сайыс
ozgetil.kz

Сирек элементтер. Германий

Оңтүстік Қазақстан обылысы
Шардара ауданы
№ 16 колледж
Орындаған: Т-54 топ студенті Малықараева Ажар Құрмашқызы
Жетекшісі: Айтенова Нұргул Ыдырысқызы

1871 жылы Д .И. Менделев сол уакытта белгісіз элемменттің кремнийдің аналогы қасиеттерін толық жазып, периодтық жүйеде бос орын қалдырды, элементі «экасилиций» деп атайды.

1886 жылы Винклер (Германия) ариродит деген минералды зерттегенде, оның құрамында келесі элементтер мен қосылыстарды тапты (%):

күміс                            74 ,12

күкірт                           17 ,13

темір оксиді                  0 ,66

мырыш (II) оксиді          0 ,22

сынап                            0 ,31

жалпы                           93, 04

Жетпеген 7% жаңа элемент деп табылады, зерттеп болған соң бүл элементтің қасиеттері толық экасилицийдің қасиеттеріне дәл келді. Винклер жаңа элементті германий деп атады.

2. Германий-IV топтың элементі, қорғасын мен қалайының аналогы. Реттік номері 32, атомдық салмағы 72,60. Электрондарының орналасуы: 2, 8, 18, 4. Электрондық құрылысы бойынша p–элементі. Германийдің валенттілігі төрт және екі, бірақ ең ерекше валенттілік –төрт. Германийді тыңыздығы   5,323 г/см, балқу температурасы 937C, қайнау температурасы 284 C.

Германийдің ең маңызды сипаттама-электроткізгіштігі және сонымен байланысты жартылай өткізгіштігі. 

Германий - жылтырақ, қатты, бірақ өте сынғыш металл. Бүтін германий ауада өзгермейді, ұнтақ түрінде 600 C температурада қыздырғанда тотығып германий оксиді түзеді-GeO2. Германий суымен әрекеттеспейді, қышқылдар аздап әсер етеді, азот қышқылында германий гироксиді түзіледі. Германий патша қышқылында және сутек пероксидінде (сілтілі ерітіндіде) жақсы ериді. Сілтілермен балқытқанда германий қышқылының тұздары германаттар түзеді.

Германий германосутектерді түзеді, онің бірнеше қосылыстары белгілі – GeH4,Ge2H6,Ge3H8, германий гидриді (моногерман) GeH4 – түссіз газ, қайнау температурасы - 89,90C, Ge2H6, Ge3H8 – түссіз ерітінділер. Германий гидридтері галоидсутектермен әрекеттесіп, галоидтуындыларын түзеді:

GeH4 + HCI → GeH3Cl+H2

Үш сутек атомының орнын хлор басса германохлороформ GeH3Cl түзіледі (түссіз ерітінді, балқу температурасы -71 C, қайнау температурасы +75 C). Бұл зат екі қасиет көрсетеді: біріншісі: хлороформға (CHCL3) ұқсас,екіншісі: комплексті қосылысқа H[GeCL4], оның тұздары белгілі Me[GeCl3]. Осындай қасиеттер германийдің периодтық жүйеде орналасуымен байланысты, бұл элемент көміртек пен кремнийдің қалайыға және қорғасынға өтпелі болғандықтан, күштірек металдық қасиеттер көрсетеді.

Германий көп металдармен – алюминий, мыс, кадьмий, темір интерметалық қосылыстар түзеді:

3. Германий валенттілігіне сәйкес екі оксид түзеді GeO2  және GeO .

Германий оксиді GeO2 – ақ түсті, германий металын ауада 600 С температурада қыздырғанда немесе германий сульфидін күйдіргенде түзіледі. GeO2 – нің балқу температурасы 1090 - 1115 C, осдан жоғары температурада ұшып кетеді. GeO2  суда аздап ериді (0,405 g 100 g суда), ерігенде герман қышқылы түзіледі:

GeO2+H2O  → H2GeO3

Бос күйінде герман қышқылы бөлінбеген, оның жалпы құрамы –xGeOyH2O.

Германий оксиді және гидроксиді амфотерлі қасиеттер көрсетеді, бірақ қышқылды қасиеттері көбірек. Сілтілерде ерігенде германаттар түзіледі, жалпы формуласы – Me2GeO3 (Me - бір валентті катион). Суда тек қана сілтілі металдардың германаттары ериді.

Германаттардың құрамы түндыру жағдайларына байланысты. Мысалы pH 9-ға тең болғанда пентагерманаттар бөлінеді MeGe5O11 ( Me - бір валентті катион).

Германаттардың құрамы әр түрлі болуы мүмкін.

Галогендермен қосылыстары

250С температурада германийді галогендермен қыздырғанда татрагалогениттер түзіледі, олардың қасиеттері 1 кестеде көрсетілген.

Қасиеттері

GeF4

GeCl4

GeBr4

GeI4

Қосылыстардың түсі

Түссіз

Түссіз

Түссіз

Сары

Нормальды жағдайдағы күйі

Газ 

Сұйықты

Қатты зат

Қатты зат

Балқу температурасы

-15

-49,5

+26,1

+146

Қайнау температурасы

-36

+84,0

+186

+375

Тығыздығы г/cm3

-

1,87

3,13

-

 

Тәжірибеде ең маңызды германий хлориді GeCl4 , оны тура әдіспен:

Ge +2CL2  → GeCl4

және GeO2 -ні тұз қышқылымен қыздыру арқылы алуға болады:

GeO2  + 4HCL → GeCl4+ H2O

Cонымен қатар екі валентті германийдің галогенидтері белгілі: GeCl2, GeF2    (түссіз), GeBr2 (сары), GeI2 (қызғылт). Галогенидтер суда ыдырап, германий гидроксидін түзеді, қыздырғанда төрт валентті галогенид және германий металы бөлінеді:

2GeCl2  → GECl4+ Ge

Германий тетрахлориді германий металымен 360C температурада әрекеттесіп, германийдің субхлориді GeCl түзіледі. GeCl - бір валентті германийдің қосылысы, полимер (GeCl)x түрінде болады, 520С температурада келесі реакция кері журеді:

3xGe+xGeCl4  <->4(GeCl)

Сондықтан осы реакцияны өте таза германий металын алуға пайдаланады.

Әдебиеттер тізімі:

1. Ферсман А.Е. Редкие металлы. 1932, № 4-5.
2. Сажин Н.П., Меерсон Г.А. Редкие элементы в новой технике // Хим. наука и пром., 1956. Т.І, № 5.
3. Меерсон Г.А. и Зеликман А.Н. Металлургия редких металлов. Метиаллургиздат, 1954.
4. Зеликман А.Н., Самсонов Г.В., Крейн О.Е. Металлургия редких металлов. Металлургиздат, 1954.
5. Тронов В.Г. Кклад русских ученых в химию редких элементов. Изд. Знание, 1952.
6. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. Изд. АН СССР, 1950.


Әлеуметтік желілерде бөлісіңіз:


Пікірлер (0)

Пікір қалдырыңыз

nationalgeographic.kz
Сертификат алу. Сертификат, алғыс хат пен диплом алу жөнінде мәлімет
ҰБТ(онлайн тест)