เงางามและสีเงิน แต่เปราะบางมากเจอร์เมเนียมเป็นองค์ประกอบสำคัญในเซมิคอนดักเตอร์และออปติกไฟเบอร์ บางคนคิดว่าอาหารเสริมเจอร์เมเนียมมีประโยชน์ต่อสุขภาพ แต่การวิจัยไม่สนับสนุนการเรียกร้องเหล่านั้น
เพียงแค่ข้อเท็จจริง
- จำนวนอะตอม (จำนวนโปรตอนในนิวเคลียส): 32
- สัญลักษณ์อะตอม (บนตารางธาตุขององค์ประกอบ): GE
- น้ำหนักอะตอม (มวลเฉลี่ยของอะตอม): 72.630
- ความหนาแน่น: 3.077 ออนซ์ต่อลูกบาศก์นิ้ว (5.323 กรัมต่อลูกบาศก์ซม.)
- เฟสที่อุณหภูมิห้อง: ของแข็ง
- จุดหลอมเหลว: 1,720.9 องศาฟาเรนไฮต์ (938.3 องศาเซลเซียส)
- จุดเดือด: 5,131 F (2,833 C)
- จำนวนไอโซโทปธรรมชาติ (อะตอมขององค์ประกอบเดียวกันที่มีจำนวนนิวตรอนต่างกัน): 5 นอกจากนี้ยังมีไอโซโทปประดิษฐ์ 19 ชนิดที่สร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการ
- ไอโซโทปที่พบบ่อยที่สุด: GE-74 (36.28 เปอร์เซ็นต์ของความอุดมสมบูรณ์ตามธรรมชาติ), GE-72 (27.54 เปอร์เซ็นต์ของความอุดมสมบูรณ์ตามธรรมชาติ), GE-79 (20.84 เปอร์เซ็นต์ของความอุดมสมบูรณ์ตามธรรมชาติ), GE-73 (7.73 เปอร์เซ็นต์ของความอุดมสมบูรณ์ตามธรรมชาติ), GE-76 (7.61 เปอร์เซ็นต์ของความอุดมสมบูรณ์ตามธรรมชาติ)
ประวัติศาสตร์
การดำรงอยู่ของเจอร์เมเนียมถูกทำนายโดยนักเคมีชาวรัสเซีย Dmitri Mendeleev ในปี 1869 หลังจากที่เขาพัฒนาตารางองค์ประกอบเป็นระยะตามเคมีอธิบาย- การจัดองค์ประกอบโดยน้ำหนักอะตอมทำให้ช่องว่างอยู่ในตาราง Mendeleev ตั้งทฤษฎีว่ายังมีองค์ประกอบหลายอย่างที่ยังไม่ค้นพบรวมถึงองค์ประกอบหมายเลข 32 ในปี 1885 Clemens Winkler นักเคมีชาวเยอรมันค้นพบสิ่งที่เรียกว่า "Eka-Silicon" ในแร่ที่รู้จักกันในชื่อ Argyrodite แร่มีเงิน, ซัลเฟอร์, เหล็กออกไซด์และสังกะสีที่มีประมาณ 7 เปอร์เซ็นต์ของโลหะที่ไม่รู้จัก
จากข้อมูลของเคมี Mendeleev ได้ทำนายว่าองค์ประกอบ 32 จะมีความหนาแน่น 5.5 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร (5.5 เท่าของความหนาแน่นของน้ำ) และน้ำหนักอะตอม 70 (น้ำหนักอะตอมน้อยกว่าสี่เท่า (5.323 กรัมต่อเนื่อง ความแม่นยำของการทำนายของ Mendeleev เพิ่มความเชื่อมั่นของนักเคมีในตารางธาตุ
ใครจะรู้?
- เจอร์เมเนียมคือmetalloidซึ่งหมายความว่ามันมีคุณสมบัติของทั้งโลหะและ nonmetals metalloids อื่น ๆ บนโต๊ะเป็นระยะ ได้แก่ โบรอน, ซิลิคอน, สารหนู, พลวง, เทลลูเรียมและโพโลเนียมตามห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Los Alamos
- เจอร์เมเนียมเป็นหนึ่งในไม่กี่องค์ประกอบที่ขยายตัวเมื่อมันค้างเช่นเดียวกับน้ำสารเคมี- คนอื่น ๆ ได้แก่ แกลเลียม, ซิลิคอน, บิสมัทและพลวง
- ชื่อ "Germanium" มาจากชื่อละตินสำหรับประเทศเยอรมนีซึ่งได้รับการตั้งชื่อตามประเทศบ้านเกิดของ Winklerเจฟเฟอร์สันแล็บ-
- ตามสารเคมีความอุดมสมบูรณ์ของเจอร์เมเนียมในเปลือกโลกของโลกอยู่ที่ประมาณ 1.5 ส่วนต่อล้านโดยน้ำหนักและความอุดมสมบูรณ์ในระบบสุริยะคือประมาณ 200 ส่วนต่อพันล้านโดยน้ำหนัก
- คุณค่าของเจอร์เมนเนียมได้รับการยอมรับในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองตามเอมิลี่ดาร์บี้นักศึกษาเคมีที่ Harvey Mudd College เมื่อใช้ในการรับเรดาร์ความละเอียดสูง ทรานซิสเตอร์เจอร์เมเนียมแรกถูกประดิษฐ์ขึ้นหลังจากนั้นไม่นาน
- ตามการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐฯเปอร์เซ็นต์โดยประมาณของการใช้งานเจอร์เมเนียมคือ: 30 เปอร์เซ็นต์สำหรับเลนส์อินฟราเรด (IR) รวมถึงเครื่องตรวจจับ แสงไฟเบอร์ 20 เปอร์เซ็นต์ที่ใช้ในการสื่อสาร โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต 20 เปอร์เซ็นต์ที่ใช้ในผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายเช่นเส้นใยผ้าภาชนะบรรจุอาหารและเรซิน 15 เปอร์เซ็นต์สำหรับอิเล็กทรอนิกส์และเซลล์แสงอาทิตย์สำหรับแผงโซลาร์เซลล์ และ 5 เปอร์เซ็นต์สำหรับฟอสเฟอร์, โลหะวิทยาและสารอินทรีย์รวมถึงยา
- เจอร์เมเนียมส่วนใหญ่จะขุดด้วยแร่สังกะสีเช่นเดียวกับอาร์กีโทรไลต์เยอรมันและถ่านหินตามห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Los Alamos- จากข้อมูลทางเคมีอธิบายว่าเจอร์เมเนียมถูกขุดในอลาสการัฐเทนเนสซีจีนสหราชอาณาจักรยูเครนรัสเซียและเบลเยียม
การเรียกร้องสุขภาพ
มีการอ้างว่าเจอร์เมเนียมอาจเป็นประโยชน์ต่อสุขภาพรวมถึงการปรับปรุงระบบภูมิคุ้มกันการจัดหาออกซิเจนในร่างกายและทำลายอนุมูลอิสระ ตามสิ่งมีชีวิตเจอร์เมเนียมยังได้รับการพิจารณาว่าเป็นประโยชน์ในการรักษาโรคภูมิแพ้โรคหอบหืดโรคข้ออักเสบเอชไอวี/เอดส์และมะเร็งในรูปแบบต่าง ๆ
อย่างไรก็ตามมีการสนับสนุนทางวิทยาศาสตร์เพียงเล็กน้อยถึงไม่มีเลยเกี่ยวกับการเรียกร้องเหล่านี้และการใช้ผลิตภัณฑ์เสริมอาหารเจอร์เมเนียมหรือยาสามารถนำไปสู่ผลข้างเคียงมากมายรวมถึงความเสียหายของไตโรคโลหิตจางความอ่อนแอของกล้ามเนื้อและการขาดการประสานงานและเอนไซม์ตับที่สูงขึ้นตาม Healthline
ในการทดลองอนุพันธ์ของเจอร์เมเนียมที่เรียกว่า spirogermanium ได้รับการแสดงเพื่อยับยั้งการจำลองแบบในเซลล์มะเร็งบางชนิด แต่การศึกษาของมนุษย์แสดงให้เห็นว่ามันมีผลข้างเคียงและไม่เหมาะสมในการรักษาต้านมะเร็งศูนย์มะเร็ง Memorial Sloan Kettering-
งานวิจัยปัจจุบัน
เจอร์เมเนียมมักใช้ในเครื่องตรวจจับในหลากหลายสาขาตามการศึกษาที่ตีพิมพ์ในตัวอักษรฟิสิกส์ประยุกต์ในปี 2559 การศึกษากล่าวถึงประสิทธิภาพสูงของเครื่องตรวจจับแสงเจอร์เมเนียมเมื่อใช้ในสเปกตรัมแสงอินฟราเรดที่มองเห็นได้และใกล้กับแสง เครื่องตรวจจับเจอร์เมเนียมถูกนำมาเปรียบเทียบกับเครื่องตรวจจับแสงจากซิลิคอนทั่วไปและตามที่ผู้เขียนได้ดีกว่าอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนและการตอบสนองใกล้ปลายช่วงสเปกตรัมของแสงสามารถสังเกตได้ด้วยเครื่องตรวจจับ
เจอร์เมเนียมได้รับการทดสอบเพื่อใช้ในเครื่องตรวจจับแสงเนื่องจากมีขนาดเล็กbandgapหรือความสามารถที่ง่ายขึ้นสำหรับอิเล็กตรอนที่จะข้ามไปยังสถานะพลังงานที่สูงขึ้นซึ่งเป็นเรื่องธรรมดาในโลหะเซมิคอนดักเตอร์ โฟโตคอนเดอร์เหล่านี้ใช้ในเทคโนโลยีหลายประเภทที่ใช้ในชีวิตประจำวันของเราเช่นการควบคุมรีโมทโทรทัศน์โดยอัตโนมัติเปิดประตูทั่วไปที่ร้านค้าขนาดใหญ่และระบบสื่อสารไฟเบอร์ออปติกโดยอัตโนมัติlaserfocusworld- ด้วยประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากการดูดซึมเจอร์เมเนียมที่สูงขึ้นในเครื่องตรวจจับแสงกับวัสดุแบบดั้งเดิมเช่นซิลิกอนสามารถรับข้อมูลได้มากขึ้นและดีขึ้นในความยาวคลื่นเป้าหมาย
ทรัพยากรเพิ่มเติม
