ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                            ოსმიუმი

მოლურჯო-თეთრი ბრყვიალა მაგარი ლითონი

ოსმიუმი

76 Os

190,23

[Xe] 4f14 5d6 6s2

 

ოსმიუმის ატომური მასა

 ქიმიურ ელემენტთა პერიოდული სისტემის VIII ჯგუფის ქიმიური ელემენტია, რომლის ატომური რიცხვია 76, აღინიშნება სიმბოლოთი Os (ლათ. Osmium). სტანდარტულ პირობებში წარმოადგენს მოვერცხლისფრო-მოლურჯო ფერის მყიფე გარდამავალ ლითონს. მიეკუთვნება პლატინის ჯგუფის ლითონებს. ფლობს მაღალი სიმკვრივეს, ამ პარამეტრით შეიძლება შევადაროთ მხოლოდ ირიდიუმს (Os და Ir სიმკვრივეები თითქმის ტოლია თუ ჩავთვლით გამოთვლით ცდომილებას)

ოსმიუმი აღმოჩენილ იქნა 1804 წელს ინგლისელი ქიმიკოსის თანანტ სმიტსონის მიერ უილიამ ჰაიდ ვოლასტონთან თანამშრომლობით პლატინის მადნიდან პლატინის სამეფო წყალში გახსნისას დარჩენილ ნალექში. მსგავს კვლევებს აწარმოებდნენ ფრანგი ქიმიკოსები იპოლიტ-ვიქტორ კოლე-დესკოტი, ანტუან ფრანსუა დე ფურკრუა და ლუი ნიკოლა ვოლკენი, რომლებიც მივიდნენ იმ დასკვნამდე რომ დარჩენილი ნალექი შეიცავდა რაღაც უცნობ ელემენტს. ჰიპოტეტურად ელემენტს მიენიჭა სახელი პტენი (ფრთიანი), მაგრამ თენანტის ცდებმა უჩვენა რომ, ეს იყო ორი ელემენტის ნარევი - ირიდიუმის და ოსმიუმის.

ოსმიუმის ფხვნილი გახურებისას რეაგირებს ჟანგბადთან, ჰალოგენებთან, გოგირდის ორთქლთან, სელენთან, ტელურთან, ფოსფორთან, აზოტმჟავასთან და გოგირდმჟავასთან. კომპაქტური ოსმიუმი არ ურთიერთქმედებს არც მჟავებთან და არც ტუტეებთან, მაგრამ შემდნარ ტუტეებთან წარმოქმნის წყალში ხსნად ოსმატებს, ნელა რეაგირებს აზოტმჟავასთან და სამეფო წყალთან, რეაგირებს გამდნარ ტუტეებთან მჟანგავებთან თანდასწრებით (კალიუმის ნიტრატი ან ქლორატი), გამდნარ ნატრიუმის ზეჟანგთან.

ნაერთებში ოსმიუმი ავლენს −2-დან +8-მდე ჟანგვის ხარისხს, რომელთაგან ყველაზე გავრცელებულია +2, +3, +4 და +8.

ოსმიუმი - არის ერთ ერთი მცირე ლითონებს შორის, რომელიც წარმოქმნის პოლიბირთვულ (ან კლასტერულ) ნაერთებს. პოლიბირთვული ოსმიუმის კარბონილი Os₃(CO)₁₂ გამოიყენება ნახშირწყლების ლითონურ ცენტრებზე ქიმიური რეაქციის მოდელირებისა და კვლევებისათვის. კარბონილური ჯგუფები Os₃(CO)₁₂-ში შეიძლება ჩანაცვლებული იყვნენ სხვა ლიგანდებით, რომლებიც მათ შორის შეიცავს სხვა გარდამავალი ლითონების კლასტერულ ბირთვებს.

                                                                   

სმიუმის ზოდი

ოსმიუმი — რუხი-მოცისფრო, მაგარი, მაგრამ მყიფე ლითონია ძალიან მაღალი კუთრი წონით, რომელიც ინარჩუნებს თავის ბრჭყვიალებას მაღალი ტემპერატურის დროსაც. თავისი სიმაგრის, სიმყიფის, ორთქლის დაბალი წნევის (ყველაზე დაბალი ყველა პლატინის ჯგუფის ლითონებს შორის), და ასევე ძალიან მაღალი დნობის ტემპეატურის გამო, ძნელად ხდება ლითონური ოსმიუმის მექანიკური დამუშავება. ოსმიუმი ითვლება ყველაზე მკვრივ, მჭიდრო ელემენტად, და აქვს მცირედით უკეთესი პარამეტრი ვიდრე ირიდიუმს. სიმკრივის შედარებით უფრო ზუსტი მნიშვნელობები შეიძლება გამოთვლილ იქნას მათი კრისტალური მესერის პარამეტრების მიხედვით: 22,562 ± 0,009 გრ/სმ³ ირიდიუმისათვის და 22,587 ± 0,009 გრ/სმ³ ოსმიუმისათვის. ამ ლითონების სხვადასხვა იზოტოპების შედარებისას, ყველაზე მკვრივი აღმოჩნდება ¹⁹²Os. ოსმიუმის უაღრესად მაღალი სიმკვრივე აიხსნება ლანთანოიდური შეკუმშვით, ასევე ჰექსაგონალური მჭიდროდ შეფუთული კრისტალური მესერით.

სახელი ეწოდა ძვ. ბერძნ. ὀσμή-დან (სუნი), მკვეთრი სუნის მქონე აქროლადი ოქსიდის OsO₄ გამო (მოგვაგონებს ოზონს).

                                                                     

ოსმიუმის კრისტალები

თვითნაბადი სახით ოსმიუმი არაა აღმოჩენილი. ის გვხვდება პოლიმეტალურ მადნებში, რომლების ასევე შეიცავენ პლატინას და პალადიუმს (სულფიდური სპილენძ-ნიკელის და სპილენძ-მოლიბდენის მადნები). ოსმიუმის ძირითადი მინერალები — მიეკუთვნებიან მყარი ხსნარების კლასს, ოსმიუმის და ირიდიუმის ბუნებრივი შენადნობები (ნევიანსკიტი და სისერტსკიტი). ზოგჯერ ეს მინერალები გვხვდება დამოუკიდებლად, უფრო ხშირად კი ოსმიუმ ირიდიუმი შედის თვითნაბადი პლატინის შემადგენლობაში.

საბადოები

ოსმიუმიანი ირიდიუმის ძირითადი საბადოები თავმოყრილია რუსეთში (ციმბირი, ურალი), აშშ-ში (ალასკა, კალიფორნია), კოლუმბიაში, კანადაში, სამხრეთ აფრიკის რესპუბლიკაში.

უდიდეს მარაგს ფლობს ბუშველდის კომპლექსის საბადო სამხრეთ აფრიკის რესპუბლიკაში.

ოსმიუმი გვხვდება ასევე გოგირდთან და დარიშხანთან შექმნილი ნაერთების სახით (ერლიხმანიტი, ოსმიუმიანი ლაურიტი, ოსარსიტი). როგორც წესი ოსმიუმის შემცველობა მადნებში არ აღემატება 1×10⁻⁵.

სხვა კეთილშობილ ლითონებთან ერთად გვხვდება რკინის მეტეორიტების შემადგენლობაში.

იზოტოპები

ბუნებაში ოსმიუმი გვხვდება 7 იზოტოპის სახით, 6 მათ შორის არის სტაბილური: ¹⁸⁴Os, ¹⁸⁷Os, ¹⁸⁸Os, ¹⁸⁹Os, ¹⁹⁰Os და ¹⁹²Os. ყველაზე მძიმე იზოტოპზე (ოსმიუმ-192) მოდის საერთო "მარაგის" წილის 41 %, ყველაზე მჩატე იზოტოპზე (ოსმიუმ-184) კი მოდის წილის 0,018 %. ოსმიუმ-186 განიცდის ალფა-დაშლას, მაგრამ მისი განსაკუთრებულად დიდი ნახევარდაშლის პერიოდის გამო — (2,0 ± 1,1)×10¹⁵ წელი, — მას თვლიან პრაქტიკულად სტაბილურად. გამოთვლების თანახმად, დანარჩენი ბუნებრივი იზოტოპიც ასევე შეიძლება განიცდიდეს ალფა-დაშლას, მაგრამ კიდევ უფრო დიდი ნახევარდაშლის პერიოდით, ამიტომაც მათი ალფა-დაშლა პრაქტიკულად აღარ შეიმჩნევა. თეორიულად ¹⁸⁴Os და ¹⁹²Os-თვის შესაძლებელია ორმაგი ბეტა-დაშლა, მაგრამ დაკვირვებებით არაა დაფიქსირებული.

იზოტოპი ოსმიუმ-187 არის რენიუმის (¹⁸⁷Re, ნახევარდაშლის პერიოდი 4,56×10¹⁰ წელი) იზოტოპის დაშლის შედეგი. ის აქტიურად გამოიყენება მთის ქანების და მეტეორიტების დასათარიღებლად (რენიუმ-ოსმიუმის მეთოდი). ოსმიუმის ყველაზე მეტად დათარიღების მეთოდებში გამოყენება ხდება ირიდიუმ-ოსმიუმის მეთოდში, რომელიც გამოიყენება კვარცების ანალიზის დროს.

ოსმიუმის იზოტოპების დაყოფა წარმოადგენს მეტად ძნელ ამოცანას. სწორედ ამიტომაც მისი ზოგიერთი იზოტოპი ძალიან ძვირი ღირს. პირველი და ერთადერთი სუფთა ოსმიუმ-187-ის ექსპორტიორია ყაზახეთი, 2004 წლის იანვრიდან ის ოფიციალურად ამ ნივთიერებას თავაზობს 10 000 დოლარად 1 გრამში.

ოსმიუმ-187 არ აქვს ფართო პრაქტიკული გამოყენება. ამიტომაც ზოგიერთი მონაცემებით, ამ ოპერაციის მიზანი იყო არალეგალური კაპიტალის გათეთრება.

გავრცობადობა

• დედამიწის ქერქში — 0,007 გრ/ტ
• პერიდოტიტებში — 0,15 გრ/ტ
• ეკლოგიტებში — 0,16 გრ/ტ
• დუნიტებ-პერიდოტიტების ფორმაციებში — 0,013 გრ/ტ
• პიროქსენიტების ფორმაციებში — 0,007 გრ/ტ

მიღება

ოსმიუმს გამოყოფენ პლატინური ლითონების გამდიდრებული ნედლეულიდან, ამ კონცენტრატის ჰაერზე გახურების გზით 800—900 °C ტემპერატურაზე. ამ დროს რაოდენობრივად სუბლიმირდება აქროლადი ოსმიუმის ტეტრაოქსიდის OsO₄ ორთქლი, რომელიც შემდგომ შთაინთქმება ნატრიუმის ჰიდროქსიდის NaOH ხსნარით.

ხსნარის აორთქლებით გამოყოფენ მარილს — ნატრიუმის პეროსმატს, რომელსაც შემდგომ აღადგენენ ოსმიუმამდე წყალბადით 120 °C-ზე:

Na₂[OsO₂(OH)₄] + 3H₂ = 2NaOH + Os + 4H₂O.

ოსმიუმი ამ დროს მიიღება ღრუბლის სახით.

იხ. ვიდეო Osmium - The DENSEST Metal On Earth!

გამოყენება

• გამოიყენება როგორც კატალიზატორი ამიაკის სინთეზისათვის, ორგანული ნაერთების ჰიდრირებისას, მეტანოლის საწვავი ელემენტების კატალიზატორებში.
• შენადნობი «ოსრამი» (ოსმიუმი ვოლფრამთან) გამოიყენება გახურების ნათურების ძაფების დასამზადებლად.
• არის ცნობები ოსმიუმის სამხედრო მიზნებით გამოყენებისა, როგორც საარტილერიო ჭურვების და რაკეტების ქობინების ნაწილი. ასევე გამოიყენება საავიაციო და სარაკეტო ტექნიკის ელექტრონულ აპარატურაში.
• როგორც კომპონენტი ირიდიუმისა და რუთენიუმის ზემაგარი და ცვეთაგამძლე შენადნობებში (საყრდენი ღერძები ზუსტ ხელსაწყოებში).
• ოსმიუმის ტეტრაოქსიდი გამოიყენებსა ელექტრონული მიკროსკოპიაში ბიოლოგიური ობიექტების ფიქსაციისათვის.

ბიოლოგიური როლი და ფიზიოლოგიური ქმედება

ოსმიუმი არ თამაშობს ბიოლოგიურ როლს. და ოსმიუმის უმაღლესი ოქსიდი მეტად ტოქსიკურია.

პლატინის (90 %) და ოსმიუმის (10 %) შეადნობი გამოიყენება ქირურგიულ იმპლანტანტებში, როგორიცაა ელექტროკარდიოსტიმულატორი, და ფილტვების ღეროების სარქველების ჩანაცვლებისას.

ღირებულება

ოსმიუმი ჩვეულებრივ იყიდება 99-პროცენტიანი ფხვნილის სახით. როგორც სხვა ძვირფასი ლითონები, იზომება ტროას უნციებით და გრამებით. მისი ფასი მიახლოებით შეადგენს 10 აშშ დოლარს ერთ გრამზე, და დამოკიდებულია მომწოდებელზე და მის მის ხარისხზე.

საინტერესო ფაქტები

ოსმიუმი - არის ლითონი, რომელსაც აქვს ყველაზე მაღალი სიმკვრივე — 22,587 გრ/სმ³.

ოსმიუმისა და ალუმინის შენადნობს აქვს უჩვეულოდ მაღალი პლასტიურობა და შეიძლება გაიწელოს გაუწყვეტლად ორჯერ.

იხ. ვიდეო - "МЕТАЛЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ. Осмий-187" - А знали ли вы что Казахстан единственная страна, которая поставляет самый дорогой металл в мире? На ум сразу приходят золото и серебро. Но это не так. С этим дорогим металлом даже платина рядом не стоит. Более того, в мире существуют элементы во много раз превышающие их цену. И поговорим мы сегодня об осмие-187. Это самый дорогой и востребованный металл на земле. На рынке его стоимость оценивается дороже золота в 30 раз, а серебра в 10 тысяч раз. А в книге рекордов Гиннесса на него поставили ценник в 200 тысяч долларов США. И самое интересное, что Казахстан первый и единственный, кто добывает и продает Осмий-187.

ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                    ბუნებრივი რესურსები

წვიმის ტყეები

 ბუნებრივი გარემოს შემადგენელი ბუნებრივი ელემენტები, რომლებსაც იყენებენ საწარმოო ძალთა განვითარების მოცემულ ეტაპზე ადამიანთა საზოგადოების მატერიალურ მოთხოვნილებათა დასაკმაყოფილებლად. ბუნებრივი რესურსების ძირითადი სახეობებია: წიაღისეული, კლიმატური, წყლის, ნიადაგის, მცენარეული, ფაუნისტური რესურსები. XX საუკუნის 2 ნახევრიდან მათ მიემატა ატომური პლანეტურ-კოსმოსური რესურსებიც: როგორც ბირთვული, გეოთერმული, ზღვის მიმოქცევისა და სხვა ენერგიის წყაროები. კაცობრიობის ისტორია მოწმობს, რომ საწარმოო ძალთა განვითარების კვალდაკვალ ხდებოდა ბუნებრივი რესურსების სახეობათა განუხრელი ზრდა. იზრდებოდა არა მხოლოდ რაოდენობა, არამედ თითოეულის მოხმარების წილიც და საზოგადოების სარგებლიანობაც.

                                                                 

ოკეანე

XIX საუკუნეში ძრავების გავრცელებამ, რომლებიც სითბურ ენერგიას მექანიკურ და ელექტრულ ენერგიად გარდაქმნის, გამოიწვია წიაღისეული რესურსების მოხმარების არნახული ზრდა. ჩვენს ეპოქაში ბირთვული ენერგეტიკული, რაკეტული ტექნოლოგიური, რადიოელექტრონიკის სწრაფმა განვითარებამ ბუნებრივი რესურსების უმნიშვნელოვანეს სახეობად აქცია რადიოაქტიური, ლითონური და არალითონური ელემენტები (ურანი, გერმანიუმი, სილიციუმი და სხვა). ტექნიკური პროგრესი ზოგჯერ თიშავს კიდეც ამა თუ იმ ბუნების ელემენტს ბუნებრივი რესურსების შემადგენლობიდან, მაგალითად, მცირე საბადოებმა, წყლის ნაკადებმა, მიწის პატარა სავარგულებმა და ა.შ. თანამედროვე ტექნიკურ პირობებში დაკარგეს თავიანთი პირვანდელი მნიშვნელობა.

                                                                   

ქარი არის ბუნებრივი რესურსი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ელექტროენერგიის გამოსამუშავებლად, როგორც ეს 5 მეგავატიანი ქარის ტურბინებით თორნტონბანკის ქარის ქარხანაში ბელგიის სანაპიროდან 28 კმ (17 მილი) დაშორებით. 

მატერიალური დოვლათის წარმოების პროცესში ადამიანი აქტიურად ზემოქმედებს ბუნების ცალკეულ ელემენტზე და ცვლის ბუნებრივი რესურსების მთელ კომპლექსს. ბუნებრივი რესურსების ერთი ნაწილი გამოულეველია, რადგან მათ სწორი ექსპლუატაციის კვალდაკვალ თვითგანახლებაც ხდება. არის ისეთი ბუნებრივი რესურსებიც, რომელთა მარაგი თანდათან კლებულობს და საბოლოოდ ამოიწურება. ამიტომ ბუნებრივი რესურსების რაციონალური გამოყენება კაცობრიობის უპირველესი საზრუნავია. თანამედროვე სამეცნიერო-ტექნოლოგიური რევოლუცია კიდევ უფრო აფართოებს ბუნებრივი რესურსების გამოყენების სფეროს და საშუალებას გვაძლევს გამოვავლინოთ ბუნებრივი რესურსების ახალ-ახალი სახეობები.

იხ. ვიდეო - დედამიწის ბუნებრივი რესურსები

ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                          გერმანიუმი   

ღია-რუხი მეტალოიდი ნახევარგამტარი ლინური ბზინვარებით

გერმანიუმი

32 Ge

72,61

[Ar] 3d10 4s2 4p2

                                                                       

გერმანიუმის ატ. სქემა

 პერიოდული სისტემის მეოთხე პერიოდის მეოთხე ჯგუფის ქიმიური ელემენტი, ატომური ნომერია 32 აღინიშნება სიმბოლოთი Ge (გერმ. Germanium). იგი ბზინვარე, მძიმე, მონაცისფრო-თეთრი ფერის მეტალოიდია, შედეის ნახშირბადის ჯგუფში და ქიმიურად მსგავსია

ჯგუფში მის მეზობლად მდებარე სილიციუმისა და გალიუმისა. გერმანიუმს გააჩნია ხუთი ბუნებრივი იზოტოპი, რომელთა მასა მერყეობს 70-დან 76-მდე. იგი წარმოქმნის დიდი რაოდენობით მეტალორგანულ ნაერთებს, მათ შორის ტეტრაეთილგერმანიუმს და იზობუტილგერმანიუმს.

1869 წ. ელემენტი იწინასწარმეტყველა დიმიტრი მენდელეევმა (როგორც ეკო-სილიციუმი) და აღმოჩენილ იქნა 1885 წელს გერმანელი ქიმიკოსის ალექსანდრ ქლემენს ვინკლერის მიერ, მინერალ არგიროდიტის ანალიზის დროს Ag₈GeS₆. გერმენიუმი შედარებით მოგვიანებით იქნა აღმოჩენილი, რადგანაც მინერალების ძალიან მცირე რიცხვი შეიცავს მას მაღალი კონცენტრაციით. გერმანიუმს დედამიწის ქერქის შემადგენელ ელემენტებს შორის უკავია დაახლოებით ორმოცდამეათე ადგილი.

სახელი დარქმეულია გერმანიის ვინკლერის სამშობლოს პატივსაცემად.

დედამიწის ქერქში გერმანიუმის საერთო შემცველობა არის 7×10⁻⁴% მასის მიხედვით, ანუ მეტი, ვიდრე მაგალითად, სტიბიუმი, ვერცხლი, ბისმუტი. გერმანიუმის მცირე შემცველობის გამო დედამიწის ქერქში და მისი გეოქიმიური მსგავსებისა ზოგ ფართოდ გავრცელებულ ელემენტებთან მას აღენიშნება შეზღუდული უნარი საკუთარი მინერალების წარმოქმნისა, და იბნევა სხვა მინერალების მესერში. ამიტომაც გერმანიუმის საკუთარი მინერალები გვხვდება განსაკუთრებულად იშვიათად. თითქმის ყველა ისინი წარმოადგენენ მინერალ-სულფომარილებს: გერმანიტი Cu₂(Cu, Fe, Ge, Zn)₂ (S, As)₄ (6 — 10 % Ge), არგიროდიტი Ag₈GeS₆ (3,6 — 7 % Ge), კონფილდიტი Ag₈(Sn, Ge) S₆ (до 2 % Ge) და სხვა. გერმანიუმის ძირითადი მასა გაბნეულია დედამიწის ქერქში უმეტესწილად მთის ქანებში და მინერალებში. ასე მაგალითად, ზოგ სფალერიტებში გერმანიუმის შემცველობა აღწევს კილოგრამებს ტონაზე, ენარგიტებში 5 კგ/ტ-ზე, პირარგირიტში 10 კგ/ტ, სულვანიტში და ფრანკეიტში 1 კგ/ტ-ზე, სხვა სულფიდებში და სილიკატებში — ასეული და ათეულ გრამს/ტონაზე. გერმანიუმი კონცენტრირდება ბევრი ლითონის საბადოებში — ფერადი ლითონების სულფიდურ მადნებში, რკინის მადნებში, ზოგ ჟანგურ ოქსიდურ მინერალებში (ქრმიტებში, მაგნეტიტში, რუტილში და სხვა.), გრანიტებში, დიაბაზებში და ბაზალტებში. ამას გარდა, გერმანიუმი არის თითქმის ყველა სილიკატში, ზოგი ქვანახშირის და ნავთობის საბადოში. გერმანიუმის კონცენტრაცია ზღვის წყალში არის 6×10⁻⁵ მგრ/ლ.

გერმანიუმი ასევე გვხვდება პოლიმეტალური, ნიკელის და ვოლფრამის მადნებში როგორც მინარევი, ასევე სილიკატებში. რთული და შრომატევადი ოპერაციების შედეგად მადნის გამდიდრებისათვის და მისი კონცენტრირებისათვის გერმანიუმს გამოყოფენ ოქსიდის სახით GeO₂, რომელსაც აღადგენენ წყალბადით 600 °C-ის პირობებში მარტივ ნივთიერებამდე:

GeO₂ + 2H₂ = Ge + 2H₂O.

გერმანიუმის მონოკრისტალების გაწმენდა და მოყვანა ხდება ზონური გამოდნობის მეთოდით.

გერმანიუმის კრისტალური მესერი კუბური წახნაგცენტრირებული ალმასის ტიპისაა, სივრცული ჯგუფა F d3m, პარამეტრები а = 0,5658 ნმ.

მექანიკური თვისებები

• დრეკადობის მოდული E, გპა — 82

• ბგერის სიჩქარე (t=20÷25 °C) სხვადასხვა მიმართულებით ·1000 მ/წმс.
  • L₁₀₀ : 4,92
  • S₁₀₀ : 3,55
  • L₁₁₀ : 5,41
  • S₁₁₀ : 2,75
  • L₁₁₁ : 5,56
  • S₁₁₁ : 3,04

ელექტრული თვისებები

გერმანიუმი წარმოადგენს ტიპიურ ნახევარგამტარს.

• სტატიკური შეფარდებითი დიელექტრიკული შეღწევადობა ε = 16,0
• აკრძალული ზონის სიფართე (300 К) E_g = 0,67 ევ
• საკუთარი კონცენტრაცია n_i=2,33×10¹³ სმ⁻³
• ეფექტური მასა^[4]:
  • ელექტრონების, გრძივი: m_II=1,58m₀, m_II=1,64m₀
  • ელექტრონების, განივი: m_┴=0,0815m₀ , m_┴=0,082m₀
  • ხვრელების, მძიმეების: m_hh=0,379m₀
  • ხვრელების, მჩატეების: m_hl=0,042m₀
• ელექტრონული მსგავსება: χ = 4,0 ევ

გერმანიუმის ლეგირება გალიუმის თხელი ფენით იწვევს ზეგამტარ მდგომარეობას.

იზოტოპები

ბუნებაში გვხვდება ხუთი იზოტოპი: ⁷⁰Ge (20,55 % მასა), ⁷²Ge (27,37 %), ⁷³Ge (7,67 %), ⁷⁴Ge (36,74 %), ⁷⁶Ge (7,67 %). პირველი ოთხი სტაბილურია, მეხუთე (⁷⁶Ge) განიცდის ორმაგ ბეტა- დაშლას ნახევარდაშლის პერიოდით 1,58×10²¹ წელი. ამას გარდა არსებობს ორი შედარებით «ხანგრძლივ მცხოვრები» ხელოვნური იზოტოპი: ⁶⁸Ge (ნახევარდაშლის დრო 270,8 დღე) და ⁷¹Ge (ნახევარდაშლის დრო 11,26 დღე).

ქიმიური თვისებები

ქიმიურ ნაერთებში გერმანიუმი ჩვეულებრივ ავლენს 4.ან 2 ვალენტობას. ნაერთები სადაც გერმანიუმი ავლენს 4 ვალენტობას უფრო სტაბილურებია. ნორმალურ პირობებში მდგრადია ჰაერის, წყლის ტუტის და მჟავეების ზემოქმედების მიმართ, იხსნება царская водка და წყალბადის ზეჟანგის ტუტე ხსნარში. გამოიყენება ერმანიუმის შენადნობები და მინები გერმანიუმის დიოქსიდის საფუძველზე.

გერმანიუმის ნაერთები

არაორგანული

• ჰიდრიდები
  • გერმილენი ${\displaystyle GeH_{2}}$
  • გერმანი ${\displaystyle GeH_{4}}$
  • დიგერმანი ${\displaystyle Ge_{2}H_{6}}$
  • ტრიგერმანი ${\displaystyle Ge_{3}H_{8}}$

• ოქსიდები
  • გერმანიუმის ოქსიდი(II) ${\displaystyle GeO}$
  • გერმანიუმის ოქსიდი (IV) ${\displaystyle GeO_{2}}$

• ჰიდროქსიდები
  • გერმანიუმის ჰიდროქსიდი(II) ${\displaystyle Ge(OH)_{2}}$

• მარილები
  • ჰალოგენიდები
    • გერმანიუმის ბრომიდი(IV) ${\displaystyle GeBr_{4}}$
    • გერმანიუმის იოდიდი(II) ${\displaystyle GeI_{2}}$
    • გერმანიუმის იოდიდი(IV) ${\displaystyle GeI_{4}}$
    • გერმანიუმის ფტორიდი(IV) ${\displaystyle GeF_{4}}$
    • გერმანიუმის ქლორიდი(IV) ${\displaystyle GeCl_{4}}$
  • გერმანიუმის ნიტრიდი(IV) ${\displaystyle Ge_{3}N_{4}}$
  • გერმანიუმის სულფიდი (II) ${\displaystyle GeS}$
  • გერმანიუმის სულფიდი (IV) ${\displaystyle GeS_{2}}$
  • გერმანიუმის სულფატი (IV) ${\displaystyle Ge(SO_{4})_{2}}$

ორგანული

გერმანიუმორგანული ნაერთები — არის მეტალოორგანული ნაერთები რომლებსაც გააჩნიათ «გერმანიუმ-ნახშირბადის» კავშირი, ბმა. ზოგჯერ ასე უწოდებენ ყველანაირ ორგანულ ნაერთს რომელიც შეიცავს გერმანიუმს.

პირველი გერმანიუმორგანული ნაერთია — ტეტრაეთილგერმანიუმი, სინთეზირებული იქნა გერმანელი ქიმიკოსის ქლემენს ვინკლერის მიერ (გერმ. Clemens Winkler) 1887 წელს.

• ტეტამეთილგერმანი (Ge(CH₃)₄)
• ტეტრაეთილგერმანი (Ge(C₂H₅)₄).
• იზობუტილგერმანი ((CH₃)₂CHCH₂GeH₃)

გამოყენება

ოპტიკა

• ინფრაწითელ ინტერვალში ზეწმინდა ლითონური გერმანიუმის გამჭვირვალობის გამო მას გააჩნია სტრატეგიული მნიშვნელობა ოპტიკური ელემენტების ინფრაწითელი ოპტიკის: ლინზების, პრიზმების, მრიცხველემის ოპტიკური ფანჯრები. ყველაზე მნიშვნელოვანი გამოყენების დარგია — თბოვიზიური კამერების ოპტიკა, რომლებიც მუშაობენ ტალღების შემდეგი სიგრძის დიაპაზონში 8-დან 14 მიკრონამდე. ასეთი მოწყობილობები გამოიყენება პასიურ ხედვის თბოსისტემებში, სამხედრო ღამის ხედვის მოწყობილობის, ინფრაწითელი დამიზნების სისტემებში, ხანძარსაწინააღმდეგო სისტემებში. გერმანიუმი ასევე გამოიყენება ინფრაწითელ-სპექტროსკოპიაში ოპტიკურ ხელსაწყოებში, რომლებიც გამოიყენება მაღალმგრძნობიარე ინფრაწითელ-სენსორებში. მასალას გააჩნია გარდატეხის ძალიან მაღალი მაჩვენებელი (4,0) და მოითხოვს ანტიათინათის საფარს. კერძოდ კი, გამოიყენება ალმასისმაგვარი ძალიან მაგარი ნახშირბადის საფარი, გარდატეხის მაჩვენებელით 2,0.
• გერმანიუმის ოქსიდის (GeO₂) ყველაზე შესამჩნევი ფიზიკური მახასიათებელი არის — მისი მაღალი გარდატეხის მაჩვენებელი და დაბალი ოპტიკური დისპერსია. ეს თვისებები პოულობეთ გამოყენებას კამერების ფართოკუთხიანი ობიექტივის დასამზადებლად, მიკროსლოპიაში, და ოპტიკური ბოჭკოს წარმოებაში.
• გერმანიუმის ტეტრაქლორიდი თავისი მაღალი რეფრაქციის ხარისხის გამო და ოპტიკური დაბალი ოპტიკური გაბნეულობის გამო გამოიყენება ოპტობოჭკოების წარმოებაში.
• შენადნობის - GeSbTe-ის ოპტიკური თვისებების შეცვლა ფაზური გადასვლის დროს გამოიყენება გადაწერადი DVD-ის წარმოებაში.

                                                             

კრისტალური გერმანიუმის ლინზის მაგალითი სამხედრო ინფრაწითელ კამერებში Armata T-14 ტანკზე 

რადიოელექტრონიკა

• გერმანიუმი გამოიყენება ნახევარგამტარიან ხელსაწყოებში: ტრანზისტორებში, და დიოდებში. გერმანიუმიანი ტრანზისტორებს და სენსორებიან, დეტექტორებიან დიოდებს ააქვთ მაჩვენებლები, რომლებიც განსხვავდებიან სილიციუმისაგან. ამას გარდა, უკუ დენი გერმანიუმიან ხელსაწყოებს რამდენიმეჯერ მეტი აქვთ ვიდრე სილიციუმიანს — ვთქვათ, ერთნაირ პირობებში სილიციუმის დიოდს ექნება უკუ დენი 10 პა, ხოლო გერმანიუმიანს — 100 ნა, რაც 10000 ჯერ მეტია. 1960-წ-მდე. გერმანიუმის ნახევარგამტარებიანი ხელსაწყოები გამოიყენებოდა საყოველთაოდ. საბჭოთა სტანდარტით ГОСТ 10862-64 (1964 წ.) და უფრო გვიანი სტანდარტით, გერმანიუმიან ნახევარგატარებიან ხელსაწყოებს აქვთ აღნიშვნა, რომელიც იწყება ასოებით Г ან ციფრით 1, მაგალითად: ГТ313, 1Т308 — მაღალსიხშირიანი მცირესიმძლავრის ტრანზისტირები, ГД507 — იმპულსური დიოდია. მანამ ტრანზისტორებს ჰქონდათ ინდექსი, რომლებიც იწყებოდა ასოებით С, Т ან П (МП), ხოლო დიოდებისა — Д, ხელსაწყოს მასალის განსაზღვრისთვის ინდექსით შეუძლებელი იყო; თუმცა, მათი უმეტესობა იყო გერმანიუმის. ახლა გერმანიუმიანი დიოდები და ტრანზისტორები თითქმის მთლიანად გაძევებულია სიცილიუმიანით.
• გერმანიუმის ტელურიდი გამოიყენება როგორც სტაბილური თერმოელექტრული მასალა და თერმო ელექტრომამოძრავებელი ძალა 50 მკვ/К).

• გერმანიუმი ფართოდ გამოიყენება ბირთვულ ფიზიკაში როგორც გამა-გამოსხივების დეტექტორების მასალა.

                                                                         

გერმანიუმისგან დამზადებული ინფრაწითელი ლინზების მაგალითი 

წარმოება

მოხმარება

ფასები

წელი	ფასი ($/კგ)
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

გერმანიუმის საშუალო ფასები 2007 წელს/infogeo.ru/metalls-ის მასალების მიხედვით

• ლითონური გერმანიუმი $1200/კგ
• გერმანიუმის დიოქსიდი $840/კგ

ბიოლოგიური როლი

გერმანიუმი აღმოჩენილია ცხოველებისა და მცენარეების ორგანიზმებში. გერმანიუმის მცირე რაოდენობა არ ახდენს ფიზიოლოგიურ ზემოქმედებას მცენარეებზე, მაგრამ ტოქსიკურია დიდი რაოდენობით. გერმანიუმი არატოქსიკურია ობის სოკოებისათვის.

ცხოველებისათვის გერმანიუმი ნაკლებადტოქსიკურია. გერმანიუმის ნაერთებს არ აღმოაჩნდათ ფარმაკოლოგიური ზემოქმედება. გერმანიუმის და მისი ოქსიდის დასაშვები კონცენტრაცია ჰაერში არის — 2 მგრ/მ³, ანუ ისეთივე, როგორიც ასბესტის მტვერის წილი.

ორვალენტიანი გერმანიუმის ნაერთები გაცილებით ტოქსიკურია

იხ. ვიდეო - Германий - САМЫЙ ФУТУРИСТИЧНЫЙ ЭЛЕМЕНТ!