Germanio para niños

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32 Ge
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Información general
Nombre, símbolo, número	Germanio, Ge, 32
Serie química	Metaloides
Grupo, período, bloque	14, 4, p
Masa atómica	72,64 u
Configuración electrónica	[Ar] 3d10 4s2 4p2
Dureza Mohs	6
Electrones por nivel	2, 8, 18, 4 (imagen)
Apariencia	Blanco grisáceo
Propiedades atómicas
Radio medio	125 pm
Electronegatividad	2,01 (escala de Pauling)
Radio atómico (calc)	125 pm (radio de Bohr)
Radio covalente	122 pm
Radio de van der Waals	Sin datos pm
Estado(s) de oxidación	+4, 0, -1, -2, -3, -4
Óxido	Anfótero
1.ª energía de ionización	762 kJ/mol
2.ª energía de ionización	1537,5 kJ/mol
3.ª energía de ionización	3302,1 kJ/mol
4.ª energía de ionización	4411 kJ/mol
5.ª energía de ionización	9020 kJ/mol
Líneas espectrales
Propiedades físicas
Estado ordinario	Sólido
Densidad	5323 kg/m3
Punto de fusión	1211,4 K (938 °C)
Punto de ebullición	3093 K (2820 °C)
Entalpía de vaporización	330,9 kJ/mol
Entalpía de fusión	36,94 kJ/mol
Presión de vapor	0,0000746 Pa a 1210 K
Punto crítico	245 K (−28 °C) 365 Pa
Volumen molar	9876 m3/mol
Varios
Estructura cristalina	Cúbica centrada en las caras
Calor específico	320 J/(kg·K)
Conductividad eléctrica	1,45 S/m
Conductividad térmica	59,9 W/(m·K)
Velocidad del sonido	5400 m/s a 293,15 K (20 °C)
Isótopos más estables
Artículo principal: Isótopos del germanio
iso AN Periodo MD Ed PD MeV 68Ge Sintético 270,8 d ε - 68Ga 70Ge 21,23% Estable con 38 neutrones 71Ge Sintético 11,26 d ε - 71Ga 72Ge 27,66%% Estable con 40 neutrones 73Ge 7,73% Estable con 41 neutrones 74Ge 35,94% Estable con 42 neutrones 76Ge 7,44% 1,78 × 1021 a β- -6555666 76Se
Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario.

El germanio (símbolo Ge) es un elemento químico con el número atómico 32. Se encuentra en el período 4 de la tabla periódica de los elementos.

Es un semimetal de color blanco grisáceo, brillante, duro y fácil de romper. Se parece mucho al silicio y al estaño, que están cerca de él en la tabla periódica. El germanio puro es un semiconductor, lo que significa que puede conducir la electricidad bajo ciertas condiciones. En la naturaleza, el germanio se une con el oxígeno para formar otros compuestos.

El germanio no es muy común en grandes cantidades, por eso fue descubierto bastante tarde. En 1869, un científico llamado Dmitri Mendeléyev predijo que este elemento existía y algunas de sus características. Lo llamó ekasilicio. Casi veinte años después, en 1886, el científico alemán Clemens Winkler encontró el nuevo elemento en un mineral llamado argirodita. Winkler le dio el nombre de germanio en honor a su país, Alemania.

Hoy en día, el germanio se obtiene principalmente de un mineral de zinc llamado esfalerita. También se puede encontrar en minerales de plata, plomo y cobre.

El germanio se usa mucho en la tecnología moderna. Es un material clave para:

• Fibra óptica: cables que transmiten información usando luz.
• Óptica infrarroja: para cámaras de visión nocturna y otros equipos que ven el calor.
• Células solares y luces LED.
• Transistores y otros componentes electrónicos.

También se usa en algunos catalizadores para fabricar plásticos.

¿Qué es el Germanio?

El germanio es un semimetal que tiene un color blanco grisáceo y es brillante. Es un material duro y quebradizo. Mantiene su brillo a temperaturas normales. Su estructura es similar a la del diamante y no se daña fácilmente con ácidos o álcalis.

¿Por qué es importante como semiconductor?

El germanio es un semiconductor muy útil. Esto significa que puede controlar el flujo de electricidad. A diferencia de otros semiconductores, el germanio tiene una "banda prohibida" pequeña. Esto le permite responder bien a la radiación infrarroja, lo que lo hace ideal para amplificadores de baja potencia y detectores de luz infrarroja.

Usos del Germanio en la Vida Diaria

El germanio es un elemento valioso, aunque su alto costo limita algunos de sus usos. Sin embargo, es esencial en muchas tecnologías.

• Cables de fibra óptica: Se usa para transmitir datos a alta velocidad en internet y telecomunicaciones.
• Electrónica: Fue fundamental en los primeros transistores. Hoy se usa en circuitos integrados de alta velocidad y en algunos amplificadores de guitarras eléctricas para lograr sonidos clásicos.
• Óptica infrarroja: Como metal, el germanio es transparente a la luz infrarroja. Se utiliza en espectroscopios, sistemas de visión nocturna y otros equipos especiales.
• Lentes: Se usa para fabricar lentes con un alto índice de refracción, ideales para cámaras de gran angular y microscopios.
• Joyería: Se mezcla con oro (una aleación de oro con 12% de germanio) para crear piezas especiales.
• Aleaciones: Ayuda a endurecer metales como el aluminio, magnesio y estaño.
• Medicina: Algunos compuestos de germanio se investigan por sus posibles usos en tratamientos médicos.
• Catalizadores: El tetracloruro de germanio se usa como catalizador para fabricar plásticos como el PET. Este es uno de sus usos principales hoy en día.

Descubrimiento del Germanio

Predicción del germanio, "?=70" (tabla periódica de 1869)

Las características del germanio fueron predichas en 1871 por Dmitri Mendeléyev. Él lo llamó eka-silicio basándose en su lugar en la tabla periódica. En 1886, el científico alemán Clemens Winkler confirmó la existencia de este elemento. Su descubrimiento fue muy importante porque demostró que la tabla periódica de Mendeléyev era correcta.

Aquí puedes ver cómo las predicciones de Mendeléyev se compararon con lo que Winkler encontró:

En 1885, se encontró un nuevo mineral rico en plata llamado argyrodita en una mina en Alemania. Clemens Winkler analizó este mineral y descubrió que contenía un nuevo elemento. Al principio, pensó en llamarlo "neptunio", pero ese nombre ya se había usado para otro elemento propuesto. Así que Winkler decidió llamarlo germanio, en honor a su país natal, Alemania.

¿De dónde se obtiene el Germanio?

Muestra de germanio.

El germanio se encuentra en yacimientos de plata, zinc y cobre. Los minerales más importantes para obtener germanio son la germanita (con un 69% de germanio) y la garnierita (con un 7-8% de germanio). También se encuentra en el carbón y en otros minerales.

La mayor parte del germanio se obtiene como un subproducto de la producción de zinc o de la quema de carbón. Para purificarlo, se convierte en un compuesto llamado tetracloruro de germanio, que luego se transforma en germanio puro usando hidrógeno o magnesio.

Para usos electrónicos, el germanio se purifica aún más hasta alcanzar una pureza del 99.99%. Esto se hace con una técnica especial que reduce las impurezas a niveles muy bajos.

En 1926, se descubrió que el germanio era un semiconductor. Sin embargo, no fue hasta 1942 que se pudo producir de forma económica. El desarrollo de los transistores de germanio a partir de 1947 fue un gran avance para la electrónica. Entre 1950 y principios de los años 70, el germanio fue muy demandado en la electrónica. Luego, el silicio lo reemplazó en muchos usos porque era más barato. Hoy en día, el germanio se usa principalmente en fibra óptica, equipos de visión nocturna y como catalizador para plásticos.

Isótopos del Germanio

El germanio tiene cinco isótopos que son estables, es decir, que no cambian con el tiempo. El más común es el Ge-74. También se conocen 18 isótopos radiactivos, que se desintegran con el tiempo. El Ge-68 es el que dura más, con una vida media de 270.8 días.

Seguridad y el Germanio

Algunos compuestos de germanio, como el tetrahidruro de germanio, pueden ser perjudiciales para los mamíferos si se ingieren en grandes cantidades. Sin embargo, son útiles para eliminar ciertas bacterias y parásitos como la taenia.

El germanio que se encuentra en la naturaleza, a menudo como impureza en otros minerales, no suele ser muy dañino porque no se disuelve fácilmente en agua. El cuerpo lo elimina rápidamente, principalmente a través de la orina. Sin embargo, algunos compuestos de germanio hechos por el hombre pueden ser más perjudiciales si se consumen en exceso.

Galería de imágenes

• 

  Germanio policristalino.

• 

  Muestra de germanio.

Véase también

En inglés: Germanium Facts for Kids