जर्मेनियम: Difference between revisions

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जबकि यह मुख्य रूप से स्पैलेराइट से निर्मित होता है, यह चांदी, सीसा और तांबे के अयस्कों में भी पाया जाता है।जर्मेनियम का एक अन्य स्रोत कोयला जमा से ईंधन वाले बिजली संयंत्रों की [[ फ्लाई ऐश ]] है जिसमें जर्मेनियम होता है।रूस और चीन ने इसे जर्मेनियम के लिए एक स्रोत के रूप में इस्तेमाल किया।<ref name="Naumov">{{cite journal|first = A. V.|last = Naumov|title = World market of germanium and its prospects|journal = Russian Journal of Non-Ferrous Metals|volume = 48|issue = 4|date = 2007|doi = 10.3103/S1067821207040049|pages =265–272|s2cid = 137187498}}</ref> रूस की जमा राशि [[ सखालिन ]] द्वीप के पूर्व पूर्व में स्थित है, और [[ व्लादिवोस्टोक ]] के उत्तर -पूर्व में।चीन में जमा मुख्य रूप से [[ लिंज़ांग ]], [[ युन्नान ]] के पास [[ लिग्नाइट ]] खानों में स्थित हैं;कोयला भी Xilinhaote, आंतरिक मंगोलिया के पास खनन किया जाता है।<ref name="Holl" />
जबकि यह मुख्य रूप से [[स्पैलेराइट]] से निर्मित होता है, तथा यह [[चांदी, सीसा]] और [[तांबे]] के अयस्कों में भी पाया जाता है। जर्मेनियम का एक और स्रोत है जिसे कोयले संग्रहणों से चलने वाले बिजली उत्पादन से आने वाली[[ फ्लाई ऐश ]]भी कहा जाता है।रूस और चीन ने इसे जर्मेनियम के लिए एक स्रोत के रूप में इस्तेमाल किया।<ref name="Naumov">{{cite journal|first = A. V.|last = Naumov|title = World market of germanium and its prospects|journal = Russian Journal of Non-Ferrous Metals|volume = 48|issue = 4|date = 2007|doi = 10.3103/S1067821207040049|pages =265–272|s2cid = 137187498}}</ref> रूस के भंडार [[ सखालिन |सखालिन]] द्वीप के सुदूर पूर्व और [[ व्लादिवोस्टोक |व्लादिवोस्टोक]] के उत्तर-पूर्व में स्थित हैं। चीन में निक्षेपित मुख्य रूप से [[ लिंज़ांग ]], [[ युन्नान ]] के पास [[ लिग्नाइट ]] खानों में स्थित हैं;कोयला भी Xilinhaote, आंतरिक मंगोलिया के पास खनन किया जाता है।<ref name="Holl" />


अयस्क सांद्रता ज्यादातर सल्फाइड हैं;वे रोस्टिंग (धातुकर्म) के रूप में जानी जाने वाली प्रक्रिया में हवा के नीचे गर्म करके ऑक्साइड में परिवर्तित हो जाते हैं:
अयस्क सांद्रण अधिकतर [[सल्फ़ाइडिक]] होते हैं, वे [[रोस्टिंग]] के रूप में जानी जाने वाली प्रक्रिया में हवा के नीचे गर्म करके [[ऑक्साइड]] में परिवर्तित हो जाते हैं,


: जीईएस<sub>2</sub> + 3 ओ<sub>2</sub> → जियो<sub>2</sub> + 2 तो<sub>2</sub>
: GeS<sub>2</sub> + 3 O<sub>2</sub> → GeO<sub>2</sub> + 2 SO<sub>2</sub>
जर्मेनियम में से कुछ को उत्पादित धूल में छोड़ दिया जाता है, जबकि बाकी को जर्मन में परिवर्तित किया जाता है, जो तब सल्फ्यूरिक एसिड द्वारा सिंडर से (जस्ता के साथ) लीचेड (जस्ता के साथ) होता है।तटस्थता के बाद, केवल जस्ता समाधान में रहता है जबकि जर्मेनियम और अन्य धातुएं अवक्षेपित होती हैं।Waelz प्रक्रिया द्वारा अवक्षेप में कुछ जस्ता को हटाने के बाद, Waelz ऑक्साइड को दूसरी बार लीच किया जाता है।जर्मेनियम डाइऑक्साइड को अवक्षेप के रूप में प्राप्त किया जाता है और [[ क्लोरीन ]] गैस या हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ जर्मेनियम टेट्राक्लोराइड में परिवर्तित किया जाता है, जिसमें कम उबलते बिंदु होते हैं और आसवन द्वारा अलग किया जा सकता है:<ref name="Naumov" />
जर्मेनियम में से कुछ को उत्पादित धूल में छोड़ दिया जाता है, जबकि बाकी को जर्मन में परिवर्तित किया जाता है, जो तब सल्फ्यूरिक एसिड द्वारा सिंडर से (जस्ता के साथ) लीचेड (जस्ता के साथ) होता है।तटस्थता के बाद, केवल जस्ता समाधान में रहता है जबकि जर्मेनियम और अन्य धातुएं अवक्षेपित होती हैं।Waelz प्रक्रिया द्वारा अवक्षेप में कुछ जस्ता को हटाने के बाद, Waelz ऑक्साइड को दूसरी बार लीच किया जाता है।जर्मेनियम डाइऑक्साइड को अवक्षेप के रूप में प्राप्त किया जाता है और [[ क्लोरीन ]] गैस या हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ जर्मेनियम टेट्राक्लोराइड में परिवर्तित किया जाता है, जिसमें कम उबलते बिंदु होते हैं और आसवन द्वारा अलग किया जा सकता है:<ref name="Naumov" />


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GeO<sub>2</sub> + 2 Cl<sub>2</sub> → GeCl<sub>4</sub> + O<sub>2</sub>
GeO<sub>2</sub> + 2 Cl<sub>2</sub> → GeCl<sub>4</sub> + O<sub>2</sub>


जर्मेनियम टेट्राक्लोराइड या तो ऑक्साइड (जियो (जियो (<sub>2</sub>) या आंशिक आसवन द्वारा शुद्ध और फिर हाइड्रोलाइज्ड।<ref name="Naumov" />अत्यधिक शुद्ध जियो<sub>2</sub> अब जर्मेनियम ग्लास के उत्पादन के लिए उपयुक्त है।यह हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करके तत्व के लिए कम हो जाता है, इन्फ्रारेड ऑप्टिक्स और अर्धचालक उत्पादन के लिए उपयुक्त जर्मेनियम का उत्पादन करता है,
जर्मेनियम टेट्राक्लोराइड को या तो ऑक्साइड (GeO<sub>2</sub>) में हाइड्रोलाइज़ किया जाता है या संयुक्त आस्तीविक्षेपण द्वारा शोधित और फिर हाइड्रोलाइज़ किया जाता है।<ref name="Naumov" /> अत्यधिक शुद्ध GeO<sub>2</sub> अब जर्मेनियम ग्लास के उत्पादन के लिए उपयुक्त है। इसे हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करके तत्व में बदल दिया जाता है, जिससे अवरक्त प्रकाशिकी और अर्धचालक उत्पादन के लिए उपयुक्त जर्मेनियम का उत्पादन होता है,


GeO<sub>2</sub> + 2 H<sub>2</sub> → Ge + 2 H<sub>2</sub>O
GeO<sub>2</sub> + 2 H<sub>2</sub> → Ge + 2 H<sub>2</sub>O

Revision as of 14:54, 13 December 2023

Not to be confused with जेरेनियम.
Germanium, 32Ge
Grayish lustrous block with uneven cleaved surface
Germanium
उच्चारण/dʒɜːrˈmeɪniəm/ ​(jur-MAY-nee-əm)
दिखावटgrayish-white
Standard atomic weight Ar°(Ge)
  • 72.630±0.008
  • 72.630±0.008 (abridged)[1]
Germanium in the periodic table
Hydrogen Helium
Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon
Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon
Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton
Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon
Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon
Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson
Si
↑
Ge
↓
Sn
gallium ← germanium → arsenic
Atomic number (Z)32
समूहgroup 14 (carbon group)
अवधिperiod 4
ब्लॉक  p-block
ऋणावेशित सूक्ष्म अणु का विन्यास[Ar] 3d10 4s2 4p2
प्रति शेल इलेक्ट्रॉन2, 8, 18, 4
भौतिक गुण
Phase at STPsolid
गलनांक1211.40 K ​(938.25 °C, ​1720.85 °F)
क्वथनांक3106 K ​(2833 °C, ​5131 °F)
Density (near r.t.)5.323 g/cm3
when liquid (at m.p.)5.60 g/cm3
संलयन की गर्मी36.94 kJ/mol
Heat of vaporization334 kJ/mol
दाढ़ गर्मी क्षमता23.222 J/(mol·K)
Vapor pressure
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T (K) 1644 1814 2023 2287 2633 3104
परमाणु गुण
ऑक्सीकरण राज्य−4 −3, −2, −1, 0,[2] +1, +2, +3, +4 (an amphoteric oxide)
इलेक्ट्रोनगेटिविटीPauling scale: 2.01
Ionization energies
  • 1st: 762 kJ/mol
  • 2nd: 1537.5 kJ/mol
  • 3rd: 3302.1 kJ/mol
परमाणु का आधा घेराempirical: 122 pm
सहसंयोजक त्रिज्या122 pm
[वैन डेर वाल्स रेडियस]]211 pm
Color lines in a spectral range
Spectral lines of germanium
अन्य गुण
प्राकृतिक घटनाprimordial
क्रिस्टल की संरचना ​face-centered diamond-cubic
Diamond cubic crystal structure for germanium
Speed of sound thin rod5400 m/s (at 20 °C)
थर्मल विस्तार6.0 µm/(m⋅K)
ऊष्मीय चालकता60.2 W/(m⋅K)
विद्युत प्रतिरोधकता1 Ω⋅m (at 20 °C)
ऊर्जा अंतराल0.67 eV (at 300 K)
चुंबकीय आदेशdiamagnetic[3]
दाढ़ चुंबकीय संवेदनशीलता−76.84×10−6 cm3/mol[4]
यंग मापांक103 GPa[5]
कतरनी मापांक41 GPa[5]
थोक मापांक75 GPa[5]
पॉइसन अनुपात0.26[5]
मोहन कठोरता6.0
CAS नंबर7440-56-4
History
नामीafter Germany, homeland of the discoverer
भविष्यवाणीDmitri Mendeleev (1869)
खोज]Clemens Winkler (1886)
Iso­tope Abun­dance Half-life (t1/2) Decay mode Pro­duct
 Category: Germanium
| references

जर्मेनियम एक रासायनिक तत्व है, इसका प्रतीक Ge और परमाणु संख्या 32 है। यह चमकदार, कठोर-भंगुर, भूरा-सफ़ेद और दिखने में सिलिकॉन के समान होता है। यह कार्बन समूह में एक उपधातु है जो रासायनिक रूप में अपने समूह प्रतिवेशियो सिलिकॉन और टिन के समान है। सिलिकॉन की तरह, जर्मेनियम प्राकृतिक रूप से ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रियाकरता है और प्राकृतिक

सिलिकॉन की तरह, जर्मेनियम स्वाभाविक रूप से रासायनिक प्रतिक्रिया और प्रकृति में ऑक्सीजन के साथ परिसरों का निर्माण करता है।

क्योंकि यह शायद ही कभी उच्च एकाग्रता में दिखाई देता है, जर्मेनियम को रसायन विज्ञान के इतिहास में तुलनात्मक रूप से देर से खोजा गया था। जर्मेनियम पृथ्वी की पपड़ी में तत्वों की पचासवीं बहुतायत के पास रैंक करता है। पृथ्वी की पपड़ी में तत्वों के सापेक्ष बहुतायत में। 1869 में, दिमित्री मेंडेलीव मेंडलीव ने अपने अस्तित्व और इसकी कुछ रासायनिक संपत्ति को अपनी आवर्त सारणी पर अपनी स्थिति से पहले की भविष्यवाणी की, और तत्व एकसिलिकॉन कहा। लगभग दो दशक बाद, 1886 में, क्लेमेंस विंकलर ने [[ चांदी ]] और गंधक के साथ -साथ नए तत्व को एक असामान्य खनिज में आर्गिरोडाइट नामक एक असामान्य खनिज में पाया। यद्यपि नया तत्व कुछ हद तक हरताल और सुरमा से मिलता जुलता था, रासायनिक यौगिक में संयोजन अनुपात सिलिकॉन के एक रिश्तेदार के लिए मेंडलीव की भविष्यवाणियों से सहमत था। विंकलर ने अपने देश, जर्मन साम्राज्य के बाद तत्व का नाम दिया। आज, जर्मेनियम को मुख्य रूप से स्फालेराइट (जस्ता के प्राथमिक अयस्क ) से खनन किया जाता है, हालांकि जर्मेनियम को भी चांदी, सीसा और तांबे के अयस्कों से व्यावसायिक रूप से प्राप्त किया जाता है।

एलिमेंटल जर्मेनियम का उपयोग ट्रांजिस्टर और विभिन्न अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में एक अर्धचालक के रूप में किया जाता है। ऐतिहासिक रूप से, अर्धचालक इलेक्ट्रॉनिक्स का पहला दशक पूरी तरह से जर्मेनियम पर आधारित था। वर्तमान में, प्रमुख अंत उपयोग फ़ाइबर ऑप्टिक सिस्टम, अवरक्त दृष्टि , सौर सेल एप्लिकेशन और प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) हैं। जर्मेनियम यौगिकों का उपयोग बहुलकीकरण उत्प्रेरक के लिए भी किया जाता है और हाल ही में नैनोवायर के उत्पादन में उपयोग किया गया है। यह तत्व बड़ी संख्या में ऑर्गेनोगरमेनियम यौगिकों का निर्माण करता है, जैसे कि टेट्रामेथाइल जर्मेनियम , ऑर्गनोमेटेलिक रसायन विज्ञान में उपयोगी है। जर्मेनियम को एक प्रौद्योगिकी-महत्वपूर्ण तत्व माना जाता है।[6] जर्मेनियम को किसी भी कार्बनिक रसायन विज्ञान के लिए एक आवश्यक तत्व नहीं माना जाता है।कुछ जटिल कार्बनिक जर्मेनियम यौगिकों की जांच संभव फार्मास्यूटिकल्स के रूप में की जा रही है, हालांकि अभी तक कोई भी सफल साबित नहीं हुआ है।सिलिकॉन और एल्यूमीनियम के समान, स्वाभाविक रूप से पाए जाने वाले जर्मेनियम यौगिक पानी में अघुलनशील होते हैं और इस प्रकार इसमें बहुत कम विषाक्तता होती है।हालांकि, सिंथेटिक घुलनशील जर्मेनियम लवण नेफ्रोटॉक्सिक होते हैं, और हलोजन और हाइड्रोजन के साथ सिंथेटिक रासायनिक रूप से प्रतिक्रियाशील जर्मेनियम यौगिक चिड़चिड़े और विषाक्त पदार्थ होते हैं।

इतिहास

जर्मेनियम की भविष्यवाणी; = 70 (आवर्त सारणी 1869)

1869 में रासायनिक तत्वों के आवधिक कानून पर अपनी रिपोर्ट में, रूसी रसायनज्ञ दिमित्री मेंडेलीव ने कई अज्ञात रासायनिक तत्वों के अस्तित्व की भविष्यवाणी की, जिसमें एक भी सम्मिलित है जो समूह 14 तत्व में एक अंतर को भर देगा, जो सिलिकॉन और टिन के बीच स्थित है।[7] अपनी आवर्त सारणी में अपनी स्थिति के कारण, मेंडेलीव ने इसे ईका सिलिकॉन (आईएस) कहा, और उन्होंने इसका परमाणु वजन 70 (बाद में 72) होने का अनुमान लगाया।

1885 के मध्य में, फ्रीबर्ग, सैक्सोनी के पास एक खदान में, एक नए खनिज की खोज की गई थी और इसकी उच्च चांदी की सामग्री के कारण अरगिरोडाइट का नाम दिया गया था।[note 1] केमिस्ट क्लेमेंस विंकलर ने इस नए खनिज का विश्लेषण किया, जो चांदी, सल्फर और एक नए तत्व का संयोजन साबित हुआ।विंकलर 1886 में नए तत्व को अलग करने में सक्षम था और इसे एंटीमनी के समान पाया।उन्होंने शुरू में नए तत्व को ईका-एंटीमोनी माना, लेकिन जल्द ही आश्वस्त हो गए कि यह इका-सिलिकॉन के बजाय था।[9][10] विंकलर ने नए तत्व पर अपने परिणाम प्रकाशित करने से पहले, उन्होंने फैसला किया कि वह अपने तत्व नेपच्यून ियम का नाम लेंगे, क्योंकि 1846 में ग्रह नेप्च्यून की हालिया खोज ने इसी तरह अपने अस्तित्व की गणितीय भविष्यवाणियों से पहले किया था।[note 2] हालांकि, नैप्टुनियम नाम पहले से ही एक अन्य प्रस्तावित रासायनिक तत्व को दिया गया था (हालांकि वह तत्व नहीं जो आज नेप्च्यूनियम नाम है, जिसे 1940 में खोजा गया था)।[note 3] इसके बजाय, विंकलर ने अपनी मातृभूमि के सम्मान में न्यू एलिमेंट जर्मेनियम (लैटिन वर्ड, जर्मेनिया से जर्मनी के लिए) का नाम दिया।[10]Argyrodite अनुभवजन्य रूप से एजी साबित हुआ8जीईएस6। क्योंकि इस नए तत्व ने आर्सेनिक और एंटीमोनी के तत्वों के साथ कुछ समानताएं दिखाईं, इसलिए आवर्त सारणी में इसका उचित स्थान विचाराधीन था, लेकिन दिमित्री मेंडलीव के अनुमानित तत्व एकसिलिकॉन के साथ इसकी समानता ने इस जगह की पुष्टि की।[10][17] 500 & nbsp से आगे की सामग्री के साथ; सैक्सोनी में खानों से अयस्क के किलो, विंकलर ने 1887 में नए तत्व के रासायनिक गुणों की पुष्टि की।[9][10][18] उन्होंने शुद्ध जर्मेनियम टेट्राक्लोराइड का विश्लेषण करके 72.32 का एक परमाणु वजन भी निर्धारित किया (GeCl
4), जबकि लेकोक डे बोइसबॉड्रन ने तत्व के स्पार्क स्पेक्ट्रम में लाइनों की तुलना में 72.3 का कटौती की।[19] विंकलर जर्मेनियम के कई नए यौगिकों को तैयार करने में सक्षम था, जिसमें जर्मेनियम फ्लोराइड , जर्मेनियम क्लोराइड , जर्मेनियम सल्फाइड (डिस्पैमिशन) सम्मिलित थे, जर्मेनियम डाइऑक्साइड , और टेट्रामेथाइल जर्मेन (जी (सी (सी (सी (सी)2H5)4), पहला ऑर्गेनोगरमैन।[9]उन यौगिकों से भौतिक डेटा - जो मेंडेलीव की भविष्यवाणियों के साथ अच्छी तरह से मेल खाता है - खोज को तत्व आवर्त सारणी के विचार में मेंडलीव के विचार की एक महत्वपूर्ण पुष्टि है।यहाँ भविष्यवाणी और विंकलर के डेटा के बीच एक तुलना है:[9]

Property Ekasilicon
Mendeleev
prediction (1871)		 Germanium
Winkler
discovery (1887)
atomic mass 72.64 72.63
density (g/cm3) 5.5 5.35
melting point (°C) high 947
color gray gray
oxide type refractory dioxide refractory dioxide
oxide density (g/cm3) 4.7 4.7
oxide activity feebly basic feebly basic
chloride boiling point (°C) under 100 86 (GeCl4)
chloride density (g/cm3) 1.9 1.9

1930 के दशक के उत्तरार्ध तक, जर्मेनियम को एक खराब संचालन करने वाली धातु माना जाता था।[20] 1945 के बाद तक जर्मेनियम आर्थिक रूप से महत्वपूर्ण नहीं हुआ जब एक इलेक्ट्रानिक्स अर्धचालक के रूप में इसके गुणों को मान्यता दी गई थी।द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, कुछ विशेष इलेक्ट्रॉनिक्स, ज्यादातर डायोड में जर्मेनियम की छोटी मात्रा का उपयोग किया गया था।[21][22] पहला बड़ा उपयोग युद्ध के दौरान राडार पल्स डिटेक्शन के लिए पॉइंट-कॉन्टैक्ट शोट्की डायोड था।[20]पहला सिलिकॉन जर्मेनियम मिश्र धातु 1955 में प्राप्त किया गया था।[23] 1945 से पहले, हर साल केवल कुछ सौ किलोग्राम जर्मेनियम का उत्पादन किया गया था, लेकिन 1950 के दशक के अंत तक, दुनिया भर में वार्षिक उत्पादन तक पहुंच गया था 40 metric tons (44 short tons).[24] 1948 में जर्मेनियम ट्रांजिस्टर का विकास[25] ठोस राज्य (इलेक्ट्रॉनिक्स) के अनगिनत अनुप्रयोगों के लिए दरवाजा खोला।[26] 1950 से 1970 के दशक की शुरुआत में, इस क्षेत्र ने जर्मेनियम के लिए एक बढ़ता हुआ बाजार प्रदान किया, लेकिन फिर उच्च-शुद्धता वाले सिलिकॉन ने ट्रांजिस्टर, डायोड और सही करनेवाला में जर्मेनियम की जगह शुरू की।[27] उदाहरण के लिए, फेयरचाइल्ड अर्धचालक बनने वाली कंपनी की स्थापना 1957 में सिलिकॉन ट्रांजिस्टर के उत्पादन के व्यक्त उद्देश्य से की गई थी।सिलिकॉन में बेहतर विद्युत गुण होते हैं, लेकिन इसके लिए बहुत अधिक शुद्धता की आवश्यकता होती है जो कि ठोस-राज्य इलेक्ट्रॉनिक्स के शुरुआती वर्षों में व्यावसायिक रूप से हासिल नहीं किया जा सकता है।[28] इस बीच, तंतु प्रकाशिकी संचार नेटवर्क, इन्फ्रारेड रात्रि दृष्टि सिस्टम और पोलीमराइजेशन उत्प्रेरक के लिए जर्मेनियम की मांग नाटकीय रूप से बढ़ गई।[24]ये अंत 2000 में दुनिया भर में जर्मेनियम की खपत का 85% उपयोग करता है।[27]अमेरिकी सरकार ने भी जर्मेनियम को एक रणनीतिक और महत्वपूर्ण सामग्री के रूप में नामित किया, जो 1987 में राष्ट्रीय रक्षा भंडार में 146 & nbsp; शॉर्ट टन (132 & nbspछोटी टन ) की आपूर्ति के लिए बुला रहा था।[24]

जर्मेनियम सिलिकॉन से भिन्न होता है कि आपूर्ति शोषक स्रोतों की उपलब्धता से सीमित होती है, जबकि सिलिकॉन की आपूर्ति केवल उत्पादन क्षमता तक सीमित होती है क्योंकि सिलिकॉन साधारण रेत और क्वार्ट्ज से आता है।जबकि सिलिकॉन को 1998 में $ 10 प्रति किलोग्राम से कम के लिए खरीदा जा सकता था,[24]जर्मेनियम की कीमत लगभग $ 800 प्रति किलोग्राम थी।[24]

विशेषताएँ

मानक परिस्थितियों में, जर्मेनियम एक भंगुर, चांदी-सफेद, अर्ध-धातु तत्व है।[29]यह रूप α-grmanium के रूप में जाना जाने वाला एक आवंटन का गठन करता है, जिसमें एक धातु चमक और एक हीरा क्यूबिक होता है, जो हीरे के समान होता है।[27]क्रिस्टल के रूप में, जर्मेनियम में एक विस्थापन सीमा ऊर्जा है .[30] 120 बार (इकाई) से ऊपर के दबाव में, जर्मेनियम β-tin के समान संरचना के साथ alrotrope oper- जर्मेनियम बन जाता है।[31]सिलिकॉन, गैलियम , विस्मुट , एंटीमनी और पानी की तरह, जर्मेनियम उन कुछ पदार्थों में से एक है जो पिघले हुए राज्य से ठोस (यानी ठंड) के रूप में फैलता है।[31]

जर्मेनियम एक अर्धचालक है।क्षेत्र शोधन तकनीकों ने अर्धचालकों के लिए क्रिस्टलीय जर्मेनियम का उत्पादन किया है, जिसमें 10 में केवल एक भाग की अशुद्धता है10 ,[32] इसे अब तक प्राप्त सबसे शुद्ध सामग्रियों में से एक बनाना।[33] एक अत्यंत मजबूत विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की उपस्थिति में एक सुपरकंडक्टर बनने के लिए खोज की गई पहली धातु सामग्री (2005 में) एक यूरेनियम रोडियम जर्मेनियम थी। जर्मेनियम, यूरेनियम और रोडियम का मिश्र धातु।[34] प्योर जर्मेनियम को अनायास बहुत लंबे पेंच अव्यवस्था को बाहर निकालने के लिए जाना जाता है, जिसे जर्मेनियम व्हिस्कर्स के रूप में संदर्भित किया जाता है।इन मूंछों की वृद्धि जर्मेनियम से बने पुराने डायोड और ट्रांजिस्टर की विफलता के लिए प्राथमिक कारणों में से एक है, जैसे कि, वे अंततः क्या छूते हैं, इस पर निर्भर करते हुए, वे एक विद्युत शॉर्ट को जन्म दे सकते हैं।[35]

रसायन विज्ञान

See also: Category:Germanium compounds

एलिमेंटल जर्मेनियम लगभग 250 & nbsp पर हवा में धीरे -धीरे ऑक्सीकरण करना शुरू कर देता है; ° C, जर्मेनियम डाइऑक्साइड का गठन2।[36] जर्मेनियम पतला अम्ल और क्षारीय में अघुलनशील होता है, लेकिन धीरे -धीरे गर्म केंद्रित सल्फ्यूरिक और नाइट्रिक एसिड में घुल जाता है और जर्मन का उत्पादन करने के लिए पिघले हुए क्षार के साथ हिंसक रूप से प्रतिक्रिया करता है (([GeO
3]2−
)।जर्मेनियम ज्यादातर ऑक्सीकरण राज्य +4 में होता है, हालांकि कई +2 यौगिक ज्ञात होते हैं।[37] अन्य ऑक्सीकरण राज्य दुर्लभ हैं: +3 को जीई जैसे यौगिकों में पाया जाता है2क्लोरीन6, और +3 और +1 ऑक्साइड की सतह पर पाए जाते हैं,[38] या जर्मन में नकारात्मक ऑक्सीकरण राज्यों, जैसे कि −4 में Mg
2Ge।जर्मेनियम क्लस्टर आयनों (Zintl चरण आयनों) जैसे कि GE42 - </सुपर>, जीई94 - </सुपर>, जीई92 - , [(जीई9)2]6 - को एथिलीनमाइन या क्रिप्टैंड की उपस्थिति में तरल अमोनिया में क्षार धातुओं और जर्मेनियम वाले मिश्र धातुओं से निष्कर्षण द्वारा तैयार किया गया है।[37][39] इन आयनों में तत्व के ऑक्सीकरण राज्य पूर्णांक नहीं हैं - ओज़ोन ाइड्स ओ के समान3- ।

जर्मेनियम के दो ऑक्साइड ज्ञात हैं: जर्मेनियम डाइऑक्साइड (GeO
2, जर्मेनिया) और जर्मेनियम मोनोऑक्साइड , (GeO)।[31] डाइऑक्साइड, जियो2 जर्मेनियम डिसल्फाइड को भुनाकर प्राप्त किया जा सकता है (GeS
2), और एक सफेद पाउडर है जो केवल पानी में थोड़ा घुलनशील है, लेकिन जर्मन बनाने के लिए अल्कलिस के साथ प्रतिक्रिया करता है।[31]मोनोऑक्साइड, जर्मन ऑक्साइड, जियो के उच्च तापमान प्रतिक्रिया द्वारा प्राप्त किया जा सकता है2 जीई धातु के साथ।[31]डाइऑक्साइड (और संबंधित ऑक्साइड और जर्मन) दृश्य प्रकाश के लिए एक उच्च अपवर्तक सूचकांक होने की असामान्य संपदा को प्रदर्शित करता है, लेकिन अवरक्त प्रकाश के लिए पारदर्शिता।[40][41] बिस्मथ जर्मनट , द्वि4जीई3O12, (BGO) का उपयोग एक सिंटिलेटर के रूप में किया जाता है।[42] अन्य काल्कोजन वाले बाइनरी यौगिकों को भी जाना जाता है, जैसे कि सल्फाइड (GeS
2), diselenide (GeSe
2), और जर्मेनियम मोनोसल्फाइड (जीईएस), सेलेनाइड (गेस), और टेलुराइड (रसायन विज्ञान) (गेटे)।[37]जीईएस2 हाइड्रोजन सल्फाइड को जीई (IV) युक्त दृढ़ता से एसिड समाधान के माध्यम से पारित होने पर एक सफेद अवक्षेप के रूप में रूप।[37]डाइसल्फ़ाइड पानी में और कास्टिक अल्कलिस या क्षारीय सल्फाइड के समाधान में सराहनीय रूप से घुलनशील है।फिर भी, यह अम्लीय पानी में घुलनशील नहीं है, जिसने विंकलर को तत्व की खोज करने की अनुमति दी।[43] हाइड्रोजन की एक धारा में डाइसल्फ़ाइड को गर्म करके, मोनोसल्फाइड (जीईएस) का गठन किया जाता है, जो एक गहरे रंग और धातु की चमक की पतली प्लेटों में उदात्त होता है, और कास्टिक एल्कलिस के समाधान में घुलनशील होता है।[31]क्षार धातु यौगिक और सल्फर के साथ पिघलने पर, जर्मेनियम यौगिकों को थियोगरमानेट्स के रूप में जाना जाता है।[44]

जर्मेन मीथेन के समान है। Alt = कंकाल के रासायनिक संरचना एक टेट्राहेड्रल अणु के साथ जर्मेनियम परमाणु के साथ इसके केंद्र में चार हाइड्रोजन परमाणुओं से बंधी हुई है।GE-H दूरी 152.51 Picometers है।

चार टेट्राहालाइड्स ज्ञात हैं।सामान्य परिस्थितियों में GEI4 एक ठोस, gef है4 एक गैस और अन्य वाष्पशील तरल पदार्थ।उदाहरण के लिए, जर्मेनियम टेट्राक्लोराइड, जीईसीएल4, क्लोरीन के साथ धातु को गर्म करके 83.1 & nbsp; ° C पर एक रंगहीन फ्यूमिंग तरल उबलने के रूप में प्राप्त किया जाता है।[31]सभी टेट्राहालाइड आसानी से हाइड्रेटेड जर्मेनियम डाइऑक्साइड के लिए हाइड्रोलाइज्ड हैं।[31]गेल4 ऑर्गेनोगरमेनियम यौगिकों के उत्पादन में उपयोग किया जाता है।[37]सभी चार डायहालाइड्स ज्ञात हैं और टेट्राहालाइड्स के विपरीत पॉलिमर सॉलिड्स हैं।[37]इसके अतिरिक्त जीई2क्लोरीन6 और सूत्र जीई के कुछ उच्च यौगिकnक्लोरीन2n+2 ज्ञात हैं।[31]असामान्य यौगिक जीई6क्लोरीन16 तैयार किया गया है जिसमें जीई सम्मिलित है5क्लोरीन12 एक neopentane संरचना के साथ इकाई।[45] सार्थक (GEH)4) मीथेन के लिए संरचना के समान एक यौगिक है।पॉलीगर्मन -कॉम्पाउंड्स जो एल्केन ्स के समान हैं - फॉर्मूला जीई के साथnH2n+2 पांच जर्मेनियम परमाणुओं से युक्त हैं।[37]जर्मन उनके संबंधित सिलिकॉन एनालॉग्स की तुलना में कम अस्थिर और कम प्रतिक्रियाशील होते हैं।[37]पैदल चलना4 सफेद क्रिस्टलीय MGEH बनाने के लिए तरल अमोनिया में क्षार धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करता है3 जिसमें जर्मिल है | geh3- आयन।[37]एक, दो और तीन हलोजन परमाणुओं के साथ जर्मेनियम हाइड्रोहलिड्स रंगहीन प्रतिक्रियाशील तरल पदार्थ हैं।[37]

Alt = कंकाल रासायनिक संरचनाएं एक ऑर्गेनोगरमेनियम यौगिक सहित एक योज्य रासायनिक प्रतिक्रिया को रेखांकित करती हैं।

1887 में विंकलर द्वारा पहला ऑर्गेनोगरमेनियम यौगिक संश्लेषित किया गया था;डायथाइलज़िन के साथ जर्मेनियम टेट्राक्लोराइड की प्रतिक्रिया ने टेट्रैथाइलगर्मन (Ge(C
2H
5)
4)।[9]टाइप आर के ऑर्गेनोगर्मन4जीई (जहां आर एक एल्काइल है) जैसे कि टेट्रामेथाइलगर्मन (Ge(CH
3)
4) और Tetraethylgermane को सबसे सस्ते उपलब्ध जर्मेनियम अग्रदूत जर्मेनियम टेट्राक्लोराइड और एल्काइल न्यूक्लियोफाइल्स के माध्यम से एक्सेस किया जाता है।ऑर्गेनिक जर्मेनियम हाइड्राइड्स जैसे कि isobutylgermane ((CH
3)
2CHCH
2GeH
3) कम खतरनाक पाए गए और अर्धचालक अनुप्रयोगों में विषाक्त जर्मन गैस के लिए एक तरल विकल्प के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।कई जर्मेनियम प्रतिक्रियाशील मध्यवर्ती ज्ञात हैं: -ल मुक्त कण, जर्मेलेन (कार्बेन के समान), और जर्मेन्स (कार्बिन के समान)।[46][47] ऑर्गेनोगरमेनियम कंपाउंड प्रचारक | 2-कार्बोक्सैथाइलगर्मेसक्यूएक्सेन को पहली बार 1970 के दशक में रिपोर्ट किया गया था, और कुछ समय के लिए एक आहार पूरक के रूप में इस्तेमाल किया गया था और संभवतः ट्यूमर के गुणों के लिए सोचा गया था।[48]

EIND (1,1,3,3,5,5,5,7,7-octeethyl-s-hydrindacen-4-yl) नामक एक लिगैंड का उपयोग करते हुए जर्मेनियम ऑक्सीजन (जर्मनोन) के साथ एक डबल बॉन्ड बनाने में सक्षम है।जर्मेनियम हाइड्राइड और जर्मेनियम टेट्राहाइड्राइड हवा के साथ मिश्रित होने पर बहुत ज्वलनशील और यहां तक कि विस्फोटक होते हैं।[49]

आइसोटोप्स

Main article: Isotopes of germanium

जर्मेनियम 5 प्राकृतिक आइसोटोप में होता है: 70
Ge
, 72
Ge
, 73
Ge
, 74
Ge
, तथा 76
Ge
।इनमे से, 76
Ge
 बहुत कम रेडियोधर्मी है, एक आधा जीवन के साथ डबल बीटा क्षय द्वारा क्षय करना 1.78×1021 years. 74
Ge
 सबसे आम आइसोटोप है, जिसमें लगभग 36%की प्राकृतिक बहुतायत है। 76
Ge
 लगभग 7%की प्राकृतिक बहुतायत के साथ सबसे कम आम है।[50] जब अल्फा कणों के साथ बमबारी की जाती है, तो आइसोटोप 72
Ge
 स्थिर उत्पन्न करेगा 77
Se
, प्रक्रिया में उच्च ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों को जारी करना।[51]इस वजह से, इसका उपयोग परमाणु बैटरी के लिए रेडॉन के साथ संयोजन में किया जाता है।[51] कम से कम 27 रेडियो आइसोटोप को भी संश्लेषित किया गया है, परमाणु द्रव्यमान में 58 से 89 तक। इनमें से सबसे स्थिर है 68
Ge
, एक आधे जीवन के साथ इलेक्ट्रॉन कैप्चर द्वारा क्षय 270.95 days।सबसे कम स्थिर है 60
Ge
के आधे जीवन के साथ 30 ms।जबकि अधिकांश जर्मेनियम रेडियोसोटोप बीटा क्षय द्वारा क्षय करते हैं, 61
Ge
 तथा 64
Ge
 पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन द्वारा क्षय |
β+
देरी से प्रोटॉन उत्सर्जन ।[50] 84
Ge
 के माध्यम से 87
Ge
 आइसोटोप भी मामूली बीटा क्षय का प्रदर्शन करते हैं |
β−
विलंबित न्यूट्रॉन उत्सर्जन क्षय पथ।[50]

घटना

See also: Category:Germanium minerals
Alt = अनियमित आकार और सतह का एक भूरा ब्लॉक, आकार में लगभग 6 सेमी।

जर्मेनियम तारकीय न्यूक्लियोसिंथेसिस द्वारा बनाया जाता है, ज्यादातर एसिम्प्टोटिक विशाल शाखा सितारों में एस-प्रोसेस द्वारा।एस-प्रोसेस लाल विशाल सितारों को स्पंदित करने के अंदर हल्के तत्वों का एक धीमा न्यूट्रॉन कैप्चर है।[52] कुछ सबसे दूर के सितारों में जर्मेनियम का पता चला है[53] और बृहस्पति के माहौल में।[54] पृथ्वी की पपड़ी में तत्वों की जर्मेनियम की बहुतायत बहुतायत | पृथ्वी की पपड़ी में लगभग 1.6 & nbsp; भाग प्रति मिलियन है।[55] केवल कुछ खनिज जैसे कि Argyrodite, Briartite , Germinate, Renierite और Sphalerite में जर्मेनियम की सराहनीय मात्रा होती है।[27][56] उनमें से केवल कुछ (विशेष रूप से जर्मन), बहुत कम ही, बहुत कम मात्रा में पाए जाते हैं।[57][58][59] कुछ जस्ता-कॉपर-लीड अयस्क निकायों में अंतिम अयस्क ध्यान केंद्रित से निष्कर्षण को सही ठहराने के लिए पर्याप्त जर्मेनियम होता है।[55]एक असामान्य प्राकृतिक संवर्धन प्रक्रिया कुछ कोयला सीमों में जर्मेनियम की एक उच्च सामग्री का कारण बनती है, जिसे जर्मेनियम डिपॉजिट के लिए एक व्यापक सर्वेक्षण के दौरान विक्टर मोरिट्ज़ गोल्डस्मिड्ट द्वारा खोजा जाता है।[60][61] उच्चतम एकाग्रता कभी भी हार्टले, नॉर्थम्बरलैंड कोल ऐश में 1.6% जर्मेनियम के साथ थी।[60][61]Xilinhaote , आंतरिक मंगोलिया के पास कोयला जमा, एक अनुमानित 1600 & nbsp; टन जर्मेनियम है।[55]

उत्पादन

2011 में दुनिया भर में लगभग 118 टन जर्मेनियम का उत्पादन किया गया, जिसमें प्रमुख रूप से चीन (80 टन), रूस (5 टन) और संयुक्त राज्य अमेरिका (3 टन) सम्मिलित थे।[27] जर्मेनियम को स्पैलेराइट जिंक अयस्कों से एक उप-उत्पाद के रूप में प्राप्त किया जाता है, विशेष रूप से कम तापमान वाले तलछट-आश्रित, बड़े पैमाने पर Zn-Pb-Cu(-Ba) निक्षेप और कार्बोनेट-आश्रित Zn-Pb निक्षेप से जहां यह 0.3% तक की मात्रा में केंद्रित होता है।[62][63] हाल ही के एक अध्ययन में पाया गया है कि कम से कम 10,000 टन निकालने योग्य जर्मेनियम ज्ञात जिंक संरक्षणों में है, विशेषकर मिसिसिपी-वैली प्रकार के जमीनों में, जबकि कम से कम 112,000 टन कोयले के संरक्षणों में पाया जाएगा।[64][65] 2007 में 35% मांग को पुनर्नवीनीकरण जर्मेनियम द्वारा पूरा किया गया था।[55]

वर्ष लागत
($/किलो)[66]
1999 1,400
2000 1,250
2001 890
2002 620
2003 380
2004 600
2005 660
2006 880
2007 1,240
2008 1,490
2009 950
2010 940
2011 1,625
2012 1,680
2013 1,875
2014 1,900
2015 1,760
2016 950
2017 1,358
2018 1,300
2019 1,240
2020 1,000

जबकि यह मुख्य रूप से स्पैलेराइट से निर्मित होता है, तथा यह चांदी, सीसा और तांबे के अयस्कों में भी पाया जाता है। जर्मेनियम का एक और स्रोत है जिसे कोयले संग्रहणों से चलने वाले बिजली उत्पादन से आने वालीफ्लाई ऐश भी कहा जाता है।रूस और चीन ने इसे जर्मेनियम के लिए एक स्रोत के रूप में इस्तेमाल किया।[67] रूस के भंडार सखालिन द्वीप के सुदूर पूर्व और व्लादिवोस्टोक के उत्तर-पूर्व में स्थित हैं। चीन में निक्षेपित मुख्य रूप से लिंज़ांग , युन्नान के पास लिग्नाइट खानों में स्थित हैं;कोयला भी Xilinhaote, आंतरिक मंगोलिया के पास खनन किया जाता है।[55]

अयस्क सांद्रण अधिकतर सल्फ़ाइडिक होते हैं, वे रोस्टिंग के रूप में जानी जाने वाली प्रक्रिया में हवा के नीचे गर्म करके ऑक्साइड में परिवर्तित हो जाते हैं,

GeS2 + 3 O2 → GeO2 + 2 SO2

जर्मेनियम में से कुछ को उत्पादित धूल में छोड़ दिया जाता है, जबकि बाकी को जर्मन में परिवर्तित किया जाता है, जो तब सल्फ्यूरिक एसिड द्वारा सिंडर से (जस्ता के साथ) लीचेड (जस्ता के साथ) होता है।तटस्थता के बाद, केवल जस्ता समाधान में रहता है जबकि जर्मेनियम और अन्य धातुएं अवक्षेपित होती हैं।Waelz प्रक्रिया द्वारा अवक्षेप में कुछ जस्ता को हटाने के बाद, Waelz ऑक्साइड को दूसरी बार लीच किया जाता है।जर्मेनियम डाइऑक्साइड को अवक्षेप के रूप में प्राप्त किया जाता है और क्लोरीन गैस या हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ जर्मेनियम टेट्राक्लोराइड में परिवर्तित किया जाता है, जिसमें कम उबलते बिंदु होते हैं और आसवन द्वारा अलग किया जा सकता है:[67]

GeO2 + 4 HCl → GeCl4 + 2 H2O

GeO2 + 2 Cl2 → GeCl4 + O2

जर्मेनियम टेट्राक्लोराइड को या तो ऑक्साइड (GeO2) में हाइड्रोलाइज़ किया जाता है या संयुक्त आस्तीविक्षेपण द्वारा शोधित और फिर हाइड्रोलाइज़ किया जाता है।[67] अत्यधिक शुद्ध GeO2 अब जर्मेनियम ग्लास के उत्पादन के लिए उपयुक्त है। इसे हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करके तत्व में बदल दिया जाता है, जिससे अवरक्त प्रकाशिकी और अर्धचालक उत्पादन के लिए उपयुक्त जर्मेनियम का उत्पादन होता है,

GeO2 + 2 H2 → Ge + 2 H2O

इस्पात उत्पादन और अन्य औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए सामान्य तौर पर कार्बन का उपयोग करके जर्मेनियम को कम किया जाता है,[68]

GeO2 + C → Ge + CO2

अनुप्रयोग

2007 में दुनिया भर में जर्मेनियम का प्रमुख अंतिम उपयोग कुछ इस प्रकार अनुमानित था, जैसे 35% तंतु प्रकाशिकी के लिए, 30% अवरक्त प्रकाशिकी, 15% बहुलकीकरण उत्प्रेरक, और 15% इलेक्ट्रॉनिक्स और सौर विद्युत अनुप्रयोगों के लिए।[27] शेष 5% का उपयोग फास्फोर, धातुकर्म, और कैमोथेरेपी जैसे उपयोगों में हुआ।[27]

प्रकाशिकी

A drawing of four concentric cylinders।
एक विशिष्ट एकल-मोड ऑप्टिकल फाइबर। जर्मेनियम ऑक्साइड कोर सिलिका (आइटम 1) का एक डोपेंट है।
  1. Core 8 µm
  2. Cladding 125 µm
  3. Buffer 250 µm
  4. Jacket 400 µm

जर्मेनिया (GeO2) की विशेष गुणधर्मों में इसका उच्च परावर्तन सूची और इसका कम प्रकाशिक परिक्षेपण सम्मिलित हैं। ये इसे वाइड-एंगल कैमरा लेंस , माइक्रोस्कोपी और प्रकाशिक तंतु के मुख्य भाग के लिए विशेष रूप से उपयोगी बनाते हैं।[69][70] इसने सिलिका तंतु के लिए डोपेंट के रूप में टाइटेनिया की जगह ले ली है, जिससे बाद में होने वाले ताप उपचार को समाप्त कर दिया गया, जिससे फाइबर भंगुर हो गए।[71] 2002 के अंत में, तंतु प्रकाशिकी उद्योग ने संयुक्त राज्य अमेरिका में वार्षिक जर्मेनियम उपयोग का 60% उपभोग किया, लेकिन यह दुनिया भर में खपत का 10% से भी कम है।[70] GeSbTe एक अवस्था परिवर्तन पदार्थ है जिसका उपयोग अपने प्रकाशिकी गुणों के लिए किया जाता है, जैसा कि पुनर्लेखनीय डीवीडीज में उपयोग होता है।[72]

क्योंकि जर्मेनियम अवरक्त तरंगदैर्ग में पारदर्शी है, इसलिए यह एक महत्वपूर्ण अवरक्त प्रकाशिकी पदार्थ है जो आसानी से लेंस और खिड़कियों में काटा और चमकाया जा सकता है। इसका उपयोग विशेष रूप से निष्क्रिय थर्मल इमेजिंग के लिए 8 से 14 माइक्रोन परास में काम करने वाले ऊष्मीय प्रतिबिंबन कैमरों में मुख्य प्रकाशिकी के रूप में और सैन्य, मोबाइल रात्रि दृष्टि और अग्निशमन अनुप्रयोगों में ऊष्म बिंदु का पता लगाने के लिए किया जाता है।[68] इसका उपयोग अवरक्त स्पेक्ट्रमदर्शी और अन्य ऑप्टिकल उपकरणों में किया जाता है, जिन्हें बेहद संवेदनशील अवरक्त संसूचको की आवश्यकता होती है।[70] इसका अपवर्तनांक (4.0) बहुत अधिक है और इसे परावर्तन रोधी एजेंटों के साथ लेपित किया जाना चाहिए। विशेष रूप से, हीरे की तरह कार्बन (डीएलसी), अपवर्तक सूचकांक 2.0 का एक बहुत ही कठिन विशेष प्रतिपरावर्तन विलेपन, एक अच्छा मेल है जो एक हीरे की कठोर सतह का उत्पादन करता है जो बहुत अधिक पर्यावरणीय दुरुपयोग का सामना कर सकता है।[73][74]

इलेक्ट्रॉनिक्स

जर्मेनियम को सिलिकॉन के साथ मिश्रित किया जा सकता है, क्योकि सिलिकॉन-जर्मेनियम मिश्रित धातुएं तेजी से उच्च गति एकीकृत परिपथ के लिए एक महत्वपूर्ण अर्धचालक सामग्री बन रही हैं। Si-SiGe हेटेरोजंक्शन के गुणधर्मों का उपयोग करने वाले परिपथ सिलिकॉन का उपयोग करने वाले परिपथो की तुलना में बहुत तेज हो सकते हैं।[75] [27] सिलिकॉन चिप उद्योग की स्थापित और कम लागत की उत्पादन तकनीकों के साथ, उच्च-गति गुणधर्मों वाले SiGe चिप्स बनाए जा सकते हैं।[27]

उच्च दक्षता वाले सौर पेनल जर्मेनियम का एक प्रमुख उपयोग हैं। क्योंकि जर्मेनियम और गैलियम आर्सेनाइड में लगभग समान जालक स्थिरांक होता है, इसलिए जर्मेनियम सब्सट्रेट का उपयोग गैलियम-आरिनाइड सौर सेल्स बनाने के लिए किया जा सकता है।[76] जर्मेनियम अंतरिक्ष अनुप्रयोगों के लिए उच्च दक्षता वाले बहुपक्षीय प्रकाशवोल्टीय सेल के लिए वेफर्स का सब्सट्रेट है, जैसे कि मंगल गवेक्षण रोवर्स, जो जर्मेनियम सेल्स पर ट्रिपल-जंक्शन गैलियम आर्सेनाइड का उपयोग करते हैं।[77] ऑटोमोबाइल हेडलाइट्स और एलसीडी स्क्रीन को बैकलाइट करने के लिए उपयोग की जाने वाली उच्च चमक वाली एलईडी भी एक महत्वपूर्ण अनुप्रयोग है।[27]

ऊष्मारोधी पर जर्मेनियम (GeOI) सब्सट्रेट को लघु चिप्स पर सिलिकॉन के लिए एक संभावित प्रतिस्थापन के रूप में देखा जाता है।[27] GeOI सब्सट्रेट पर आधारित CMOS परिपथ हाल ही में बताया गया है।[78] इलेक्ट्रॉनिक्स में अन्य उपयोगों में फ्लोरोसेंट लैंप में फॉस्फोरस [32]और ठोस- अवस्था प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) सम्मिलित हैं।[27] जर्मेनियम ट्रांजिस्टर्स को कुछ संगीतकारों द्वारा उपयोग किया जाता है विशेषकर पहले रॉक और रोल युग के डलास आर्बिटर फज़ फेस के पेडल्स में, जो "फज़"-टोन की विशेष ध्वनि गुणलक्षण को पुनर्निर्मित करना चाहते हैं। [79]

जर्मेनियम को एक संभावित सामग्री के रूप में अध्ययन किया गया है जो प्रत्यारोपण जैव इलेक्ट्रानिकी संवेदको के लिए हो सकती हैं, जो शरीर में विषारीत होते हैं और किसी भी हानिकारक हाइड्रोजन गैस उत्पन्न किये बिना, जिंक ऑक्साइड और इंडियम गैलियम जिंक ऑक्साइड के आधारित कार्यान्वयन को बदलते हैं।

अन्य उपयोग

एक पीईटी बोतल

जर्मेनियम डाइऑक्साइड का उपयोग पॉलीइथाइलीन टेरेफथलेट (पीईटी) के उत्पादन में बहुलकीकरण के लिए उत्प्रेरक में भी किया जाता है।[80] इस पॉलिएस्टर की उच्च चमक जापान में विपणन की जाने वाली पीईटी बोतलों के लिए विशेष रूप से पसंद की जाती है।[80] संयुक्त राज्य अमेरिका में, बहुलकीकरण उत्प्रेरक के लिए जर्मेनियम का उपयोग नहीं किया जाता है।[27]

सिलिका (SIO2) और जर्मेनियम डाइऑक्साइड (GeO2) के बीच समानता के कारण, कुछ गैस वर्णलेखिकी स्तंभ में सिलिका स्थिर अवस्था को GeO2 द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है2।[81]

हाल ही के वर्षों में, जर्मेनियम की बहुमूल्य धातु मिश्रणों में बढ़ते हुए उपयोग हुई है। स्टर्लिंग सिल्वर मिश्रणों में, उदाहरण के लिए, यह आग का स्केल कम करता है, धूमिल प्रतिरोध को बढ़ाता है, और अवक्षेपण कठोरण में सुधार करता है। धूमिल-रोधी चांदी मिश्र धातु ट्रेडमार्क वाले अर्जेन्टियम में 1.2% जर्मेनियम होता है।[27]

एकल क्रिस्टल उच्च शुद्धता वाले जर्मेनियम से बने अर्धचालक संसूचक विकिरण स्रोतों की सटीक पहचान कर सकते हैं - उदाहरण के लिए हवाई अड्डे की सुरक्षा में।[82] जर्मेनियम एकल क्रिस्टल न्यूट्रॉन प्रकीर्णन और सिंक्रोट्रॉन एक्स-रे विवर्तन में उपयोग की जाने वाली बीमलाइन के लिए और एकवर्णक के लिए उपयोगी है। न्यूट्रॉन और उच्च ऊर्जा एक्स-रे अनुप्रयोगों में सिलिकॉन की तुलना में परावर्तनशीलता के लाभ हैं।[83] उच्च शुद्धता वाले जर्मेनियम के क्रिस्टल का उपयोग गामा स्पेक्ट्रोस्कोपी और गहरे द्रव्य की खोज के लिए संसूचको में किया जाता है।[84] फॉस्फोरस, क्लोरीन और सल्फर के निर्धारण के लिए एक्स-रे स्पेक्ट्रोमीटर में जर्मेनियम क्रिस्टल का भी उपयोग किया जाता है।[85]

जर्मेनियम स्पिनट्रोनिक्स और प्रचक्रण -आधारित क्वांटम कम्प्यूटिंग अनुप्रयोगों के लिए एक महत्वपूर्ण सामग्री के रूप में उभर रहा है। 2010 में, शोधकर्ताओं ने कमरे के तापमान प्रचक्रण परिवहन का प्रदर्शन किया[86] और हाल ही में जर्मेनियम में दाता इलेक्ट्रॉन प्रचक्रण में बहुत लंबे समय तक सुसंगतता देखी गई है।[87]

जर्मेनियम और स्वास्थ्य

जर्मेनियम को पौधों या जानवरों के स्वास्थ्य के लिए आवश्यक नहीं माना जाता है।[88] पर्यावरण में जर्मेनियम का स्वास्थ्य पर बहुत कम या कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। इसका मुख्य कारण यह है कि यह सामान्य तौर पर केवल अयस्कों और कार्बनयुक्त सामग्रियों में एक सूक्ष्ममात्रिक तत्त्व के रूप में होता है, और विभिन्न औद्योगिक और इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों में बहुत कम मात्रा में सम्मिलित होता है, जिनके अंतर्ग्रहण की संभावना नहीं होती है।[27] समान कारणों से, अंतिम उपयोग वाले जर्मेनियम का पर्यावरण पर जैव खतरे के रूप में बहुत कम प्रभाव पड़ता है। जर्मेनियम के कुछ प्रतिक्रियाशील मध्यवर्ती यौगिक जहरीले होते हैं (जिसके लिए नीचे सावधानियां देखें, नीचे)।[89]

जैविक और अकार्बनिक जर्मेनियम दोनों से बने जर्मेनियम पूरक को एक वैकल्पिक दवा के रूप में विपणन किया गया है जो ल्यूकेमिया और फेफड़ों के कैंसर का उपचार करने में सक्षम है।[24] हालांकि, इसके लाभ का कोई चिकित्सीय प्रमाण नहीं है, कुछ प्रमाण यह सुझाव देते है कि ऐसे पूरक हानिकारक हो सकते हैं।[88] अमेरिकी खाद्य एवं औषधि प्रशासन (एफडीए) के शोध ने निष्कर्ष निकाला है कि अकार्बनिक जर्मेनियम, जब पोषण पूरक के रूप में उपयोग किया जाता है, तो "मानव स्वास्थ्य के लिए संभावित संकटदायी होता है।[48]

कुछ जर्मेनियम यौगिकों को वैकल्पिक चिकित्सा चिकित्सकों द्वारा गैर-एफडीए-स्वीकृत इंजेक्टेबल समाधान के रूप में प्रशासित किया गया है। सबसे पहले उपयोग किए जाने वाले जर्मेनियम के घुलनशील अकार्बनिक रूप, विशेष रूप से साइट्रेट-लैक्टेट नमक, के परिणामस्वरूप लंबे समय तक इनका उपयोग करने वाले व्यक्तियों में गुर्दे की शिथिलता, यकृत स्टीटोसिस और परिधीय न्यूरोपैथी की कुछ स्थितियाँ सामने आई। इन व्यक्तियों में प्लाज्मा और मूत्र जर्मेनियम सांद्रता, जिनमें से कई की मृत्यु हो गई, अंतर्जात स्तरों से अधिक परिमाण के कई क्रम थे। एक और हालिया कार्बनिक रूप, बीटा-कार्बोक्सीएथिलजर्मेनियम सेस्क्यूऑक्साइड (प्रोपेगर्मेनियम) ने विषाक्त प्रभावों के समान स्पेक्ट्रम का प्रदर्शन नहीं किया है।[90]

जर्मेनियम के कुछ यौगिकों में स्तनधारियों के लिए कम विषाक्तता होती है, लेकिन कुछ जीवाणुओ के प्रति ये विषाक्त प्रभाव प्रदर्शित करते हैं।[29]

रासायनिक रूप से प्रतिक्रियाशील जर्मेनियम यौगिकों के लिए सावधानियां

जबकि जर्मेनियम के उपयोग में स्वयं सावधानियों की आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन जर्मेनियम के कुछ कृत्रिम रूप से उत्पादित यौगिक काफी प्रतिक्रियाशील होते हैं और संपर्क में आने पर मानव स्वास्थ्य के लिए उसी समय संकटदायी बन सकते है।उदाहरण के लिए, जर्मेनियम टेट्राक्लोराइड और जर्मेन (GeH4) क्रमशः एक तरल और एक गैस हैं, जो आंखों, त्वचा, फेफड़े और गले के लिए काफी उत्तेजनशील हो सकते हैं।

यह भी देखें

टिप्पणियाँ

  1. ↑ From Greek, argyrodite means silver-containing.[8]
  2. ↑ Just as the existence of the new element had been predicted, the existence of the planet Neptune had been predicted in about 1843 by the two mathematicians John Couch Adams and Urbain Le Verrier, using the calculation methods of celestial mechanics. They did this in attempts to explain the fact that the planet Uranus, upon very close observation, appeared to be being pulled slightly out of position in the sky.[11] James Challis started searching for it in July 1846, and he sighted this planet on September 23, 1846.[12]
  3. ↑ R. Hermann published claims in 1877 of his discovery of a new element beneath tantalum in the periodic table, which he named neptunium, after the Greek god of the oceans and seas.[13][14] However this metal was later recognized to be an alloy of the elements niobium and tantalum.[15] The name "neptunium" was later given to the synthetic element one step past uranium in the Periodic Table, which was discovered by nuclear physics researchers in 1940.[16]


संदर्भ

  1. ↑ "Standard Atomic Weights: Germanium". CIAAW. 2009.
  2. ↑ "New Type of Zero-Valent Tin Compound". Chemistry Europe. 27 August 2016.
  3. ↑ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
  4. ↑ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. pp. E110. ISBN 0-8493-0464-4.
  5. ↑ 5.0 5.1 5.2 5.3 "Properties of Germanium". Ioffe Institute.
  6. ↑ Avarmaa, Katri; Klemettinen, Lassi; O’Brien, Hugh; Taskinen, Pekka; Jokilaakso, Ari (June 2019). "Critical Metals Ga, Ge and In: Experimental Evidence for Smelter Recovery Improvements". Minerals (in English). 9 (6): 367. Bibcode:2019Mine....9..367A. doi:10.3390/min9060367.
  7. ↑ Kaji, Masanori (2002). "D. I. Mendeleev's concept of chemical elements and The Principles of Chemistry" (PDF). Bulletin for the History of Chemistry. 27 (1): 4–16. Archived from the original (PDF) on 2008-12-17. Retrieved 2008-08-20.
  8. ↑ Argyrodite – Ag
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बाहरी संबंध

Wikisource has the text of the 1911 Encyclopædia Britannica article "Germanium".
  • Germanium at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)

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