रासायनिक तत्व जर्मेनियम के लक्षण। प्राकृतिक सामग्री के गुण

सोने के लायक - कांच की तरह नाजुक।जर्मेनियम एक ट्रेस तत्व है जो कई प्रक्रियाओं में भाग लेता है मानव शरीर. इस तत्व की कमी जठरांत्र संबंधी मार्ग, वसा के चयापचय और अन्य प्रक्रियाओं के कामकाज को प्रभावित करती है, विशेष रूप से एथेरोस्क्लेरोसिस के विकास को। पहली बार जापान में मानव स्वास्थ्य के लिए जर्मेनियम के लाभों पर चर्चा की गई। 1967 में, डॉ. कत्सुहीहो असई ने खोज की कि जर्मेनियम में जैविक प्रभावों की एक विस्तृत श्रृंखला है।

जर्मनी के उपयोगी गुण

शरीर के ऊतकों में ऑक्सीजन का परिवहन। जर्मेनियम, रक्त में मिल रहा है, हीमोग्लोबिन के समान व्यवहार करता है। यह शरीर के ऊतकों तक ऑक्सीजन पहुंचाने की गारंटी देता है सामान्य कामकाजसभी महत्वपूर्ण प्रणालियां और हाइपोक्सिया के प्रति संवेदनशील अंगों में ऑक्सीजन की कमी के विकास को रोकता है।
. प्रतिरक्षा की उत्तेजना। कार्बनिक यौगिकों के रूप में जर्मेनियम गामा-इंटरफेरॉन के उत्पादन में योगदान देता है, जो तेजी से विभाजित होने वाली माइक्रोबियल कोशिकाओं के प्रजनन को दबा देता है, मैक्रोफेज और विशिष्ट प्रतिरक्षा कोशिकाओं को सक्रिय करता है।
. एंटीट्यूमर प्रभाव। जर्मेनियम घातक नवोप्लाज्म के विकास में देरी करता है और मेटास्टेस की उपस्थिति को रोकता है सुरक्षात्मक गुणरेडियोधर्मी जोखिम से। कार्रवाई का तंत्र जर्मेनियम परमाणु के ट्यूमर संरचनाओं के नकारात्मक चार्ज कणों के साथ बातचीत से जुड़ा हुआ है। जर्मेनियम ट्यूमर सेल को "अतिरिक्त" इलेक्ट्रॉनों से मुक्त करता है और इसके विद्युत आवेश को बढ़ाता है, जिससे ट्यूमर की मृत्यु हो जाती है।
. बायोकाइडल एक्शन (एंटिफंगल, एंटीवायरल, जीवाणुरोधी)। कार्बनिक जर्मेनियम यौगिक इंटरफेरॉन के उत्पादन को प्रोत्साहित करते हैं, एक सुरक्षात्मक प्रोटीन जो विदेशी सूक्ष्मजीवों की शुरूआत के जवाब में उत्पन्न होता है।
. दर्द निवारक प्रभाव। यह ट्रेस तत्व प्राकृतिक खाद्य पदार्थों जैसे कि लहसुन, जिनसेंग, क्लोरेला और विभिन्न प्रकार के मशरूम में मौजूद होता है। 1960 के दशक में जब डॉ. कत्सुहीहो असाई ने जीवित जीवों में जर्मेनियम की खोज की और दिखाया कि यह ऊतकों को ऑक्सीजन की आपूर्ति में वृद्धि करता है और उपचार में भी मदद करता है, तो इसने चिकित्सा समुदाय में बहुत रुचि पैदा की:
. कैंसर;
. गठिया, ऑस्टियोपोरोसिस;
. कैंडिडिआसिस (खमीर सूक्ष्मजीव कैंडिडा अल्बिकन्स की अतिवृद्धि);
. एड्स और अन्य वायरल संक्रमण। इसके अलावा, जर्मेनियम घाव भरने में तेजी लाने और दर्द को कम करने में सक्षम है।

कार्बनिक जर्मेनियम। खुलने का इतिहास

केमिस्ट विंकलर ने 1886 में चांदी के अयस्क में आवर्त सारणी जर्मेनियम के एक नए तत्व की खोज की थी, उन्हें चिकित्सा वैज्ञानिकों का ध्यान नहीं था कि यह तत्व 20 वीं शताब्दी में आकर्षित होगा। चिकित्सा जरूरतों के लिए, जर्मेनियम जापान में सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला पहला था। पशु प्रयोगों और मानव नैदानिक परीक्षणों में विभिन्न ऑर्गोजर्मेनियम यौगिकों के परीक्षणों से पता चला है कि वे हैं बदलती डिग्रीमानव शरीर पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है। कार्बनिक जर्मेनियम के जैविक गुणों में इसकी क्षमताओं पर ध्यान दिया जा सकता है:
. शरीर के ऊतकों में ऑक्सीजन का स्थानांतरण सुनिश्चित करना;
. तंत्रिका आवेगों की चालकता में सुधार;
. शरीर की प्रतिरक्षा स्थिति में वृद्धि;
. एंटीट्यूमर गतिविधि प्रदर्शित करें

रक्त में कार्बनिक जर्मेनियम की उच्च सामग्री ने जापानी वैज्ञानिकों को मानव शरीर में इसकी क्रिया के तंत्र के निम्नलिखित सिद्धांत को आगे बढ़ाने की अनुमति दी। यह माना जाता है कि रक्त में कार्बनिक जर्मेनियम हीमोग्लोबिन के समान व्यवहार करता है, जिसमें नकारात्मक चार्ज भी होता है और हीमोग्लोबिन की तरह, शरीर के ऊतकों में ऑक्सीजन हस्तांतरण की प्रक्रिया में भाग लेता है। यह ऊतक स्तर पर ऑक्सीजन की कमी (हाइपोक्सिया) के विकास को रोकता है। कार्बनिक जर्मेनियम तथाकथित रक्त हाइपोक्सिया के विकास को रोकता है, जो तब होता है जब ऑक्सीजन संलग्न करने में सक्षम हीमोग्लोबिन की मात्रा कम हो जाती है (रक्त की ऑक्सीजन क्षमता में कमी), और रक्त की हानि, कार्बन मोनोऑक्साइड विषाक्तता और विकिरण जोखिम के साथ विकसित होती है . ऑक्सीजन की कमी के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील केंद्रीय तंत्रिका तंत्र, हृदय की मांसपेशी, गुर्दे के ऊतक और यकृत हैं।
प्रयोगों के परिणामस्वरूप, यह भी पाया गया कि कार्बनिक जर्मेनियम गामा इंटरफेरॉन के प्रेरण को बढ़ावा देता है, जो तेजी से विभाजित होने वाली कोशिकाओं के प्रजनन को दबा देता है और विशिष्ट कोशिकाओं (टी-किलर) को सक्रिय करता है। जीव के स्तर पर इंटरफेरॉन की कार्रवाई के मुख्य क्षेत्र एंटीवायरल और एंटीट्यूमर संरक्षण, इम्यूनोमॉड्यूलेटरी और लसीका प्रणाली के रेडियोप्रोटेक्टिव कार्य हैं। रोगों के प्राथमिक संकेतों के साथ पैथोलॉजिकल ऊतकों और ऊतकों का अध्ययन करने की प्रक्रिया में, यह पाया गया कि वे हमेशा ऑक्सीजन की कमी और सकारात्मक चार्ज एच + हाइड्रोजन रेडिकल की उपस्थिति की विशेषता रखते हैं। एच + आयनों का मानव शरीर की कोशिकाओं पर उनकी मृत्यु तक अत्यधिक नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। हाइड्रोजन आयनों के साथ संयोजन करने की क्षमता वाले ऑक्सीजन आयन, हाइड्रोजन आयनों के कारण कोशिकाओं और ऊतकों को होने वाले नुकसान के लिए चुनिंदा और स्थानीय रूप से क्षतिपूर्ति करना संभव बनाते हैं। हाइड्रोजन आयनों पर जर्मेनियम की क्रिया इसके कार्बनिक रूप - सेसक्वियोक्साइड के रूप के कारण होती है।

जहां जर्मेनियम पाया जाता है

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पृथ्वी की पपड़ी के भू-रासायनिक विकास की प्रक्रिया में, अधिकांश भूमि की सतह से महासागरों में जर्मेनियम की एक महत्वपूर्ण मात्रा को धोया गया था, इसलिए, वर्तमान में, मिट्टी में निहित इस ट्रेस तत्व की मात्रा है अत्यंत महत्वहीन।
मिट्टी से जर्मेनियम और इसके यौगिकों को अवशोषित करने में सक्षम कुछ पौधों में, जिनसेंग (0.2% तक) नेता है, व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है तिब्बती दवा. जर्मेनियम में लहसुन, कपूर और मुसब्बर भी शामिल हैं, पारंपरिक रूप से विभिन्न मानव रोगों की रोकथाम और उपचार के लिए उपयोग किया जाता है।
जर्मेनियम एक दुर्लभ ट्रेस तत्व है जो कई खाद्य पदार्थों में मौजूद है, लेकिन सूक्ष्म मात्रा में। कार्बनिक रूप में जर्मेनियम की अनुशंसित दैनिक खुराक 8-10 मिलीग्राम है। 125 प्रजातियों का विश्लेषण करके भोजन में जर्मेनियम की मात्रा का अनुमान लगाया गया खाद्य उत्पाद, ने दिखाया कि भोजन के साथ प्रतिदिन 1.5 मिलीग्राम जर्मेनियम की आपूर्ति की जाती है। 1 ग्राम में कच्चे खाद्य पदार्थइसमें आमतौर पर 0.1 1.0 एमसीजी होता है।
यह ट्रेस तत्व टमाटर के रस, बीन्स, दूध, सामन में पाया जाता है। हालांकि, जर्मेनियम में शरीर की दैनिक जरूरतों को पूरा करने के लिए, पीने के लिए आवश्यक है, उदाहरण के लिए, 10 लीटर तक टमाटर का रसप्रति दिन या 5 किलो सामन तक खा सकते हैं, जो मानव शरीर की शारीरिक क्षमताओं के मामले में अवास्तविक है। इसके अलावा, इन उत्पादों की कीमतें अधिकांश आबादी के लिए नियमित रूप से उपभोग करना असंभव बना देती हैं। हमारे देश का क्षेत्र विशाल है और इसका 95%, जर्मेनियम की कमी आवश्यक मानदंड के 80 से 90% तक है।

मानव शरीर में जर्मेनियम

जर्मेनियम की खोज 19वीं शताब्दी के अंत में वैज्ञानिकों ने की थी, जिन्होंने तांबे और जस्ता के शुद्धिकरण के दौरान इसे अलग कर दिया था। अपने शुद्ध रूप में, जर्मेनियम में खनिज जर्मेनाइट होता है, जो जीवाश्म कोयले के निष्कर्षण में पाया जाता है; रंग में, यह चांदी की चमक के साथ गहरे भूरे या हल्के रंग का हो सकता है। जर्मेनियम में भंगुर संरचना होती है और एक जोरदार प्रहार के साथइसे कांच की तरह तोड़ा जा सकता है, लेकिन यह पानी, हवा और अधिकांश क्षार और अम्ल के प्रभाव में अपने गुणों को नहीं बदलता है। 20 वीं शताब्दी के मध्य तक, जर्मेनियम का उपयोग औद्योगिक उद्देश्यों के लिए किया जाता था - कारखानों में, ऑप्टिकल लेंस, अर्धचालक और आयन डिटेक्टर बनाने में।
जानवरों और मनुष्यों के शरीर में जैविक जर्मेनियम की खोज ने चिकित्सा वैज्ञानिकों द्वारा इस सूक्ष्मजीव के अधिक विस्तृत अध्ययन को जन्म दिया। कई परीक्षणों के दौरान, यह साबित हो गया कि जर्मेनियम के सूक्ष्म तत्व का मानव शरीर पर लाभकारी प्रभाव पड़ता है, हीमोग्लोबिन के बराबर ऑक्सीजन वाहक के रूप में कार्य करता है और हड्डी के ऊतकों जैसे सीसे में जमा नहीं होता है।

मानव शरीर में जर्मेनियम की भूमिका

मानव शरीर में सूक्ष्म तत्व जर्मेनियम कई भूमिकाएँ करता है: प्रतिरक्षा का रक्षक (रोगाणुओं के खिलाफ लड़ाई में भाग लेता है), हीमोग्लोबिन का सहायक (संचार प्रणाली में ऑक्सीजन की गति में सुधार करता है) और कैंसर कोशिकाओं के विकास पर एक निरोधात्मक प्रभाव पड़ता है (मेटास्टेस का विकास)। शरीर में जर्मेनियम हानिकारक रोगाणुओं, बैक्टीरिया और से लड़ने के लिए इंटरफेरॉन के उत्पादन को उत्तेजित करता है विषाणु संक्रमणशरीर में घुसना।
जर्मेनियम का एक बड़ा प्रतिशत पेट और प्लीहा द्वारा बनाए रखा जाता है, आंशिक रूप से छोटी आंत की दीवारों द्वारा अवशोषित किया जाता है, जिसके बाद यह रक्तप्रवाह में प्रवेश करता है और अस्थि मज्जा में पहुंचा दिया जाता है। शरीर में जर्मेनियम सक्रिय रूप से चलती तरल पदार्थों की प्रक्रियाओं में शामिल है - पेट और आंतों में, और शिरापरक तंत्र के माध्यम से रक्त की गति में भी सुधार करता है। जर्मेनियम, इंटरसेलुलर स्पेस में घूमते हुए, शरीर की कोशिकाओं द्वारा लगभग पूरी तरह से अवशोषित हो जाता है, लेकिन थोड़ी देर के बाद, इस ट्रेस तत्व का लगभग 90% गुर्दे द्वारा मूत्र के साथ शरीर से बाहर निकाल दिया जाता है। यह बताता है कि मानव शरीर को लगातार उत्पादों के साथ-साथ जैविक जर्मेनियम के सेवन की आवश्यकता क्यों होती है।
हाइपोक्सिया एक ऐसी दर्दनाक स्थिति है जब रक्त में हीमोग्लोबिन की मात्रा तेजी से घट जाती है (खून की कमी, विकिरण जोखिम) और ऑक्सीजन पूरे शरीर में नहीं फैलती है, जिससे ऑक्सीजन भुखमरी होती है। सबसे पहले, ऑक्सीजन की कमी मस्तिष्क और तंत्रिका तंत्र, साथ ही मुख्य आंतरिक अंगों - हृदय की मांसपेशियों, यकृत और गुर्दे को नुकसान पहुंचाती है। मानव शरीर में जर्मेनियम (जैविक उत्पत्ति का) ऑक्सीजन के साथ एक संबंध में प्रवेश करने और इसे पूरे शरीर में वितरित करने में सक्षम है, अस्थायी रूप से हीमोग्लोबिन के कार्यों को ले रहा है।
फाइबर में होने वाले इलेक्ट्रॉनिक आवेगों के कारण, जर्मेनियम का एक अन्य लाभ दर्द के पुनर्भुगतान (चोटों से जुड़ा नहीं) को प्रभावित करने की क्षमता है। तंत्रिका तंत्रमें आपके जवाब का इंतज़ार कर रहा हूँ गंभीर तनाव. उनका अराजक आंदोलन इस दर्दनाक तनाव का कारण बनता है।

जर्मेनियम युक्त उत्पाद

कार्बनिक जर्मेनियम सभी को ज्ञात उत्पादों में पाया जाता है, जैसे: लहसुन, खाद्य मशरूम, सूरजमुखी और कद्दू के बीज, सब्जियां - गाजर, आलू और चुकंदर, गेहूं की भूसी, बीन्स (सोयाबीन, बीन्स), टमाटर, मछली।

शरीर में जर्मेनियम की कमी

हर दिन एक व्यक्ति को 0.5 मिलीग्राम से 1.5 मिलीग्राम जर्मेनियम की आवश्यकता होती है। ट्रेस तत्व जर्मेनियम को दुनिया भर में मनुष्यों के लिए सुरक्षित और गैर विषैले माना जाता है। वर्तमान में जर्मेनियम की अधिक मात्रा के बारे में कोई जानकारी नहीं है, लेकिन जर्मेनियम की कमी से घातक ट्यूमर में कैंसर कोशिकाओं के उद्भव और विकास का खतरा बढ़ जाता है। ऑस्टियोपोरोसिस की घटना शरीर में जर्मेनियम की कमी से भी जुड़ी है।

लहसुन के उपयोगी गुण

लहसुन- यह उन कुछ उत्पादों में से एक है जिनमें ट्रेस तत्व जर्मेनियम होता है। बीसवीं शताब्दी के सत्तर के दशक में, जापानी वैज्ञानिकों ने मानव शरीर के लिए इस ट्रेस तत्व के महत्व पर शोध किया। यह पता चला कि जर्मेनियम हीमोग्लोबिन की तरह शरीर के ऊतकों को ऑक्सीजन के परिवहन में सक्रिय रूप से शामिल है। यह हृदय की मांसपेशियों, संपूर्ण तंत्रिका तंत्र, यकृत और गुर्दे के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। प्रतिरक्षा प्रणाली को उत्तेजित करके, जर्मेनियम मैक्रोफेज और टी-किलर (विशेष प्रतिरक्षा कोशिकाओं) को सक्रिय करता है। साथ ही, इस ट्रेस तत्व में एक एंटीट्यूमर, जीवाणुरोधी, एंटीवायरल, एंटिफंगल, एनाल्जेसिक प्रभाव होता है।

जर्मेनियम कोई औषधि नहीं है, इसलिए यह रोगों को दूर करने में सक्षम नहीं है। लेकिन जापानी वैज्ञानिकों के अनुसार (और यह वहाँ था कि वे पहली बार मानव शरीर पर जर्मेनियम के सकारात्मक प्रभाव में रुचि रखते थे), जर्मेनियम शरीर की सामान्य स्थिति में सुधार करने में सक्षम है, अर्थात्:
- शरीर में रक्त परिसंचरण को सामान्य करें;
- थकान और मांसपेशियों में तनाव दूर करें;
- घाव भरने में तेजी लाएं;
- दर्द दूर करे;
- शरीर को ठंडा होने से रोकें;
- नींद में सुधार;
- बेहतर शारीरिक गतिविधि को बढ़ावा देना;
- भावनात्मक पृष्ठभूमि को सामान्य करें;
- खेल खेलने की प्रक्रिया में मांसपेशियों और जोड़ों में खिंचाव को रोकें।
यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि जर्मेनियम हार और कंगन का कोई साइड इफेक्ट नहीं है और न ही नशे की लत है।

जर्मनी के नाम पर रखा गया। इस देश के एक वैज्ञानिक ने खोज की और उसे जो कुछ भी नाम देने का अधिकार था। तो मिल गया जर्मेनियम.

हालांकि, यह मेंडेलीव नहीं था जो भाग्यशाली था, लेकिन क्लेमेंस विंकलर। उन्हें आर्गीरोडाइट का अध्ययन करने के लिए नियुक्त किया गया था। एक नया खनिज, जिसमें मुख्य रूप से शामिल है, हिम्मेलफुरस्ट खान में पाया गया था।

विंकलर ने पत्थर की संरचना का 93% निर्धारित किया और शेष 7% के साथ मृत अंत तक पहुंच गया। निष्कर्ष यह था कि उनमें एक अज्ञात तत्व शामिल था।

अधिक सावधानीपूर्वक विश्लेषण ने फल पैदा किया है। जर्मेनियम की खोज की. यह धातु है। यह मानव जाति के लिए किस प्रकार उपयोगी है? इसके बारे में और न केवल हम आगे बताएंगे।

जर्मेनियम गुण

जर्मेनियम - आवर्त सारणी का 32 वां तत्व. यह पता चला है कि धातु चौथे समूह में शामिल है। संख्या तत्वों की वैधता से मेल खाती है।

यानी जर्मेनियम 4 बनाने की प्रवृत्ति रखता है रासायनिक बंध. यह विंकलर द्वारा खोजा गया तत्व जैसा दिखता है।

इसलिए मेंडेलीव की इच्छा अभी भी अनदेखे तत्व इकोसिलिशियम का नाम रखने की है, जिसे सी के रूप में दर्शाया गया है। दिमित्री इवानोविच ने 32 वीं धातु के गुणों की अग्रिम गणना की।

जर्मेनियम रासायनिक गुणों में सिलिकॉन के समान है। गर्म होने पर ही एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है। ऑक्सीकरण एजेंटों की उपस्थिति में क्षार के साथ "संचार" करता है।

जल वाष्प के लिए प्रतिरोधी। हाइड्रोजन, कार्बन, के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। जर्मेनियम 700 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर रोशनी करता है। प्रतिक्रिया जर्मेनियम डाइऑक्साइड के गठन के साथ है।

32वां तत्व हैलोजन के साथ आसानी से इंटरैक्ट करता है। ये सारणी के समूह 17 के लवण बनाने वाले पदार्थ हैं।

भ्रमित न होने के लिए, हम इंगित करते हैं कि हम ध्यान केंद्रित करते हैं नया मानक. पुराने समय में यह आवर्त सारणी का 7वां समूह है।

तालिका जो भी हो, उसमें धातुएँ तिरछी तिरछी रेखा के बाईं ओर स्थित होती हैं। 32वां तत्व एक अपवाद है।

एक और अपवाद है। वह प्रतिक्रिया भी दे सकती है। एंटीमनी को सब्सट्रेट पर जमा किया जाता है।

के साथ सक्रिय सहभागिता सुनिश्चित की जाती है। अधिकांश धातुओं की तरह, जर्मेनियम अपने वाष्पों में जलने में सक्षम है।

बाह्य जर्मेनियम तत्व, भूरा-सफेद, उच्चारण के साथ धात्विक चमक.

संशोधन करके आंतरिक संरचना, धातु में एक घन संरचना होती है। यह प्राथमिक कोशिकाओं में परमाणुओं की व्यवस्था को दर्शाता है।

वे क्यूब्स के आकार के होते हैं। आठ परमाणु शीर्ष पर स्थित हैं। संरचना जाली के करीब है।

तत्व 32 में 5 स्थिर समस्थानिक हैं। उनकी उपस्थिति सभी की संपत्ति है जर्मेनियम उपसमूह के तत्व।

वे सम हैं, जो स्थिर समस्थानिकों की उपस्थिति निर्धारित करते हैं। उदाहरण के लिए, उनमें से 10 हैं।

जर्मेनियम का घनत्व 5.3-5.5 ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर होता है। पहला सूचक राज्य के लिए विशिष्ट है, दूसरा - तरल धातु के लिए।

नरम रूप में, यह न केवल अधिक घना है, बल्कि प्लास्टिक भी है। कमरे के तापमान पर भंगुर, पदार्थ 550 डिग्री पर हो जाता है। ये जर्मेनियम की विशेषताएं

कमरे के तापमान पर धातु की कठोरता लगभग 6 अंक होती है।

इस अवस्था में 32वाँ तत्व एक विशिष्ट अर्धचालक है। लेकिन, जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है संपत्ति "उज्ज्वल" हो जाती है। बस कंडक्टर, तुलना के लिए, गर्म होने पर अपने गुण खो देते हैं।

जर्मेनियम न केवल करंट का संचालन करता है आदर्श फॉर्मलेकिन समाधान में भी।

अर्धचालक गुणों के संदर्भ में, 32वां तत्व भी सिलिकॉन के करीब है और उतना ही सामान्य है।

हालांकि, पदार्थों के आवेदन के क्षेत्र अलग-अलग हैं। सिलिकॉन एक अर्धचालक है जिसका उपयोग किया जाता है सौर पेनल्स, पतली-फिल्म प्रकार सहित।

फोटोकल्स के लिए भी तत्व की आवश्यकता होती है। अब, विचार करें कि जर्मेनियम कहाँ काम आता है।

जर्मेनियम का अनुप्रयोग

जर्मेनियम का प्रयोग किया जाता हैगामा स्पेक्ट्रोस्कोपी में। इसके उपकरण संभव बनाते हैं, उदाहरण के लिए, मिश्रित उत्प्रेरक ऑक्साइड में योजक की संरचना का अध्ययन करना।

अतीत में जर्मेनियम को डायोड और ट्रांजिस्टर में जोड़ा गया था। सोलर सेल में सेमीकंडक्टर के गुण भी काम आते हैं।

लेकिन, यदि सिलिकॉन को मानक मॉडल में जोड़ा जाता है, तो जर्मेनियम को अत्यधिक कुशल, नई पीढ़ी के मॉडल में जोड़ा जाता है।

मुख्य बात यह है कि पूर्ण शून्य के करीब के तापमान पर जर्मेनियम का उपयोग नहीं करना है। ऐसी परिस्थितियों में धातु वोल्टेज संचारित करने की अपनी क्षमता खो देती है।

जर्मेनियम के कंडक्टर होने के लिए, इसमें अशुद्धियाँ 10% से अधिक नहीं होनी चाहिए। बिल्कुल सही अल्ट्रा क्लीन रासायनिक तत्व।

जर्मेनियमजोन पिघलने की इस विधि द्वारा बनाया गया। यह तरल और चरणों में विदेशी तत्वों की विभिन्न घुलनशीलता पर आधारित है।

सूत्र जर्मेनियमआपको इसे व्यवहार में लागू करने की अनुमति देता है। यहां हम अब तत्व के अर्धचालक गुणों के बारे में बात नहीं कर रहे हैं, बल्कि इसकी सख्त होने की क्षमता के बारे में बात कर रहे हैं।

इसी कारण से, जर्मेनियम का दंत प्रोस्थेटिक्स में उपयोग पाया गया है। हालांकि ताज अप्रचलित हो रहे हैं, फिर भी उनके लिए थोड़ी मांग है।

यदि आप जर्मेनियम में सिलिकॉन और एल्यूमीनियम मिलाते हैं, तो सोल्डर प्राप्त होते हैं।

उनका गलनांक सदैव आपस में जुड़ी हुई धातुओं के गलनांक से कम होता है। तो, आप जटिल, डिज़ाइन डिज़ाइन बना सकते हैं।

यहां तक कि जर्मेनियम के बिना इंटरनेट भी असंभव होगा। 32वां तत्व ऑप्टिकल फाइबर में मौजूद होता है। इसके मूल में हीरो के मिश्रण के साथ क्वार्ट्ज है।

और इसका डाइऑक्साइड फाइबर की परावर्तकता को बढ़ाता है। इसकी मांग को देखते हुए इलेक्ट्रॉनिक्स, उद्योगपतियों को बड़ी मात्रा में जर्मेनियम की जरूरत है। कौन से और कैसे प्रदान किए जाते हैं, हम नीचे अध्ययन करेंगे।

खनन जर्मेनियम

जर्मेनियम काफी आम है। पृथ्वी की पपड़ी में, 32 वां तत्व, उदाहरण के लिए, सुरमा, या से अधिक है।

खोजे गए भंडार लगभग 1,000 टन हैं। उनमें से लगभग आधे संयुक्त राज्य के आंत में छिपे हुए हैं। अन्य 410 टन संपत्ति हैं।

इसलिए, बाकी देशों को मूल रूप से कच्चा माल खरीदना पड़ता है। दिव्य साम्राज्य के साथ सहयोग करता है। यह राजनीतिक दृष्टि से और आर्थिक दृष्टि से दोनों ही दृष्टि से उचित है।

तत्व जर्मेनियम के गुण, व्यापक पदार्थों के साथ अपने भू-रासायनिक संबंध से जुड़े, धातु को अपने स्वयं के खनिज बनाने की अनुमति नहीं देते हैं।

आमतौर पर, धातु को मौजूदा जाली में पेश किया जाता है। अतिथि, ज़ाहिर है, ज्यादा जगह नहीं लेगा।

इसलिए, आपको जर्मेनियम को थोड़ा-थोड़ा करके निकालना होगा। आप में कुछ किलो प्रति टन चट्टान पा सकते हैं।

Enargits में प्रति 1000 किलोग्राम में 5 किलो से अधिक जर्मेनियम नहीं होता है। पायरागराइट में 2 गुना अधिक।

एक टन तत्व 32 सल्वानाइट में 1 किलोग्राम से अधिक नहीं होता है। ज्यादातर, जर्मेनियम को अन्य धातुओं के अयस्कों से उप-उत्पाद के रूप में निकाला जाता है, उदाहरण के लिए, या अलौह, जैसे क्रोमाइट, मैग्नेटाइट, रुटाइट।

मांग के आधार पर, जर्मेनियम का वार्षिक उत्पादन 100-120 टन तक होता है।

मूल रूप से, पदार्थ का एकल-क्रिस्टल रूप खरीदा जाता है। स्पेक्ट्रोमीटर, ऑप्टिकल फाइबर, कीमती के उत्पादन के लिए ठीक यही आवश्यक है। आइए जानते हैं रेट।

जर्मेनियम की कीमत

मोनोक्रिस्टलाइन जर्मेनियम मुख्य रूप से टन द्वारा खरीदा जाता है। के लिए बड़े प्रोडक्शंसइससे लाभ होता है।

32 वें तत्व के 1,000 किलोग्राम की लागत लगभग 100,000 रूबल है। आप 75,000 - 85,000 के ऑफ़र पा सकते हैं।

यदि आप पॉलीक्रिस्टलाइन लेते हैं, यानी छोटे समुच्चय और बढ़ी हुई ताकत के साथ, आप प्रति किलो कच्चा माल 2.5 गुना अधिक दे सकते हैं।

मानक लंबाई 28 सेंटीमीटर से कम नहीं है। ब्लॉक एक फिल्म के साथ सुरक्षित हैं, क्योंकि वे हवा में फीका पड़ जाते हैं। पॉलीक्रिस्टलाइन जर्मेनियम - एकल क्रिस्टल उगाने के लिए "मिट्टी"।

जर्मेनियम (लैटिन जर्मेनियम से), नामित "जीई", दिमित्री इवानोविच मेंडेलीव के रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी के चतुर्थ समूह का एक तत्व; तत्व संख्या 32, परमाणु भार 72.59 है। जर्मेनियम एक धात्विक चमक के साथ एक ग्रे-सफेद ठोस है। यद्यपि जर्मेनियम का रंग अपेक्षाकृत सापेक्ष अवधारणा है, यह सब सामग्री के सतही उपचार पर निर्भर करता है। कभी-कभी यह स्टील की तरह धूसर हो सकता है, कभी-कभी चांदी की तरह, और कभी-कभी पूरी तरह से काला। बाह्य रूप से, जर्मेनियम सिलिकॉन के काफी करीब है। ये तत्व न केवल एक दूसरे के समान हैं, बल्कि काफी हद तक समान अर्धचालक गुण भी रखते हैं। उनका आवश्यक अंतर यह तथ्य है कि जर्मेनियम सिलिकॉन से दोगुना भारी है।

प्रकृति में पाया जाने वाला जर्मेनियम, द्रव्यमान संख्या 76, 74, 73, 32, 70 के साथ पांच स्थिर समस्थानिकों का मिश्रण है। 1871 में वापस, प्रसिद्ध रसायनज्ञ, आवर्त सारणी के "पिता", दिमित्री इवानोविच मेंडेलीव ने गुणों और अस्तित्व की भविष्यवाणी की जर्मेनियम का। उन्होंने उस समय अज्ञात तत्व को "इकासिलिशियम" कहा, क्योंकि। नए पदार्थ के गुण कई मायनों में सिलिकॉन के समान थे। 1886 में, खनिज अर्गिरडाइट का अध्ययन करने के बाद, जर्मन अड़तालीस वर्षीय रसायनज्ञ के। विंकलर ने प्राकृतिक मिश्रण में एक पूरी तरह से नए रासायनिक तत्व की खोज की।

सबसे पहले, रसायनज्ञ तत्व नेप्च्यूनियम को कॉल करना चाहते थे, क्योंकि नेपच्यून ग्रह की खोज की तुलना में बहुत पहले की भविष्यवाणी की गई थी, लेकिन फिर उन्हें पता चला कि ऐसा नाम पहले से ही तत्वों में से एक की झूठी खोज में इस्तेमाल किया गया था, इसलिए विंकलर इस नाम को छोड़ने का फैसला किया। वैज्ञानिक को तत्व एंगुलरियम का नाम देने की पेशकश की गई थी, जिसका अर्थ है "विवादास्पद, कोणीय", लेकिन विंकलर इस नाम से सहमत नहीं थे, हालांकि तत्व संख्या 32 ने वास्तव में बहुत विवाद पैदा किया। वैज्ञानिक राष्ट्रीयता से जर्मन थे, इसलिए उन्होंने अंत में उनके सम्मान में तत्व जर्मेनियम का नाम तय किया स्वदेशजर्मनी।

जैसा कि बाद में पता चला, जर्मेनियम पहले खोजे गए "एकासिलिशियम" से ज्यादा कुछ नहीं निकला। बीसवीं शताब्दी के उत्तरार्ध तक, जर्मेनियम की व्यावहारिक उपयोगिता बल्कि संकीर्ण और सीमित थी। सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्स के औद्योगिक उत्पादन की शुरुआत के परिणामस्वरूप ही धातु का औद्योगिक उत्पादन शुरू हुआ।

जर्मेनियम एक सेमीकंडक्टर सामग्री है जिसका व्यापक रूप से इलेक्ट्रॉनिक्स और इंजीनियरिंग में उपयोग किया जाता है, साथ ही साथ माइक्रोक्रिस्किट और ट्रांजिस्टर के उत्पादन में भी। रडार प्रतिष्ठान जर्मेनियम की पतली फिल्मों का उपयोग करते हैं, जिन्हें कांच पर लगाया जाता है और प्रतिरोध के रूप में उपयोग किया जाता है। डिटेक्टरों और सेंसर में जर्मेनियम और धातुओं के साथ मिश्र धातु का उपयोग किया जाता है।

तत्व में टंगस्टन या टाइटेनियम जैसी ताकत नहीं होती है, यह प्लूटोनियम या यूरेनियम जैसी ऊर्जा के एक अटूट स्रोत के रूप में काम नहीं करता है, सामग्री की विद्युत चालकता भी उच्चतम से दूर है, और औद्योगिक तकनीक में लोहा मुख्य धातु है। इसके बावजूद, जर्मेनियम सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से एक है तकनीकी प्रगतिहमारा समाज, क्योंकि यह पहले भी सिलिकॉन से पहले एक अर्धचालक सामग्री के रूप में इस्तेमाल किया जाने लगा था।

इस संबंध में यह पूछना उचित होगा कि अर्धचालकता और अर्धचालक क्या है? विशेषज्ञ भी इस प्रश्न का सटीक उत्तर नहीं दे सकते, क्योंकि। हम अर्धचालकों की विशेष रूप से मानी जाने वाली संपत्ति के बारे में बात कर सकते हैं। वे भी हैं सटीक परिभाषा, लेकिन केवल लोककथाओं के क्षेत्र से: एक अर्धचालक दो कारों के लिए एक कंडक्टर है।

जर्मेनियम की एक छड़ की कीमत लगभग सोने की एक छड़ के बराबर होती है। धातु बहुत नाजुक होती है, लगभग कांच की तरह, इसलिए यदि आप इस तरह के पिंड को गिराते हैं, तो इस बात की बहुत अधिक संभावना है कि धातु आसानी से टूट जाएगी।

जर्मेनियम धातु, गुण

जैविक गुण

चिकित्सा जरूरतों के लिए, जापान में जर्मेनियम का सबसे अधिक उपयोग किया जाता था। जानवरों और मनुष्यों पर ऑर्गेनोगर्मेनियम यौगिकों के परीक्षण के परिणामों से पता चला है कि वे शरीर पर लाभकारी प्रभाव डालने में सक्षम हैं। 1967 में, जापानी डॉक्टर के. असाई ने पाया कि जैविक जर्मेनियम का व्यापक जैविक प्रभाव है।

इसके सभी जैविक गुणों पर ध्यान दिया जाना चाहिए:

- शरीर के ऊतकों को ऑक्सीजन का स्थानांतरण सुनिश्चित करना;
- शरीर की प्रतिरक्षा स्थिति में वृद्धि;
- एंटीट्यूमर गतिविधि की अभिव्यक्ति।

इसके बाद, जापानी वैज्ञानिकों ने जर्मेनियम - "जर्मेनियम - 132" युक्त दुनिया का पहला चिकित्सा उत्पाद बनाया।

रूस में, जैविक जर्मेनियम युक्त पहली घरेलू दवा केवल 2000 में दिखाई दी।

पृथ्वी की पपड़ी की सतह के जैव रासायनिक विकास की प्रक्रिया प्रभावित नहीं हुई सबसे अच्छे तरीके सेइसमें जर्मेनियम की सामग्री पर। अधिकांश तत्व भूमि से महासागरों में धोए गए हैं, जिससे मिट्टी में इसकी सामग्री काफी कम रहती है।

पौधों में जो मिट्टी से जर्मेनियम को अवशोषित करने की क्षमता रखते हैं, जिनसेंग (जर्मेनियम 0.2% तक) नेता है। जर्मेनियम लहसुन, कपूर और मुसब्बर में भी पाया जाता है, जो परंपरागत रूप से विभिन्न मानव रोगों के उपचार में उपयोग किया जाता है। वनस्पति में, जर्मेनियम कार्बोक्सिथाइल सेमीऑक्साइड के रूप में पाया जाता है। अब एक पिरिमिडीन खंड के साथ सेसक्विओक्सेन को संश्लेषित करना संभव है - कार्बनिक यौगिकजर्मनी। इसकी संरचना में यह यौगिक प्राकृतिक के करीब है, जैसा कि जिनसेंग की जड़ में होता है।

जर्मेनियम को दुर्लभ ट्रेस तत्वों के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। वह में मौजूद है बड़ी संख्या मेंविभिन्न उत्पाद, लेकिन अल्प मात्रा में। कार्बनिक जर्मेनियम का दैनिक सेवन 8-10 मिलीग्राम पर निर्धारित किया गया है। 125 खाद्य पदार्थों के आकलन से पता चला कि लगभग 1.5 मिलीग्राम जर्मेनियम प्रतिदिन भोजन के साथ शरीर में प्रवेश करता है। 1 ग्राम कच्चे खाद्य पदार्थों में ट्रेस तत्व की मात्रा लगभग 0.1 - 1.0 μg होती है। जर्मेनियम दूध, टमाटर के रस, सामन और बीन्स में पाया जाता है। लेकिन जर्मेनियम की दैनिक आवश्यकता को पूरा करने के लिए आपको रोजाना 10 लीटर टमाटर का रस पीना चाहिए या लगभग 5 किलोग्राम सामन खाना चाहिए। इन उत्पादों की लागत के दृष्टिकोण से, किसी व्यक्ति के शारीरिक गुण और व्यावहारिक बुद्धिसाथ ही इतनी मात्रा में जर्मेनियम युक्त उत्पादों का उपयोग संभव नहीं है। रूस के क्षेत्र में, लगभग 80-90% आबादी में जर्मेनियम की कमी है, यही वजह है कि विशेष तैयारी विकसित की गई है।

व्यावहारिक अध्ययनों से पता चला है कि शरीर में जर्मेनियम वर्तमान आंत, पेट, प्लीहा, अस्थि मज्जा और रक्त में सबसे अधिक है। आंतों और पेट में ट्रेस तत्वों की उच्च सामग्री रक्त में दवा के अवशोषण की प्रक्रिया की लंबी कार्रवाई को इंगित करती है। एक धारणा है कि कार्बनिक जर्मेनियम रक्त में उसी तरह व्यवहार करता है जैसे हीमोग्लोबिन, यानी। एक नकारात्मक चार्ज है और ऊतकों को ऑक्सीजन के हस्तांतरण में शामिल है। इस प्रकार, यह ऊतक स्तर पर हाइपोक्सिया के विकास को रोकता है।

बार-बार के प्रयोगों के परिणामस्वरूप, टी-हत्यारों को सक्रिय करने और गामा इंटरफेरॉन के प्रेरण को बढ़ावा देने के लिए जर्मेनियम की संपत्ति साबित हुई, जो तेजी से विभाजित कोशिकाओं के प्रजनन की प्रक्रिया को दबा देती है। इंटरफेरॉन की कार्रवाई की मुख्य दिशा लसीका प्रणाली के एंटीट्यूमर और एंटीवायरल प्रोटेक्शन, रेडियोप्रोटेक्टिव और इम्यूनोमॉड्यूलेटरी फ़ंक्शन हैं।

सेस्क्विओक्साइड के रूप में जर्मेनियम में हाइड्रोजन आयन एच + पर कार्य करने की क्षमता होती है, जो शरीर की कोशिकाओं पर उनके हानिकारक प्रभाव को दूर करता है। मानव शरीर की सभी प्रणालियों के उत्कृष्ट संचालन की गारंटी रक्त और सभी ऊतकों को ऑक्सीजन की निर्बाध आपूर्ति है। कार्बनिक जर्मेनियम न केवल शरीर के सभी बिंदुओं पर ऑक्सीजन पहुंचाता है, बल्कि हाइड्रोजन आयनों के साथ इसके संपर्क को भी बढ़ावा देता है।

- जर्मेनियम एक धातु है, लेकिन इसकी भंगुरता की तुलना कांच से की जा सकती है।
- कुछ संदर्भ पुस्तकें बताती हैं कि जर्मेनियम का रंग चांदी जैसा होता है। लेकिन यह नहीं कहा जा सकता है, क्योंकि जर्मेनियम का रंग सीधे धातु की सतह को संसाधित करने की विधि पर निर्भर करता है। कभी-कभी यह लगभग काला दिखाई दे सकता है, अन्य समय में इसका रंग फौलादी होता है, और कभी-कभी यह चांदी जैसा हो सकता है।
- जर्मेनियम सूर्य की सतह पर और साथ ही अंतरिक्ष से गिरे उल्कापिंडों की संरचना में पाया गया था।
- पहली बार 1887 में जर्मेनियम टेट्राक्लोराइड से तत्व के खोजकर्ता क्लेमेंस विंकलर द्वारा जर्मेनियम का एक ऑर्गेनोएलमेंट यौगिक प्राप्त किया गया था, यह टेट्राइथाइलजर्मेनियम था। सभी प्राप्त की वर्तमान चरणजर्मेनियम का कोई भी कार्बनिक तत्व जहरीला नहीं है। इसी समय, अधिकांश टिन और सीसा कार्बनिक सूक्ष्म तत्व, जो हैं भौतिक गुणजर्मेनियम, विषाक्त के अनुरूप।
- दमित्री इवानोविच मेंडेलीव ने अपनी खोज से पहले ही तीन रासायनिक तत्वों की भविष्यवाणी की थी, जिसमें जर्मेनियम भी शामिल था, जिसे सिलिकॉन के समान होने के कारण तत्व एकासिलिशियम कहा जाता था। प्रसिद्ध रूसी वैज्ञानिक की भविष्यवाणी इतनी सटीक थी कि इसने वैज्ञानिकों को चकित कर दिया। और विंकलर, जिन्होंने जर्मेनियम की खोज की। मेंडेलीव के अनुसार परमाणु भार 72 था, वास्तव में यह 72.6 था; विशिष्ट गुरुत्वमेंडेलीव के अनुसार वास्तविकता में 5.5 था - 5.469; मेंडेलीव के अनुसार परमाणु आयतन वास्तविकता में 13 था - 13.57; मेंडेलीव के अनुसार उच्चतम ऑक्साइड EsO2 है, वास्तव में - GeO2, मेंडेलीव के अनुसार इसका विशिष्ट गुरुत्व 4.7 था, वास्तव में - 4.703; मेंडेलीव EsCl4 के अनुसार क्लोराइड यौगिक - तरल, क्वथनांक लगभग 90 ° C, वास्तव में - क्लोराइड यौगिक GeCl4 - तरल, क्वथनांक 83 ° C, मेंडेलीव ESH4 के अनुसार हाइड्रोजन के साथ यौगिक गैसीय है, हाइड्रोजन के साथ यौगिक वास्तव में GeH4 गैसीय है; मेंडेलीव Es(C2H5)4 के अनुसार ऑर्गोनोमेटेलिक यौगिक, क्वथनांक 160 °C, वास्तविकता में ऑर्गोनोमेटिक यौगिक - Ge(C2H5)4 क्वथनांक 163.5 °C। जैसा कि ऊपर समीक्षा की गई जानकारी से देखा जा सकता है, मेंडेलीव की भविष्यवाणी आश्चर्यजनक रूप से सटीक थी।
- 26 फरवरी, 1886 को, क्लेमेंस विंकलर ने मेंडेलीव को अपना पत्र "प्रिय महोदय" शब्दों के साथ शुरू किया। उन्होंने काफी विनम्र तरीके से रूसी वैज्ञानिक को एक नए तत्व की खोज के बारे में बताया, जिसे जर्मेनियम कहा जाता है, जो इसके गुणों में, पहले से अनुमानित मेंडेलीव के "एकासिलिकियम" के अलावा और कुछ नहीं था। दिमित्री इवानोविच मेंडेलीव का जवाब भी कम विनम्र नहीं था। वैज्ञानिक अपने सहयोगी की खोज से सहमत थे, उन्होंने जर्मेनियम को "अपनी आवधिक प्रणाली का मुकुट" कहा, और विंकलर इस "मुकुट" को पहनने के योग्य तत्व के "पिता" थे।
- शास्त्रीय अर्धचालक के रूप में जर्मेनियम तरल हाइड्रोजन के तापमान पर काम करने वाली सुपरकंडक्टिंग सामग्री बनाने की समस्या को हल करने की कुंजी बन गया है, लेकिन तरल हीलियम नहीं। जैसा कि सर्वविदित है, हाइड्रोजन में परिवर्तित हो जाता है तरल अवस्थागैसीय से जब तापमान -252.6°C या 20.5°K तक पहुँच जाता है। 1970 के दशक में, जर्मेनियम और नाइओबियम की एक फिल्म विकसित की गई थी, जिसकी मोटाई केवल कुछ हज़ार परमाणुओं की थी। यह फिल्म 23.2°K और उससे कम तापमान पर भी सुपरकंडक्टिविटी बनाए रखने में सक्षम है।
- एक जर्मेनियम एकल क्रिस्टल उगाते समय, एक जर्मेनियम क्रिस्टल पिघले हुए जर्मेनियम की सतह पर रखा जाता है - एक "बीज", जो धीरे-धीरे इसकी मदद से उगता है स्वचालित उपकरण, जबकि पिघला हुआ तापमान जर्मेनियम (937 डिग्री सेल्सियस) के पिघलने बिंदु से थोड़ा अधिक है। "बीज" घूमता है ताकि एकल क्रिस्टल, जैसा कि वे कहते हैं, समान रूप से "मांस के साथ उग आया"। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इस तरह के विकास के दौरान, ज़ोन पिघलने की प्रक्रिया के समान ही होता है, अर्थात। व्यावहारिक रूप से केवल जर्मेनियम ठोस चरण में जाता है, और सभी अशुद्धियाँ पिघल में रहती हैं।

कहानी

जर्मेनियम जैसे तत्व के अस्तित्व की भविष्यवाणी 1871 में दिमित्री इवानोविच मेंडेलीव द्वारा की गई थी, सिलिकॉन के साथ इसकी समानता के कारण, तत्व को एकासिलिशियम कहा जाता था। 1886 में, फ्रीबर्ग माइनिंग अकादमी के एक प्रोफेसर ने चांदी के एक नए खनिज, आर्गीरोडाइट की खोज की। तब इस खनिज का तकनीकी रसायन विज्ञान के प्रोफेसर क्लेमेंस विंकलर द्वारा खनिज का पूर्ण विश्लेषण करते हुए काफी सावधानी से अध्ययन किया गया था। अड़तालीस वर्षीय विंकलर को फ़्रीबर्ग माइनिंग अकादमी में सबसे अच्छा विश्लेषक माना जाता था, यही वजह है कि उन्हें आर्गीरोडाइट का अध्ययन करने का अवसर दिया गया था।

शांति के लिए कम समयप्रोफेसर मूल खनिज में विभिन्न तत्वों के प्रतिशत पर एक रिपोर्ट देने में सक्षम थे: इसकी संरचना में चांदी 74.72% थी; सल्फर - 17.13%; फेरस ऑक्साइड - 0.66%; पारा - 0.31%; जिंक ऑक्साइड - 0.22% लेकिन लगभग सात प्रतिशत - यह कुछ अतुलनीय तत्व का हिस्सा था, जो ऐसा लगता है, उस दूर के समय में अभी तक खोजा नहीं गया था। इस संबंध में, विंकलर ने इसके गुणों का अध्ययन करने के लिए, अरिग्रोडेप्टस के अज्ञात घटक को अलग करने का फैसला किया, और शोध की प्रक्रिया में उन्होंने महसूस किया कि उन्होंने वास्तव में एक पूरी तरह से नया तत्व पाया था - यह डी.आई. द्वारा भविष्यवाणी की गई एक खोज थी। मेंडेलीव।

हालाँकि, यह सोचना गलत होगा कि विंकलर का काम सुचारू रूप से चला। दिमित्री इवानोविच मेंडेलीव, अपनी पुस्तक फंडामेंटल्स ऑफ केमिस्ट्री के आठवें अध्याय के अलावा लिखते हैं: "सबसे पहले (फरवरी 1886), सामग्री की कमी, साथ ही लौ में एक स्पेक्ट्रम की अनुपस्थिति और जर्मेनियम यौगिकों की घुलनशीलता, गंभीर रूप से विंकलर के शोध में बाधा उत्पन्न हुई ..." यह "कोई स्पेक्ट्रम नहीं" शब्दों पर ध्यान देने योग्य है। लेकिन ऐसा कैसे? 1886 में वर्णक्रमीय विश्लेषण की एक व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली विधि पहले से ही मौजूद थी। इस पद्धति का उपयोग करके पृथ्वी पर थैलियम, रुबिडियम, इंडियम, सीज़ियम और सूर्य पर हीलियम जैसे तत्वों की खोज की गई। वैज्ञानिक पहले से ही निश्चित रूप से जानते थे कि बिना किसी अपवाद के प्रत्येक रासायनिक तत्व का एक अलग स्पेक्ट्रम होता है, और फिर अचानक कोई स्पेक्ट्रम नहीं होता है!

इस घटना की व्याख्या थोड़ी देर बाद सामने आई। जर्मेनियम में विशिष्ट वर्णक्रमीय रेखाएँ होती हैं। उनकी तरंग दैर्ध्य 2651.18 है; 3039.06 Ǻ और कुछ और। हालांकि, वे सभी स्पेक्ट्रम के पराबैंगनी अदृश्य भाग के भीतर हैं, यह भाग्यशाली माना जा सकता है कि विंकलर एक अनुयायी है पारंपरिक तरीकेविश्लेषण, क्योंकि यही वे तरीके थे जो उसे सफलता की ओर ले गए।

एक खनिज से जर्मेनियम प्राप्त करने के लिए विंकलर की विधि आधुनिक में से एक के काफी करीब है औद्योगिक तरीके 32वें तत्व का चयन सबसे पहले, जर्मेनियम, जो कि आर्गारॉइड में निहित था, को डाइऑक्साइड में परिवर्तित किया गया था। फिर परिणामस्वरूप सफेद पाउडर को हाइड्रोजन वातावरण में 600-700 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर गर्म किया गया। इस मामले में, प्रतिक्रिया स्पष्ट निकली: GeO 2 + 2H 2 → Ge + 2H 2 O।

यह इस विधि से था कि अपेक्षाकृत शुद्ध तत्व संख्या 32, जर्मेनियम, सबसे पहले प्राप्त किया गया था। सबसे पहले, विंकलर ने उसी नाम के ग्रह के बाद वैनेडियम नेप्च्यूनियम का नाम रखने का इरादा किया, क्योंकि नेपच्यून, जर्मेनियम की तरह, पहले भविष्यवाणी की गई थी, और उसके बाद ही मिली। लेकिन फिर यह पता चला कि ऐसा नाम पहले ही एक बार इस्तेमाल किया जा चुका है, एक रासायनिक तत्व, जिसे गलत तरीके से खोजा गया था, नेप्टुनियम कहा जाता था। विंकलर ने अपने नाम और खोज से समझौता नहीं करने का फैसला किया और नेप्च्यूनियम को छोड़ दिया। एक फ्रांसीसी वैज्ञानिक रेयान ने सुझाव दिया, हालांकि, बाद में उन्होंने अपने प्रस्ताव को एक मजाक के रूप में पहचाना, उन्होंने तत्व को कोणीय कहने का सुझाव दिया, अर्थात। "विवादास्पद, कोणीय", लेकिन विंकलर को यह नाम भी पसंद नहीं आया। नतीजतन, वैज्ञानिक ने स्वतंत्र रूप से अपने तत्व के लिए एक नाम चुना, और समय के साथ जर्मनी के मूल देश के सम्मान में इसे जर्मेनियम नाम दिया, यह नाम स्थापित किया गया था।

दूसरी मंजिल तक। 20 वीं सदी जर्मेनियम का व्यावहारिक उपयोग अपेक्षाकृत सीमित रहा। सेमीकंडक्टर्स और सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्स के विकास के संबंध में ही धातु का औद्योगिक उत्पादन हुआ।

प्रकृति में होना

जर्मेनियम को ट्रेस तत्व के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। प्रकृति में, तत्व अपने मुक्त रूप में बिल्कुल भी नहीं होता है। सामान्य सामग्रीवजन के हिसाब से हमारे ग्रह की पपड़ी में धातु 7 × 10 -4%% है। यह चांदी, सुरमा या बिस्मथ जैसे रासायनिक तत्वों की मात्रा से अधिक है। लेकिन जर्मेनियम के अपने खनिज प्रकृति में काफी दुर्लभ और बहुत दुर्लभ हैं। इनमें से लगभग सभी खनिज सल्फोसाल्ट हैं, उदाहरण के लिए, जर्मनाइट Cu 2 (Cu, Fe, Ge, Zn) 2 (S, As) 4, कॉन्फिल्डाइट Ag 8 (Sn,Ce)S 6, आर्गीरोडाइट Ag8GeS6 और अन्य।

पृथ्वी की पपड़ी में बिखरे जर्मेनियम का मुख्य भाग भारी मात्रा में समाहित है चट्टानों, साथ ही कई खनिज: अलौह धातुओं के सल्फाइट अयस्क, लौह अयस्क, कुछ ऑक्साइड खनिज (क्रोमाइट, मैग्नेटाइट, रूटाइल और अन्य), ग्रेनाइट, डायबेस और बेसाल्ट। कुछ स्पैलेराइट्स की संरचना में, तत्व की सामग्री प्रति टन कई किलोग्राम तक पहुंच सकती है, उदाहरण के लिए, फ्रेंकाइट और सल्वानाइट में 1 किग्रा / टी, जर्मेनियम की सामग्री में 5 किग्रा / टी, पाइरार्जाइट में - 10 किग्रा तक / टी, लेकिन अन्य सिलिकेट्स और सल्फाइड्स में - दसियों और सैकड़ों जी / टी। जर्मेनियम का एक छोटा अनुपात लगभग सभी सिलिकेट्स में मौजूद है, साथ ही कुछ तेल और कोयले के भंडार में भी।

तत्व का मुख्य खनिज जर्मेनियम सल्फाइट (सूत्र GeS2) है। खनिज जस्ता सल्फाइट्स और अन्य धातुओं में अशुद्धता के रूप में पाया जाता है। सबसे महत्वपूर्ण जर्मेनियम खनिज हैं: जर्मेनाइट Cu 3 (Ge, Fe, Ga) (S, As) 4, प्लंबोजर्मनाइट (Pb, Ge, Ga) 2 SO 4 (OH) 2 2H 2 O, स्टॉटाइट FeGe (OH) 6, रेनियराइट Cu 3 (Fe, Ge, Zn) (S, As) 4 और एर्गीरोडाइट Ag 8 GeS 6।

जर्मेनियम बिना किसी अपवाद के सभी राज्यों के क्षेत्रों में मौजूद है। लेकिन दुनिया के किसी भी औद्योगिक देश के पास इस धातु का औद्योगिक भंडार नहीं है। जर्मेनियम बहुत, बहुत बिखरा हुआ है। पृथ्वी पर, इस धातु के खनिजों को बहुत दुर्लभ माना जाता है, जिसमें जर्मेनियम की मात्रा कम से कम 1% होती है। इस तरह के खनिजों में हाल के दशकों में खोजे गए खनिजों सहित जर्मेनाइट, आर्गीरोडाइट, अल्ट्रामैफिक और अन्य शामिल हैं: शोटोटाइट, रेनियराइट, प्लंबोगर्मेनाइट और कॉन्फिल्डाइट। इन सभी खनिजों के भंडार इस दुर्लभ और महत्वपूर्ण रासायनिक तत्व में आधुनिक उद्योग की जरूरतों को पूरा करने में सक्षम नहीं हैं।

जर्मेनियम का बड़ा हिस्सा अन्य रासायनिक तत्वों के खनिजों में बिखरा हुआ है, और यह प्राकृतिक जल में, कोयले में, जीवित जीवों में और मिट्टी में भी पाया जाता है। उदाहरण के लिए, साधारण कोयले में जर्मेनियम की मात्रा कभी-कभी 0.1% से अधिक तक पहुँच जाती है। लेकिन ऐसा आंकड़ा काफी दुर्लभ है, आमतौर पर जर्मेनियम का हिस्सा कम होता है। लेकिन एन्थ्रेसाइट में लगभग कोई जर्मेनियम नहीं होता है।

रसीद

जर्मेनियम सल्फाइड के प्रसंस्करण के दौरान, ऑक्साइड जीईओ 2 प्राप्त किया जाता है, हाइड्रोजन की मदद से मुक्त जर्मेनियम प्राप्त करने के लिए इसे कम किया जाता है।

में औद्योगिक उत्पादनजर्मेनियम का खनन मुख्य रूप से गैर-लौह धातु अयस्कों (जिंक ब्लेंड, जिंक-कॉपर-लेड पॉलीमेटेलिक कॉन्संट्रेट जिसमें 0.001-0.1% जर्मेनियम होता है), कोयले की राख और कुछ कोक उत्पादों के प्रसंस्करण से उप-उत्पाद के रूप में किया जाता है।

प्रारंभ में, जर्मेनियम ध्यान ऊपर चर्चा किए गए स्रोतों से अलग किया जाता है (2% से 10% जर्मेनियम तक) विभिन्न तरीके, जिसका चुनाव कच्चे माल की संरचना पर निर्भर करता है। बॉक्सिंग कोयले के प्रसंस्करण में, जर्मेनियम को आंशिक रूप से (5% से 10% तक) टार के पानी और राल में मिलाया जाता है, वहाँ से इसे टैनिन के साथ मिलाकर निकाला जाता है, जिसके बाद इसे सुखाया जाता है और 400-500 के तापमान पर निकाल दिया जाता है। डिग्री सेल्सियस परिणाम एक सांद्रता है जिसमें लगभग 30-40% जर्मेनियम होता है, जर्मेनियम को GeCl 4 के रूप में इससे अलग किया जाता है। इस तरह के एक ध्यान से जर्मेनियम निकालने की प्रक्रिया, एक नियम के रूप में, समान चरण शामिल हैं:

1) सांद्रण को क्लोरीनयुक्त किया जाता है हाइड्रोक्लोरिक एसिड की, एक जलीय माध्यम में एसिड और क्लोरीन का मिश्रण, या अन्य क्लोरीनिंग एजेंट, जिसके परिणामस्वरूप तकनीकी GeCl 4 हो सकता है। GeCl 4 को शुद्ध करने के लिए, केंद्रित हाइड्रोक्लोरिक एसिड की अशुद्धियों के सुधार और निष्कर्षण का उपयोग किया जाता है।

2) जीईसीएल 4 का हाइड्रोलिसिस किया जाता है, हाइड्रोलिसिस उत्पादों को जीईओ 2 ऑक्साइड प्राप्त होने तक कैल्सीन किया जाता है।

3) GeO को हाइड्रोजन या अमोनिया के साथ शुद्ध धातु में अपचित किया जाता है।

शुद्धतम जर्मेनियम प्राप्त करते समय, जिसका उपयोग अर्धचालक में किया जाता है तकनीकी साधन, धातु के ज़ोन पिघलने को अंजाम दें। सेमीकंडक्टर उत्पादन के लिए आवश्यक सिंगल-क्रिस्टल जर्मेनियम, आमतौर पर ज़ोन मेल्टिंग या ज़ोक्राल्स्की विधि द्वारा प्राप्त किया जाता है।

कोक पौधों के टार के पानी से जर्मेनियम को अलग करने के तरीके सोवियत वैज्ञानिक वी.ए. द्वारा विकसित किए गए थे। नज़रेंको। इस कच्चे माल में, जर्मेनियम 0.0003% से अधिक नहीं है, हालांकि, उनमें से ओक के अर्क का उपयोग करके, जर्मेनियम को टैनाइड कॉम्प्लेक्स के रूप में अवक्षेपित करना आसान है।

टैनिन का मुख्य घटक ग्लूकोज का एस्टर होता है, जहां मेटा-डिगैलिक एसिड रेडिकल मौजूद होता है, जो जर्मेनियम को बांधता है, भले ही घोल में तत्व की सांद्रता बहुत कम हो। तलछट से, आप आसानी से ध्यान केंद्रित कर सकते हैं, जिसमें जर्मेनियम डाइऑक्साइड की सामग्री 45% तक होती है।

बाद के परिवर्तन पहले से ही कच्चे माल के प्रकार पर बहुत कम निर्भर करेंगे। जर्मेनियम को हाइड्रोजन के साथ अपचयित किया जाता है (जैसा कि 19वीं शताब्दी में विंकलर के मामले में हुआ था), हालांकि, जर्मेनियम ऑक्साइड को पहले कई अशुद्धियों से अलग किया जाना चाहिए। सफल संयोजनइस समस्या को हल करने के लिए एक जर्मेनियम यौगिक के गुण बहुत उपयोगी निकले।

जर्मेनियम टेट्राक्लोराइड GeCl4. एक वाष्पशील तरल है जो सिर्फ 83.1 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है। इसलिए, यह आसवन और सुधार (पैकिंग के साथ क्वार्ट्ज कॉलम में) द्वारा काफी आसानी से शुद्ध किया जाता है।

GeCl4 हाइड्रोक्लोरिक एसिड में लगभग अघुलनशील है। इसका मतलब यह है कि इसे शुद्ध करने के लिए एचसीएल अशुद्धियों के विघटन का उपयोग किया जा सकता है।

शुद्ध जर्मेनियम टेट्राक्लोराइड को पानी से उपचारित किया जाता है, आयन एक्सचेंज रेजिन से शुद्ध किया जाता है। वांछित शुद्धता का संकेत पानी की प्रतिरोधकता में 15-20 मिलियन ओम सेमी तक की वृद्धि है।

GeCl4 का हाइड्रोलिसिस पानी की क्रिया के तहत होता है:

GeCl4 + 2H2O → GeO2 + 4HCl।

यह देखा जा सकता है कि जर्मेनियम टेट्राक्लोराइड प्राप्त करने की प्रतिक्रिया के लिए हमारे पास "पीछे की ओर लिखा हुआ" समीकरण है।

इसके बाद शुद्ध हाइड्रोजन का उपयोग करके GeO2 की कमी आती है:

GeO2 + 2 H2O → Ge + 2 H2O।

नतीजतन, पाउडर जर्मेनियम प्राप्त होता है, जिसे मिश्रित किया जाता है और फिर ज़ोन पिघलने की विधि द्वारा शुद्ध किया जाता है। यह शुद्धिकरण विधि 1952 में विशेष रूप से जर्मेनियम की शुद्धि के लिए विकसित की गई थी।

जर्मेनियम को एक विशेष प्रकार की चालकता देने के लिए आवश्यक अशुद्धियाँ उत्पादन के अंतिम चरणों में पेश की जाती हैं, अर्थात् ज़ोन पिघलने के दौरान, साथ ही एकल क्रिस्टल के विकास के दौरान।

आवेदन

जर्मेनियम एक अर्धचालक सामग्री है जिसका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक्स और प्रौद्योगिकी में माइक्रोक्रिस्किट और ट्रांजिस्टर के उत्पादन में किया जाता है। जर्मेनियम की सबसे पतली फिल्मों को कांच पर लगाया जाता है और रडार प्रतिष्ठानों में प्रतिरोध के रूप में उपयोग किया जाता है। जर्मेनियम मिश्र धातुओं के साथ विभिन्न धातुएँडिटेक्टरों और सेंसर के निर्माण में उपयोग किया जाता है। जर्मेनियम डाइऑक्साइड का व्यापक रूप से चश्मे के उत्पादन में उपयोग किया जाता है जिसमें इन्फ्रारेड विकिरण संचारित करने की संपत्ति होती है।

जर्मेनियम टेल्यूराइड बहुत लंबे समय से एक स्थिर थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री के साथ-साथ थर्मोइलेक्ट्रिक मिश्र धातुओं (50 μV/K के साथ थर्मो-मीन ईएमएफ) के एक घटक के रूप में काम कर रहा है। अल्ट्रा-हाई प्यूरिटी जर्मेनियम के निर्माण में एक असाधारण रणनीतिक भूमिका निभाता है। अवरक्त प्रकाशिकी के लिए प्रिज्म और लेंस। जर्मेनियम का सबसे बड़ा उपभोक्ता इन्फ्रारेड ऑप्टिक्स है, जिसका उपयोग कंप्यूटर प्रौद्योगिकी, मिसाइल देखने और मार्गदर्शन प्रणाली, रात दृष्टि उपकरणों, मानचित्रण और उपग्रहों से पृथ्वी की सतह के अध्ययन में किया जाता है। जर्मेनियम का व्यापक रूप से फाइबर ऑप्टिक सिस्टम (ग्लास फाइबर में जर्मेनियम टेट्राफ्लोराइड मिलाकर) के साथ-साथ सेमीकंडक्टर डायोड में भी उपयोग किया जाता है।

शास्त्रीय अर्धचालक के रूप में जर्मेनियम तरल हाइड्रोजन के तापमान पर काम करने वाली सुपरकंडक्टिंग सामग्री बनाने की समस्या को हल करने की कुंजी बन गया है, लेकिन तरल हीलियम नहीं। जैसा कि आप जानते हैं, जब तापमान -252.6°C, या 20.5°K तक पहुँच जाता है तो हाइड्रोजन गैसीय अवस्था से द्रव अवस्था में चली जाती है। 1970 के दशक में, जर्मेनियम और नाइओबियम की एक फिल्म विकसित की गई थी, जिसकी मोटाई केवल कुछ हज़ार परमाणुओं की थी। यह फिल्म 23.2°K और उससे कम तापमान पर भी सुपरकंडक्टिविटी बनाए रखने में सक्षम है।

एचईएस प्लेट में ईण्डीयुम को मिलाकर, तथाकथित छेद चालकता के साथ एक क्षेत्र बनाकर, एक सुधारक उपकरण प्राप्त किया जाता है, अर्थात। डायोड। डायोड पास करने की क्षमता रखता है बिजलीएक दिशा में: छेद चालन वाले क्षेत्र से बाहर इलेक्ट्रॉन क्षेत्र। एचईएस प्लेट के दोनों तरफ इंडियम के फ्यूज हो जाने के बाद यही प्लेट ट्रांजिस्टर का आधार बन जाती है। दुनिया में पहली बार 1948 में एक जर्मेनियम ट्रांजिस्टर बनाया गया था, और केवल बीस वर्षों के बाद, इस तरह के लाखों उपकरणों का उत्पादन किया गया था।

जर्मेनियम और ट्रायोड पर आधारित डायोड का व्यापक रूप से टेलीविजन और रेडियो में, मापने के उपकरण और गणना उपकरणों की एक विस्तृत विविधता में उपयोग किया जाता है।

जर्मेनियम का उपयोग अन्य महत्वपूर्ण क्षेत्रों में भी किया जाता है आधुनिक प्रौद्योगिकी: मापते समय कम तामपान, अवरक्त विकिरण आदि का पता लगाने पर।

इन सभी क्षेत्रों में झाडू के प्रयोग के लिए अत्यधिक उच्च रासायनिक एवं भौतिक शुद्धता वाले जर्मेनियम की आवश्यकता होती है। रासायनिक शुद्धता एक ऐसी शुद्धता है जिस पर हानिकारक अशुद्धियों की मात्रा एक प्रतिशत (10-7%) के दस लाखवें हिस्से से अधिक नहीं होनी चाहिए। भौतिक शुद्धता का अर्थ है किसी पदार्थ की क्रिस्टल संरचना में न्यूनतम अव्यवस्था, न्यूनतम गड़बड़ी। इसे प्राप्त करने के लिए सिंगल-क्रिस्टल जर्मेनियम को विशेष रूप से उगाया जाता है। इस मामले में, संपूर्ण धातु पिंड सिर्फ एक क्रिस्टल है।

ऐसा करने के लिए, एक जर्मेनियम क्रिस्टल को पिघले हुए जर्मेनियम की सतह पर रखा जाता है - एक "बीज", जो धीरे-धीरे एक स्वचालित उपकरण का उपयोग करके उगता है, जबकि पिघला हुआ तापमान जर्मेनियम (937 डिग्री सेल्सियस) के पिघलने बिंदु से थोड़ा अधिक होता है। "बीज" घूमता है ताकि एकल क्रिस्टल, जैसा कि वे कहते हैं, समान रूप से "मांस के साथ उग आया"। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इस तरह के विकास के दौरान, ज़ोन पिघलने की प्रक्रिया के समान ही होता है, अर्थात। व्यावहारिक रूप से केवल जर्मेनियम ठोस चरण में जाता है, और सभी अशुद्धियाँ पिघल में रहती हैं।

भौतिक गुण

संभवतः, इस लेख के कुछ पाठकों को वैनेडियम को नेत्रहीन रूप से देखना पड़ा। तत्व ही काफी दुर्लभ और महंगा है, वे इससे उपभोक्ता सामान नहीं बनाते हैं, और उनका जर्मेनियम भरना, जो अंदर होता है बिजली के उपकरणइतना छोटा कि धातु को देखना असंभव है।

कुछ संदर्भ पुस्तकें बताती हैं कि जर्मेनियम चांदी के रंग का है। लेकिन यह नहीं कहा जा सकता है, क्योंकि जर्मेनियम का रंग सीधे धातु की सतह को संसाधित करने की विधि पर निर्भर करता है। कभी-कभी यह लगभग काला दिखाई दे सकता है, अन्य समय में इसका रंग फौलादी होता है, और कभी-कभी यह चांदी जैसा हो सकता है।

जर्मेनियम इतनी दुर्लभ धातु है कि इसकी पिंड की कीमत की तुलना सोने की कीमत से की जा सकती है। जर्मेनियम की विशेषता बढ़ी हुई भंगुरता है, जिसकी तुलना केवल कांच से की जा सकती है। बाह्य रूप से, जर्मेनियम सिलिकॉन के काफी करीब है। ये दो तत्व सबसे महत्वपूर्ण सेमीकंडक्टर और एनालॉग्स के शीर्षक के लिए प्रतिस्पर्धी हैं। हालांकि कुछ तकनीकी गुणतत्व कई मायनों में समान हैं उपस्थितिसामग्री, जर्मेनियम को सिलिकॉन से अलग करना बहुत आसान है, जर्मेनियम दो बार से अधिक भारी है। सिलिकॉन का घनत्व 2.33 ग्राम/सेमी3 और जर्मेनियम का घनत्व 5.33 ग्राम/सेमी3 है।

लेकिन जर्मेनियम के घनत्व के बारे में स्पष्ट रूप से बोलना असंभव है, क्योंकि। आंकड़ा 5.33 g/cm3 जर्मेनियम-1 को दर्शाता है। यह 32वें तत्व के पांच एलोट्रोपिक संशोधनों में से सबसे महत्वपूर्ण और सबसे आम संशोधनों में से एक है। उनमें से चार क्रिस्टलीय हैं और एक अनाकार है। जर्मेनियम -1 चार क्रिस्टलीय संशोधनों में सबसे हल्का है। इसके क्रिस्टल हीरे के क्रिस्टल के समान ही निर्मित होते हैं, a = 0.533 एनएम। हालाँकि, यदि यह संरचना कार्बन के लिए अधिकतम सघन है, तो जर्मेनियम में सघन संशोधन भी हैं। मध्यम गर्मी और उच्च दबाव(100 डिग्री सेल्सियस पर लगभग 30 हजार वायुमंडल) जर्मेनियम -1 को जर्मेनियम -2 में परिवर्तित करता है, जिसकी क्रिस्टल जाली संरचना सफेद टिन की तरह ही होती है। हम जर्मेनियम-3 और जर्मेनियम-4 प्राप्त करने के लिए उसी विधि का उपयोग करते हैं, जो और भी सघन हैं। ये सभी "बिल्कुल सामान्य नहीं" संशोधन जर्मेनियम -1 से न केवल घनत्व में, बल्कि विद्युत चालकता में भी बेहतर हैं।

तरल जर्मेनियम का घनत्व 5.557 ग्राम/सेमी3 (1000 डिग्री सेल्सियस पर) है, धातु का पिघलने का तापमान 937.5 डिग्री सेल्सियस है; क्वथनांक लगभग 2700°C है; तापीय चालकता गुणांक का मान लगभग 60 W / (m (K), या 0.14 cal / (cm (sec (deg))) 25 ° C के तापमान पर होता है। साधारण तापमान पर, शुद्ध जर्मेनियम भी नाजुक होता है, लेकिन जब यह 550 ° C तक पहुँच जाता है, यह खनिज पैमाने पर झुकना शुरू कर देता है, जर्मेनियम की कठोरता 6 से 6.5 तक होती है, संपीड़ितता गुणांक का मान (दबाव सीमा में 0 से 120 H / m 2, या 0 से 12000 तक होता है kgf / mm 2) 1.4 10-7 m 2 / mn (या 1.4 10-6 cm 2 / kgf) है; संकेतक सतह तनाव 0.6 एन/एम (या 600 डाइन/सेमी) के बराबर।

जर्मेनियम 1.104·10 -19 या 0.69 eV (25°C पर) के बैंड अंतराल आकार वाला एक विशिष्ट अर्धचालक है; उच्च शुद्धता जर्मेनियम में, विद्युत प्रतिरोधकता 0.60 ओम (एम (60 ओम (सेमी)) (25 डिग्री सेल्सियस) है; इलेक्ट्रॉन गतिशीलता सूचकांक 3900 है, और छेद गतिशीलता 1900 सेमी 2 / इंच है। सेकंड (25 डिग्री सेल्सियस पर और 8% अशुद्धियों की सामग्री पर।) अवरक्त किरणों के लिए, जिसकी तरंग दैर्ध्य 2 माइक्रोन से अधिक है, धातु पारदर्शी है।

जर्मेनियम बल्कि भंगुर है, यह 550 डिग्री सेल्सियस से नीचे के दबाव से गर्म या ठंडा नहीं हो सकता है, लेकिन अगर तापमान बढ़ता है, तो धातु नमनीय हो जाती है। खनिज पैमाने पर धातु की कठोरता 6.0-6.5 है (जर्मेनियम को धातु या धातु का उपयोग करके प्लेटों में देखा जाता है) हीरा डिस्कऔर अपघर्षक)।

रासायनिक गुण

जर्मेनियम, रासायनिक यौगिकों में होने के कारण, आमतौर पर दूसरी और चौथी संयोजकता प्रदर्शित करता है, लेकिन टेट्रावेलेंट जर्मेनियम के यौगिक अधिक स्थिर होते हैं। कमरे के तापमान पर जर्मेनियम पानी, हवा, साथ ही क्षार समाधान और सल्फ्यूरिक या हाइड्रोक्लोरिक एसिड के तनु सांद्रता की क्रिया के लिए प्रतिरोधी है, लेकिन तत्व काफी आसानी से घुल जाता है एक्वा रेजियाया हाइड्रोजन पेरोक्साइड का एक क्षारीय समाधान। नाइट्रिक एसिड की क्रिया से तत्व धीरे-धीरे ऑक्सीकृत होता है। हवा में 500-700 ° C के तापमान तक पहुँचने पर, जर्मेनियम GeO 2 और GeO ऑक्साइड में ऑक्सीकरण करना शुरू कर देता है। (IV) जर्मेनियम ऑक्साइड एक सफेद पाउडर है जिसका गलनांक 1116°C है और पानी में 4.3 g/l (20°C पर) घुलनशीलता है। इसके रासायनिक गुणों के अनुसार, पदार्थ उभयधर्मी है, क्षार में घुलनशील है, खनिज अम्ल में कठिनाई के साथ। यह हाइड्रेटेड अवक्षेप GeO 3 nH 2 O के प्रवेश द्वारा प्राप्त किया जाता है, जो हाइड्रोलिसिस जर्मेनियम एसिड डेरिवेटिव के दौरान जारी किया जाता है, उदाहरण के लिए, धातु जर्मेनेट्स (Na 2 GeO 3, Li 2 GeO 3, आदि) उच्च गलनांक वाले ठोस होते हैं। GeO2 और अन्य ऑक्साइड को मिलाकर प्राप्त किया जा सकता है।

जर्मेनियम और हैलोजन की परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप, संबंधित टेट्राहैलाइड्स बन सकते हैं। क्लोरीन और फ्लोरीन (कमरे के तापमान पर भी) के साथ प्रतिक्रिया करना सबसे आसान है, फिर आयोडीन (तापमान 700-800 ° C, CO की उपस्थिति) और ब्रोमीन (कम ताप के साथ) के साथ। सबसे महत्वपूर्ण जर्मेनियम यौगिकों में से एक टेट्राक्लोराइड (सूत्र GeCl 4) है। यह 49.5 डिग्री सेल्सियस के गलनांक, 83.1 डिग्री सेल्सियस के क्वथनांक और 1.84 ग्राम/सेमी3 (20 डिग्री सेल्सियस पर) के घनत्व के साथ एक रंगहीन तरल है। पदार्थ को पानी से अत्यधिक हाइड्रोलाइज़ किया जाता है, जिससे हाइड्रेटेड ऑक्साइड (IV) का अवक्षेप निकलता है। टेट्राक्लोराइड धात्विक जर्मेनियम के क्लोरीनीकरण द्वारा या GeO2 ऑक्साइड और केंद्रित हाइड्रोक्लोरिक एसिड की परस्पर क्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है। सामान्य सूत्र जीईएक्स 2, हेक्साक्लोरोडिजर्मन जीई 2 सीएल 6, जीईसीएल मोनोक्लोराइड, साथ ही जर्मेनियम ऑक्सीक्लोराइड्स (उदाहरण के लिए, सीईओसीएल 2) के साथ जर्मेनियम डाइहैलाइड भी ज्ञात हैं।

900-1000 ° C तक पहुँचने पर, सल्फर जर्मेनियम के साथ सख्ती से संपर्क करता है, जिससे GeS 2 डाइसल्फ़ाइड बनता है। यह 825 डिग्री सेल्सियस के गलनांक के साथ एक सफेद ठोस है। GeS मोनोसल्फ़ाइड और इसी तरह के जर्मेनियम के टेल्यूरियम और सेलेनियम के साथ यौगिकों का निर्माण भी संभव है, जो अर्धचालक हैं। 1000-1100 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, हाइड्रोजन जर्मेनियम के साथ थोड़ी सी प्रतिक्रिया करता है, जर्मिन (GeH) X बनाता है, जो एक अस्थिर और अत्यधिक वाष्पशील यौगिक है। जीई एन एच 2 एन + 2 से जीई 9 एच 20 श्रृंखला के जर्मनिक हाइड्रोजन्स तनु एचसीएल के साथ जर्मेनाइड्स पर प्रतिक्रिया करके बनाए जा सकते हैं। जर्मिलीन को GeH 2 रचना के साथ भी जाना जाता है। जर्मेनियम सीधे नाइट्रोजन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, लेकिन जीई 3 एन 4 नाइट्राइड है, जो जर्मेनियम (700-800 डिग्री सेल्सियस) पर अमोनिया की क्रिया से प्राप्त होता है। जर्मेनियम कार्बन के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है। जर्मेनियम कई धातुओं के साथ बनता है विभिन्न कनेक्शन- जर्मनाइड्स।

जर्मेनियम के कई जटिल यौगिक ज्ञात हैं, जो तत्व जर्मेनियम के विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के साथ-साथ रासायनिक तत्व प्राप्त करने की प्रक्रियाओं में तेजी से महत्वपूर्ण होते जा रहे हैं। जर्मेनियम हाइड्रॉक्सिल युक्त कार्बनिक अणुओं (पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल, पॉलीबेसिक एसिड और अन्य) के साथ जटिल यौगिक बनाने में सक्षम है। जर्मेनियम हेटरोपॉली एसिड भी हैं। अन्य समूह IV तत्वों की तरह, जर्मेनियम विशिष्ट रूप से ऑर्गोनोमेटिक यौगिकों का निर्माण करता है। एक उदाहरण टेट्राइथाइलगर्मेन (सी 2 एच 5) 4 जीई 3 है।

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जर्मेनियम 1886 में खोजा गया एक भंगुर, चांदी-सफेद सेमीमेटल है। यह खनिज अपने शुद्ध रूप में नहीं पाया जाता है। यह सिलिकेट्स, लोहा और सल्फाइड अयस्कों में पाया जाता है। इसके कुछ यौगिक विषैले होते हैं। विद्युत उद्योग में जर्मेनियम का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता था, जहां इसके अर्धचालक गुण काम आते थे। इन्फ्रारेड और फाइबर ऑप्टिक्स के उत्पादन में यह अनिवार्य है।

जर्मेनियम के गुण क्या हैं

इस खनिज का गलनांक 938.25 डिग्री सेल्सियस है। इसकी ताप क्षमता के संकेतक अभी भी वैज्ञानिकों द्वारा स्पष्ट नहीं किए जा सकते हैं, जो इसे कई क्षेत्रों में अपरिहार्य बनाता है। जर्मेनियम में पिघलने पर अपना घनत्व बढ़ाने की क्षमता होती है। इसमें उत्कृष्ट विद्युत गुण हैं, जो इसे एक उत्कृष्ट अप्रत्यक्ष-अंतर अर्धचालक बनाता है।

अगर की बात करें रासायनिक गुणयह सेमीमेटल, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह एसिड और क्षार, पानी और हवा के लिए प्रतिरोधी है। जर्मेनियम हाइड्रोजन पेरोक्साइड और एक्वा रेजिया के घोल में घुल जाता है।

खनन जर्मेनियम

अब इस अर्ध-धातु की सीमित मात्रा का खनन किया जाता है। बिस्मथ, सुरमा और चांदी की तुलना में इसके निक्षेप बहुत छोटे हैं।

इस तथ्य के कारण कि पृथ्वी की पपड़ी में इस खनिज की सामग्री का अनुपात काफी छोटा है, क्रिस्टल जाली में अन्य धातुओं की शुरूआत के कारण यह अपने स्वयं के खनिजों का निर्माण करता है। जर्मेनियम की उच्चतम सामग्री गैर-लौह और लौह अयस्कों में स्पैलेराइट, पाइरार्जाइट, सल्फानाइट में देखी जाती है। यह होता है, लेकिन बहुत कम बार, तेल और कोयले के भंडार में।

जर्मेनियम का प्रयोग

इस तथ्य के बावजूद कि जर्मेनियम काफी समय पहले खोजा गया था, इसका उपयोग लगभग 80 साल पहले उद्योग में किया जाने लगा। कुछ के निर्माण के लिए पहली बार सैन्य उत्पादन में सेमीमेटल का उपयोग किया गया था इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों. इस मामले में, इसका उपयोग डायोड के रूप में पाया गया। अब स्थिति कुछ बदली है।

जर्मेनियम के आवेदन के सबसे लोकप्रिय क्षेत्रों में शामिल हैं:

प्रकाशिकी उत्पादन। ऑप्टिकल तत्वों के निर्माण में सेमिमेटल अपरिहार्य हो गया है, जिसमें सेंसर, प्रिज्म और लेंस की ऑप्टिकल विंडो शामिल हैं। यहाँ, इन्फ्रारेड क्षेत्र में जर्मेनियम के पारदर्शिता गुण काम आए। थर्मल इमेजिंग कैमरों, फायर सिस्टम, नाइट विजन डिवाइस के लिए ऑप्टिक्स के उत्पादन में सेमिमेटल का उपयोग किया जाता है;
रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स का उत्पादन। इस क्षेत्र में सेमी-मेटल का उपयोग डायोड और ट्रांजिस्टर के निर्माण में किया जाता था। हालाँकि, 1970 के दशक में, जर्मेनियम उपकरणों को सिलिकॉन वाले द्वारा बदल दिया गया था, क्योंकि सिलिकॉन ने निर्मित उत्पादों की तकनीकी और परिचालन विशेषताओं में उल्लेखनीय सुधार करना संभव बना दिया था। तापमान प्रभाव के प्रतिरोध में वृद्धि। इसके अलावा, ऑपरेशन के दौरान जर्मेनियम उपकरणों ने बहुत अधिक शोर उत्सर्जित किया।

जर्मनी के साथ वर्तमान स्थिति

वर्तमान में, माइक्रोवेव उपकरणों के उत्पादन में सेमीमेटल का उपयोग किया जाता है। टेलराइड जर्मेनियम ने खुद को थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री के रूप में सिद्ध किया है। जर्मेनियम की कीमतें अब काफी अधिक हैं। एक किलोग्राम धात्विक जर्मेनियम की कीमत 1,200 डॉलर है।

जर्मनी खरीदना

सिल्वर ग्रे जर्मेनियम दुर्लभ है। भंगुर सेमीमेटल को इसके अर्धचालक गुणों से अलग किया जाता है और आधुनिक विद्युत उपकरणों को बनाने के लिए इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग उच्च-परिशुद्धता ऑप्टिकल उपकरणों और रेडियो उपकरण बनाने के लिए भी किया जाता है। जर्मेनियम शुद्ध धातु के रूप में और डाइऑक्साइड के रूप में दोनों के रूप में बहुत महत्वपूर्ण है।

गोल्डफॉर्म कंपनी जर्मेनियम, विभिन्न स्क्रैप धातु और रेडियो घटकों की खरीद में माहिर है। हम परिवहन के साथ सामग्री के मूल्यांकन में सहायता प्रदान करते हैं। आप जर्मेनियम मेल कर सकते हैं और अपना पूरा पैसा वापस पा सकते हैं।

जानवरों और मनुष्यों के शरीर में जैविक जर्मेनियम की खोज ने चिकित्सा वैज्ञानिकों द्वारा इस सूक्ष्मजीव के अधिक विस्तृत अध्ययन को जन्म दिया। कई परीक्षणों के दौरान, यह साबित हो गया कि जर्मेनियम के सूक्ष्म तत्व का मानव शरीर पर लाभकारी प्रभाव पड़ता है, हीमोग्लोबिन के बराबर ऑक्सीजन वाहक के रूप में कार्य करता है और हड्डी के ऊतकों जैसे सीसे में जमा नहीं होता है।

मानव शरीर में जर्मेनियम की भूमिका

मानव ट्रेस तत्व कई भूमिकाएँ करता है: एक प्रतिरक्षा रक्षक (रोगाणुओं के खिलाफ लड़ाई में भाग लेता है), एक हीमोग्लोबिन सहायक (संचार प्रणाली में ऑक्सीजन की गति में सुधार करता है) और कैंसर कोशिकाओं (मेटास्टेस के विकास) के विकास पर एक निराशाजनक प्रभाव पड़ता है। . शरीर में जर्मेनियमशरीर में प्रवेश करने वाले हानिकारक रोगाणुओं, बैक्टीरिया और वायरल संक्रमण से लड़ने के लिए इंटरफेरॉन के उत्पादन को उत्तेजित करता है।

जर्मेनियम का एक बड़ा प्रतिशत पेट और प्लीहा द्वारा बनाए रखा जाता है, आंशिक रूप से छोटी आंत की दीवारों द्वारा अवशोषित किया जाता है, जिसके बाद यह रक्तप्रवाह में प्रवेश करता है और अस्थि मज्जा में पहुंचा दिया जाता है। शरीर में जर्मेनियमसक्रिय रूप से चलती तरल पदार्थों की प्रक्रियाओं में भाग लेता है - पेट और आंतों में, और शिरापरक तंत्र के माध्यम से रक्त की गति में भी सुधार करता है। जर्मेनियम, इंटरसेलुलर स्पेस में घूमते हुए, शरीर की कोशिकाओं द्वारा लगभग पूरी तरह से अवशोषित हो जाता है, लेकिन थोड़ी देर के बाद, इस ट्रेस तत्व का लगभग 90% गुर्दे द्वारा मूत्र के साथ शरीर से बाहर निकाल दिया जाता है। यह बताता है कि मानव शरीर को लगातार उत्पादों के साथ-साथ जैविक जर्मेनियम के सेवन की आवश्यकता क्यों होती है।

हाइपोक्सिया एक ऐसी दर्दनाक स्थिति है जब रक्त में हीमोग्लोबिन की मात्रा तेजी से घट जाती है (खून की कमी, विकिरण जोखिम) और ऑक्सीजन पूरे शरीर में नहीं फैलती है, जिससे ऑक्सीजन भुखमरी होती है। सबसे पहले, ऑक्सीजन की कमी मस्तिष्क और तंत्रिका तंत्र, साथ ही मुख्य आंतरिक अंगों - हृदय की मांसपेशियों, यकृत और गुर्दे को नुकसान पहुंचाती है। जर्मेनियम(कार्बनिक) जीव मेंएक व्यक्ति ऑक्सीजन के साथ संबंध बनाने और इसे पूरे शरीर में वितरित करने में सक्षम होता है, अस्थायी रूप से हीमोग्लोबिन के कार्यों को संभालता है।

एक अन्य लाभ जो जर्मेनियम का है, वह गंभीर तनाव के समय तंत्रिका तंत्र के तंतुओं में होने वाले इलेक्ट्रॉनिक आवेगों के कारण दर्द संवेदनाओं (चोटों से जुड़ा नहीं) के पुनर्भुगतान को प्रभावित करने की क्षमता है। उनका अराजक आंदोलन इस दर्दनाक तनाव का कारण बनता है।