的锗化合物)的化 学式为GenH2n+2，现时仍没有发现n大于五的多锗烷。相对于硅烷，锗烷的挥发性和活性都较 低。GeH4在液态氨中与碱金属反应后，会产生白色的MGeH3晶体，当中含有GeH3阴离子。含 一、二、三个卤素原子的氢卤化锗，皆为无色的活性液体。
11、 物性:半金属，结构与金刚石相同，有灰白色金属光泽，熔点1210k，硬度较大 还原性:常温下不与氧反应，高温下被氧化；不与稀盐酸，稀硫酸反应，能被浓硫酸和浓 硝酸氧化(GeO2.nH2O):Ge+2H2SO4+(n-2)H2O=GeO2 nH2O+2SO2 个Ge+4HNO3+(n-2)H2O=nGe2 nH2O+4NO2 个碱性溶液中能被氧化成锗酸盐：Ge+2OH- +H2O=GeO32- +2H2 个 制备:含锗矿石今GeCl4今精馏提纯今GeO2今还原今Ge（超纯锗用区域熔融法制备，制造半导体的超纯锗纯度高达99.99999% ）GeS2+3O2=GeO2+2SO2GeO2+4HCl=GeCl4+2H2OGeCl4+4H2O=GeO2+4HCl上面2步重复进行GeO2（纯）+2H2=Ge+2H2O碱溶液与锗的作用很弱，但与熔融的碱在空气中，能使锗迅速溶解
