Eigenschaften von Germanium

Ger­ma­ni­um ist ein beson­ders seltenes Ele­ment und verbindet die Eigen­schaften einiger Ele­mente, die in sein­er Nähe im Peri­o­den­sys­tem ste­hen. Auf Basis sein­er Anord­nung in der vierten Haupt­gruppe besitzt es seine Hauptwer­tigkeit IV und zudem die Wer­tigkeit II. Ger­ma­ni­um ist an seinen Bruchkan­ten extrem glänzend und extrem spröde. Mit dem Ham­mer lassen sich Ger­ma­ni­um-Bar­ren in kle­in­ste Stücke zer­schla­gen. Die Bruchkan­ten bilden gekrümmte Flächen aus, die stark reflek­tieren und sehr unregelmäßig sind. Die Bear­beitung von Ger­ma­ni­um ist deshalb sehr schwer.

Ger­ma­ni­um kristallisiert im Dia­mant­git­ter in Oktaed­ern. Seine chemis­chen Eigen­schaften liegen nahe bei denen von Kohlen­stoff und Siliz­ium ein­er­seits und denen von Zinn andererseits.

Die Eigen­schaften eines Halb­met­alls und Hal­bleit­ers treten bei Ger­ma­ni­um stark zu Tage. Damit vere­inigt es die Eigen­schaften von Met­allen und Nicht­met­allen. Ger­ma­ni­um ist sehr kor­ro­sions­beständig und sowohl beständig gegen Säuren als auch gegen Laugen.

Ger­ma­ni­um ist als her­aus­ra­gende Eigen­schaft durch­läs­sig für ultra­rotes Licht. Diese Eigen­schaft prädes­tiniert es für viele optis­che Anwendungen.

Mit Met­allen wie Pt, Au, Ag und Cu eutek­tis­che Legierun­gen ein. Diese Legierun­gen besitzen feste Erstar­rungspunk­te, wie zum Beispiel bei ein­er Legierung aus Gold und Ger­ma­ni­um, die bere­its bei 351 °C flüs­sig wird.

Eigenschaften von Germanium
Germanium: Eigenschaften und Gewinnung
Ein­satzge­bi­ete von Germanium 

RF-Tech­nik, Pho­to­di­o­den, IR-Optik, Glas­fasertech­nik, Detek­toren, HF-Tech­nik, PET-Katal­yse, IR-Kam­eras, Pho­to­voltaik, Nachtsichtgeräte

Gewinnung von Germanium

Die bei­den Haupt­min­erale des Ger­ma­ni­ums sind das Ger­man­it Cu3(Fe, Ge)S4 und Argy­rodit Ag3GeS6. Zudem kommt es in Zinkblende und Steinkohle vor. Inter­es­sant ist sein Vorkom­men als Spurenele­ment in Pflanzen.

Zur Gewin­nung ist das Nassver­fahren ein­set­zbar. Dabei wird das Erz zunächst zerklein­ert und in ein­er Mis­chung von Salpeter- und Schwe­fel­säure in den Auf­schluss gegeben. Es schei­det sich das Rohox­id ab, welch­es mit Salzsäure in Ger­ma­ni­umte­tra­chlo­rid GeCL4 über­führt wird. Das Resul­tat wird dann des­til­liert und hydrolysiert zu Ger­ma­ni­um­diox­id. Dieses wird zum Met­all reduziert.

Für das Trock­en­ver­fahren wird das Erz eben­falls zerklein­ert und dann in einem Stick­stoff­strom auf 800 °C erhitzt und gere­inigt. Durch Über­leit­en von Ammo­ni­ak­gas sub­lim­iert Ger­ma­ni­umdisul­fid GeS2. Es wird mit Salpeter­säure zu Ger­ma­ni­um­diox­id oxy­diert. Die Reduk­tion zum Met­all wird bei bei­den Ver­fahren am sin­nvoll­sten durch Erhitzen im Wasser­stoff­strom oder mit Kohle durchgeführt.

Eine weit­ere Meth­ode zur Gewin­nung und Quelle von Ger­ma­ni­um stellt der Flugstaub der Hochofen­schlacke in Ver­hüt­tungs­be­trieben für Erze dar.