ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್

32

ಗ್ಯಾಲಿಯಮ್ ← ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ → ಆರ್ಸೆನಿಕ್

ಸಿಲಿಕಾನ್
↑
Ge
↓
ಸತುವು

ಆವರ್ತ ಕೋಷ್ಟಕ

ಸಾಮಾನ್ಯ ಮಾಹಿತಿ

ಹೆಸರು, ಚಿಹ್ನೆ ಮತ್ತು ಕ್ರಮಾಂಕ

ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್, Ge, 32

ರಾಸಾಯನಿಕ ಸರಣಿ

metalloids

ಗುಂಪು, ಆವರ್ತ, ಖಂಡ

14, 4, p

ಸ್ವರೂಪ

ಬೂದು ಬಿಳಿ

ಅಣುವಿನ ತೂಕ

72.64 g·mol⁻¹

ಋಣವಿದ್ಯುತ್ಕಣ ಜೋಡಣೆ

[Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p²

ಋಣವಿದ್ಯುತ್ ಪದರಗಳಲ್ಲಿ
ಋಣವಿದ್ಯುತ್ಕಣಗಳು

2, 8, 18, 4

ಭೌತಿಕ ಗುಣಗಳು

ಹಂತ

ಘನವಸ್ತು

ಸಾಂದ್ರತೆ (ಕೋ.ತಾ. ಹತ್ತಿರ)

5.323 g·cm⁻³

ದ್ರವದ ಸಾಂದ್ರತೆ at ಕ.ಬಿ.

5.60 g·cm⁻³

ಕರಗುವ ತಾಪಮಾನ

1211.40 K
(938.25 °C, 1720.85 °ಎಫ್)

ಕುದಿಯುವ ತಾಪಮಾನ

3106 K
(2833 °C, 5131 °F)

ಸಮ್ಮಿಲನದ ಉಷ್ಣಾಂಶ

36.94 kJ·mol⁻¹

ಭಾಷ್ಪೀಕರಣ ಉಷ್ಣಾಂಶ

334 kJ·mol⁻¹

ಉಷ್ಣ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ

(25 °C) 23.222 J·mol⁻¹·K⁻¹

ಆವಿಯ ಒತ್ತಡ
P/Pa	1	10	100	1 k	10 k	100 k
at T/K	1644	1714	2023	2287	2633	3104

ಅಣುವಿನ ಗುಣಗಳು

ಸ್ಪಟಿಕ ಸ್ವರೂಪ

Face-centered cubic

ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಗಳು

4,2
(amphoteric oxide)

ವಿದ್ಯುದೃಣತ್ವ

2.01 (Pauling scale)

ಅಣುವಿನ ತ್ರಿಜ್ಯ

125 pm

ಅಣುವಿನ ತ್ರಿಜ್ಯ (ಲೆಖ್ಕಿತ)

125 pm

ತ್ರಿಜ್ಯ ಸಹಾಂಕ

122 pm

ವಾನ್ ಡೆರ್ ವಾಲ್ಸ್ ತ್ರಿಜ್ಯ

140 pm

ಇತರೆ ಗುಣಗಳು

ಕಾಂತೀಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆ

Diamagnetic

ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ

(300 K) 60.2 W·m⁻¹·K⁻¹

ಉಷ್ಣ ವ್ಯಾಕೋಚನ

(25 °C) 6.0 µm·m⁻¹·K⁻¹

ಶಬ್ದದ ವೇಗ (ತೆಳು ಸರಳು)

(20 °C) 5400 m/s

ಮೋಸ್ ಗಡಸುತನ

6.0

ಸಿಎಎಸ್ ನೋಂದಾವಣೆ ಸಂಖ್ಯೆ

7440-56-4

ಉಲ್ಲೇಖನೆಗಳು

ಈ ಚೌಕ: ವೀಕ್ಷಿಸಿ • ಚರ್ಚಿಸಿ • ಸಂಪಾದಿಸಿ

ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ ಒಂದು ಲೋಹದಂತೆ ಕಾಣುವ ಗಟ್ಟಿಯಾದ, ಪೆಡಸಾದ, ತಿಳಿ ಬೂದು ಬಣ್ಣದ ಲೋಹಾಭ (metalloid) ಮೂಲಧಾತು. ಇದು ಅಪರೂಪದ ಮೂಲವಸ್ತುವಾಗಿದ್ದು, ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಕೆಲವು ಲೋಹಗಳೊಂದಿಗೆ ದೊರೆಯುತ್ತದೆ. ಇದು ವಿದ್ಯುನ್ಮಾನ ಉಪಕರಣಗಳಲ್ಲಿ, ರಕ್ತಾತೀತ ದೃಕ್ (infrared optics) ಉಪಕರಣಗಲ್ಲಿ, ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಲ್ಲಿ ಉಪಯೋಗಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ೧೮೮೬ರಲ್ಲಿ ಜರ್ಮನಿಯ ಕ್ಲೆಮೆನ್ಸ್ ವಿಂಕ್ಲರ್ ಕಂಡುಹಿಡಿದರು.

ಇದು ಆವರ್ತ ಕೋಷ್ಟಕದ (ಪೀರಿಯಾಡಿಕ್ ಟೇಬಲ್) ನಾಲ್ಕನೆಯ ಗುಂಪಿನಲ್ಲಿ ಸಿಲಿಕನ್ನಿನ ಕೆಳಗಿನ ಸ್ಥಾನದಲ್ಲಿರುವ ಧಾತು. ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತೀಕ Ge. ಪರಮಾಣು ಸಂಖ್ಯೆ ೩೨. ಪರಮಾಣು ತೂಕ ೭೨.೬೦. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಿನ್ಯಾಸ ೨, ೮, ೧೮, ೪. ಆವರ್ತ ಕೋಷ್ಟಕದ ನಿರ್ಮಾತೃ ಮೆಂಡಿಲೀಫ್, ಸಿಲಿಕನ್ ಕೆಳಗಿನ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಖಾಲಿ ಬಿಟ್ಟು, ಪರಮಾಣು ತೂಕದ ಅನುಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ಆ ಸ್ಥಾನಕ್ಕೆ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ಒಂದು ಧಾತು ಪತ್ತೆಯಾಗುವುದೆಂದು, ೧೮೭೧ರಲ್ಲಿ ಭವಿಷ್ಯ ನುಡಿದಿದ್ದ.^[೧] ಅಲ್ಲದೆ ಆ ಧಾತುವಿನ ಪರಮಾಣು ತೂಕ ಸುಮಾರು ಇಷ್ಟೇ ಇರುವುದೆಂದೂ ಅದರ ಮತ್ತು ಅದರ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಕಡಿಮೆ ಇಂತಿಂಥವೇ ಎಂದೂ ಊಹೆ ಮಾಡಿ ಹೇಳಿ, ಆ ಧಾತುವನ್ನು ಏಕಸಿಲಿಕನ್ ಎಂದು ಕೂಡ ಹೆಸರಿಸಿದ್ದ. ೧೫ ವರ್ಷಗಳ ಬಳಿಕ (೧೮೮೬) ಅವನ ಭವಿಷ್ಯ ನಿಜವಾಯಿತು. ಆ ವರ್ಷ ಜರ್ಮನಿಯ ಕ್ಲೆಮೆನ್ಸ್ ಅಲೆಕ್ಸಾಂಡರ್ ವಿಂಕ್ಲರ್ (೧೮೩೮-೧೯೦೪) ಎಂಬ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಈ ಧಾತುವನ್ನು ಆವಿಷ್ಕರಿಸಿ ತನ್ನ ಪಿತೃಭೂಮಿಯ ಗೌರವಾರ್ಥವಾಗಿ ಅದಕ್ಕೆ ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ ಎಂದು ಹೆಸರಿಟ್ಟ.^[೨]

ದೊರಕುವಿಕೆ

ಭೂಮಿಯಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ವಿರಳವಾಗಿ ಹಂಚಿಕೊಂಡಿರುವ ಧಾತುಗಳಲ್ಲಿ ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ ಒಂದು. ಭೂಮಿಯ ಹೊರಚಿಪ್ಪಿನಲ್ಲಿ, ತೂಕದ ಪ್ರಕಾರ, ಒಂದು ಮಿಲಿಯನ್ನಿನಲ್ಲಿ ನಾಲ್ಕು ಭಾಗ ಮಾತ್ರ ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ ಇದೆ, ಅಷ್ಟೆ. ಗಣನೀಯ ಪರಿಣಾಮದಲ್ಲಿ ಈ ಧಾತು ಕಂಡುಬರುವ ಖನಿಜಗಳೇ ಅಪರೂಪ. ಆರ್ಜಿರೊಡೈಟ್ (4Ag₂S.GeS₂) ಮತ್ತು ಜರ್ಮನೈಟ್ (6CuS.GeS₂) ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಮುಖ್ಯವಾದುವು.^[೩]^[೪]

ತಯಾರಿಕೆ

ಜರ್ಮೇನಿಯಮನ್ನು ತಯಾರಿಸುವುದು, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಿಟುಮಿನಸ್ ಕಂದು ಕಲ್ಲಿದ್ದಲಿನ ಬೂದಿಯಿಂದ ಹಾಗೂ ಸತುವಿನ ಅದುರಿನಿಂದ ಸತುವನ್ನು ತೆಗೆದ ಬಳಿಕ ಉಳಿಯುವ ನಿರುಪಯುಕ್ತ ಪದಾರ್ಥಗಳಿಂದ. ಆಕರ ಪದಾರ್ಥದಲ್ಲಿನ ಜರ್ಮೇನಿಯಮನ್ನು ಆವಿಶೀಲವಾದ ಅದರ ಟೆಟ್ರಕ್ಲೋರೈಡಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಿ, ಅದನ್ನು ಆಸವಿಸುವ ಮೂಲಕ ಇತರ ಧಾತುಗಳಿಂದ ಅದನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸುತ್ತಾರೆ. ತರುವಾಯ ಅದನ್ನು ಡೈಆಕ್ಸೈಡಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಿ, ಹೈಡ್ರೊಜನ್ ಅಥವಾ ಕಾರ್ಬನ್ನಿನಿಂದ ಅಪಕರ್ಷಿಸಿ ಧಾತುವನ್ನು ತಯಾರಿಸುತ್ತಾರೆ.

ಗುಣಗಳು

ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್, ಬೆಳ್ಳಿಯಂತೆ ಬೆಳ್ಳನೆಯ ಹೊಳಪಿರುವ ಗಡುಸಾದ ಭಿದುರಲೋಹ.^[೫] ಸಾಂದ್ರತೆ 5.46. ದ್ರವದ ಬಿಂದು 958.5⁰C. ನೈಸರ್ಗಿಕ ಜರ್ಮೇನಿಯಮಿನಲ್ಲಿ 74,72 ಮತ್ತು 70 ತೂಕಗಳ ಐಸೊಟೋಪುಗಳು ಪ್ರಧಾನವಾದವು. ಇವು ಒಟ್ಟು 85% ರಷ್ಟಾಗುತ್ತದೆ. ಉಳಿದ 15% ಭಾಗ 73 ಮತ್ತು 76 ತೂಕಗಳ ಐಸೊಟೋಪುಗಳು.^[೬] ಹೈಡ್ರೊಕ್ಲೋರಿಕ್ ಮತ್ತು ಸಾರರಿಕ್ತ ಸಲ್ಫ್ಯೂರಿಕ್ ಆಮ್ಲಗಳು ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ಮಿನ ಮೇಲೆ ವರ್ತಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಉತ್ಕರ್ಷಕ ಆಮ್ಲಗಳು, ಅಂದರೆ ಡೈಆಕ್ಸೈಡಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ. ಆಲ್ಕಲಿ ಲೋಹಗಳ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡುಗಳಲ್ಲಿ ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ ನಿಧಾನವಾಗಿ ಕರಗುವುದು. ಸುಮಾರು 200⁰C. ಅಥವಾ 250⁰C. ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ಅದು ಕ್ಲೋರಿನ್ನಿನೊಂದಿಗೆ ಮತ್ತು ಗಂಧಕದೊದಿಗೆ ನೇರವಾಗಿ ಸಂಯೋಗಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.

ಪ್ರಮುಖವಾದ ಸಂಯುಕ್ತಗಳು ಮತ್ತು ಉಪಯೋಗಗಳು

ಆವರ್ತ ಕೋಷ್ಟಕದಲ್ಲಿ ಅದರ ಕೆಳಗಿರುವ ತವರ ಮತ್ತು ಸೀಸಗಳಂತೆ ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ ಕೂಡ ದ್ವಿವೇಲೆನ್ಸಿಯ ಹಾಗೂ ಚತುರ್ವೇಲಿನ್ಸೀಯ ಸಂಯಕ್ತಗಳನ್ನು ನೀಡುವುದಾದರೂ ದ್ವಿವೇಲೆನ್ಸಿಯ ಸಂಯುಕ್ತಗಳು ಬಹುಮಟ್ಟಿಗೆ ಅಸ್ಥಿರ.^[೭] ಅವು ಸುಲಭವಾಗಿ ಚತುರ್ವೇಲೆನ್ಸೀಯ ಸಂಯುಕ್ತಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿತವಾಗುವುದರಿಂದ ಅವು ಅಪಕರ್ಷಣಕಾರಿಗಳಾಗಿ ವರ್ತಿಸುತ್ತವೆ. ಅಸ್ಥಿರವಾದ ಜರ್ಮನಸ್ ಆಕ್ಸೈಡು (GeO) ಕಪ್ಪು ಬಣ್ಣದ ಪುಡಿ.^[೮] ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ಅದು ಉಭಯವರ್ತಿ (ಆಂಫೊಟೆರಿಕ್). ಹೈಡ್ರೊಹ್ಯಾಲಿಕ್ ಆಮ್ಲಗಳಲ್ಲಿ ಕರಗಿ ಜರ್ಮನಸ್ ಹ್ಯಾಲೈಡುಗಳನ್ನು (GeX₂) ಉತ್ಪತ್ತಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ (GeO₂) ಬಿಳಿಯ ಪುಡಿ. ಅದೂ ಉಭಯವರ್ತಿಯೇ, ಆದರೂ ಪ್ರಧಾನವಾಗಿ ಆಮ್ಲೀಯ. ದೃಗ್‌ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಉಪಕರಣದಲ್ಲಿ ಬೇಕಾಗುವ ವಿಶೇಷ ಗಾಜಿನ ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಇದರ ಉಪಯೋಗ ಉಂಟು.^[೯]^[೧೦] ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ ಟೆಟ್ರಕ್ಲೋರೈಡ್ ಬಹುಮಟ್ಟಿಗೆ ಸಿಲಿಕನ್ ಟಿಟ್ರಕ್ಲೋರೈಡಿನಂತೆ ವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಜರ್ಮೇನಿಯಮಿನ ಹೈಡ್ರೈಡುಗಳಲ್ಲಿ ಮಿಥೇನಿಗೆ ಸದೃಶವಾದ GeH₄ ಮಾತ್ರವಲ್ಲದೆ ಈಥೇನ್ ಮತ್ತು ಪ್ರೊಪೇನುಗಳಿಗೆ ಸದೃಶವಾದ GeH₆ ಮತ್ತು Ge₃H₈ ಸಹ ಇವೆ ಎಂಬುದು ಗಮನಾರ್ಹ. ಇತ್ತೀಚಿನವರೆಗೂ ಜರ್ಮೇನಿಯಮಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಪಯೋಗಗಳೇ ಇರಲಿಲ್ಲ. ಅದು ಅರ್ಧವಾಹಕವಾಗಿ ವರ್ತಿಸುವುದು ತಿಳಿದು ಬಂದ ಬಳಿಕ ಈಗ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಅದಕ್ಕೆ ವಿಶೇಷ ಪ್ರಾಶಸ್ತ್ಯ ಬಂದಿದೆ. ವಾಹಕವೂ ಅಲ್ಲ, ಅವಾಹಕವು ಅಲ್ಲ ಎರಡಕ್ಕೂ ಮಧ್ಯವರ್ತಿ ಗುಣಗಳಿರುವ ಪದಾರ್ಥಗಳಗೆ ಅರ್ಧವಾಹಕಗಳೆಂದು ಹೆಸರು. ಜರ್ಮೇನಿಯಮಿಗೆ ಈ ಗುಣವಿರುವುದು ತಿಳಿದುಬಂದುದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರುಗಳ ತಯಾರಿಕೆ ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು. ಅಷ್ಟು ಸುರಕ್ಷಿತವಲ್ಲದ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿಗೆ ಸ್ಥಳ ಆಕ್ರಮಿಸುವ ರೇಡಿಯೋ ಕವಾಟಗಳ ಬದಲು ಅತ್ಯಲ್ಪ ಗಾತ್ರದ ಈ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರುಗಳನ್ನು ಬಳಸಬಹುದಾದ್ದರಿಂದ ರೇಡಿಯೋಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಅಸಾಧಾರಣ ಪ್ರಗತಿ ಸಾಧ್ಯವಾಗಿದೆ. ಅರ್ಧವಾಹಕ ಉಪಕರಣಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ ಅತ್ಯಂತ ಶುದ್ಧವಾಗಿರಬೇಕು. ಹತ್ತು ಮಿಲಿಯನ್ ಜರ್ಮೇನಿಯಮ್ ಪರಮಾಣುಗಳಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಅಶುದ್ಧತೆಯ ಒಂದು ಪರಮಾಣವಿದ್ದರೂ ಅದರ ವಾಹಕತೆ ಹೆಚ್ಚುವ ಸಂಭವವಿರುವುದರಿಂದ ಅದು ಉಪಯೋಗಕ್ಕೆ ಬರುವುದಿಲ್ಲ. ಅಷ್ಟು ಪರಿಶುದ್ಧವಾದ ಜರ್ಮೇನಿಯಮನ್ನು ವಲಯ ದ್ರವನ ವಿಧಾನದಿಂದ (ಜ಼ೋನ್ ಮೆಲ್ಟಿಂಗ್) ತಯಾರಿಸುತ್ತಾರೆ.

ಉಲ್ಲೇಖಗಳು

ಹೊರಗಿನ ಕೊಂಡಿಗಳು

Germanium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)

[೧]

[೨]

[೩]

[೪]

[೫]

[೬]

[೭]

[೮]

[೯]

[೧೦]

Search