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锗的性质及其化合物

来源:长江有色金属网 发布人:rlc666

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锗的物理性质
锗的物理性质锗是银白色晶体(粉末状呈暗蓝色),熔点937.4℃,沸点2830℃,密度5.35g/cm³,莫氏硬度6.0~6.5,室温下,晶态锗性脆,可塑性很小。锗具有半导体性质,在高纯锗中掺入三价元素(如铟、镓、硼)、得到P型锗半导体;掺入五价元素(如锑、砷、磷),得到N型锗半导体。化合价为+2和+4。第一电离能7.899电子伏特。锗有着良好的半导体性质,如高电子迁移率和高空穴迁移率等。
晶体结构:晶胞为面心立方晶胞,每个晶胞含有四个金属原子。据X射线研究证明,锗晶体里的原子排列与金刚石差不多。结构决定性能,所以锗与金刚石一样硬而且脆。

锗的化学性质
锗的化学性质锗化学性质稳定,不溶于水、盐酸、稀苛性碱溶液。
在常温下不与空气或水蒸气作用,但在600~700℃时,与氧气反应能很快生成二氧化锗。在加热情况下,锗能在氧气、氯气和溴蒸气中燃烧。
锗与盐酸、稀硫酸不起作用,但浓硫酸在加热时,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,能使锗迅速溶解。锗易溶于熔融的氢氧化钠或氢氧化钾,生成锗酸钠或锗酸钾。在过氧化氢、次氯酸钠等氧化剂存在下,锗能溶解在碱性溶液中,生成锗酸盐。锗的氧化态为+2和+4。
锗与碳不起作用,所以在石墨坩埚中熔化,不会被碳所污染。
锗的化合物
锗的化合物锗与氧、卤素、酸、碱等物质反应都能生成化合物。
锗有两种氧化物:二氧化锗(GeO2)和一氧化锗(GeO)。
锗共有四种已知的四卤化物: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。
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(GeSe2)、一硫化物(GeS)、一硒化物(GeSe)及碲化物(GeTe)。
甲锗烷(GeH4)是一种结构与甲烷相近的化合物。
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,是由锗前驱物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。

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