Eigenschaft |
Wert / Beschreibung |
Elementsymbol |
Ge |
Ordnungszahl |
32 |
Elementgruppe |
Kohlenstoffgruppe (4. Hauptgruppe, 14. IUPAC-Gruppe) |
Periode |
4 |
Klassifikation |
Halbmetall (Metalloid) |
Aussehen |
Glänzend grau-weiß, hart, spröde |
Entdeckung |
1886 durch Clemens Winkler (benannt nach Deutschland) |
Relative Atommasse |
Ca. 72,63 u |
Dichte |
5,323 g/cm^3 (fest, zeigt Dichteanomalie) |
Schmelzpunkt |
Ca.938,3°C |
Siedepunkt |
Ca. 2830°C |
Elektronenkonfiguration |
Ar3d^10 4s^2 4p^2 |
Germanium ist ein glänzendes, hartes, sprödes und grau-weißes Halbmetall, das chemisch dem Silicium ähnlich ist und zur Kohlenstoffgruppe gehört. Es ist ein Halbleiter mit einer Bandlücke von ca.0,67 eV bei Raumtemperatur, weshalb es eine Schlüsselrolle in der Elektronik spielt.
Eine Besonderheit von Germanium ist seine Dichteanomalie: Die Dichte im festen Zustand ist niedriger als im flüssigen Zustand (wie bei Wasser oder Silicium). Es ist bei Raumtemperatur an der Luft sehr beständig und wird von Säuren (außer Salpetersäure) und Alkalien kaum angegriffen.
Germanium ist auf der Erde weit verbreitet, kommt aber meist nur in geringen Konzentrationen vor. Es wird oft als Begleiter in Zink- und Kupfererzen gefunden. Wichtige Minerale sind Argyrodit und Germanit. China ist der größte Produzent von Germanium.
Germanium wurde historisch in den Anfängen der Halbleiterelektronik (Transistoren und Dioden) verwendet, bevor es in vielen Bereichen durch das billigere Silicium ersetzt wurde. Heute sind die Hauptanwendungsgebiete:
Infrarot-Optik: Germaniumoxid ist transparent für Infrarotstrahlung und wird daher für Linsen und Fenster in Wärmebildkameras und Infrarotspektroskopen eingesetzt.
Glasfasertechnik: Zur Herstellung von optischen Fasern für die Telekommunikation.
Solarzellen: In Hocheffizienz-Solarzellen (Triple-Junction-Zellen), insbesondere in der Raumfahrt, wird Germanium als Substrat verwendet.
Katalysator: Germanium(IV)-oxid GeO2 dient als Katalysator bei der Herstellung von Polyethylenterephthalat (PET)-Kunststoffen.
Legierungen: Wird zu Legierungen hinzugefügt, zum Beispiel um Silber anlauffrei zu machen.
Germanium und seine Verbindungen weisen eine relativ geringe akute Toxizität auf.
Kein essenzielles Spurenelement: Nach aktuellem Stand der Wissenschaft hat Germanium keine bekannte biologische Funktion für den menschlichen Körper.
Vorkommen in Nahrungsmitteln: Spuren von Germanium sind in einigen Nahrungsmitteln wie Bohnen, Tomatensaft, Austern und Knoblauch enthalten.
Nahrungsergänzungsmittel: Trotz des Fehlens einer bekannten biologischen Funktion wird "organisches Germanium" manchmal in Nahrungsergänzungsmitteln vermarktet. Dabei ist zu beachten, dass eine Überdosierung an anorganischem Germanium gesundheitsschädlich sein kann.