鍺

　　一種化學元素，化學符號Ge，原子序數32，原子量72.61，屬週期系ⅣA族。

　　發現　1871年Д.И.門捷列夫根據新排出的週期表預言瞭鍺的存在和性質。1886年德國化學傢C.溫克勒爾從一種硫銀鍺礦中分離出鍺，為紀念他的祖國，命名為germanium。

　　存在　鍺約占地殼重量的7×10^-4％。大量的鍺以分散狀態存在於各種金屬的矽酸鹽礦和硫化物礦中，以及各種類型的煤中。在矽酸鹽中通常以Ge⁴⁺取代 Si⁴⁺而存在；在鋅、銅、鉛和鐵的硫化物礦中，常作為雜質元素存在，含量在10^-1％～10^-3％之間，其中含鍺量最高的是低溫閃鋅礦，含量在0.01％～0.1％。含鍺量較高的礦物有硫銀鍺礦(4Ag₂S·GeS₂)、鍺石(CuS·FeS·GeS₂)、硫銅鐵鍺砷礦(Cu、Fe、Ge、As)_xS_y、黑硫銀錫礦(4Ag₂S·SnS₂)、輝銀鉛銻鍺礦(Pb、Ag、Ge、Sb)_xS_y。鍺在各類煤中的含量約在0.001％～0.01％之間，灰分越少的煤含鍺越高，但無煙煤幾乎不含鍺。

　　物理性質　鍺為銀灰色晶體，有金剛石晶格；熔點937.4°C，沸點2830°C，密度5.35克/厘米³(20°C)，莫氏硬度6～6.5。在室溫下，晶態鍺質脆，可塑性很小，加工性能似石英和玻璃；有明顯的非金屬性質；當液態鍺凝固時，體積膨脹5％。超純單晶鍺(見彩圖)是一種半導體。

鍺單晶生長

　　化學性質　鍺的電子構型為(Ar)3d¹⁰4s²4p²，氧化態為＋2，+4。在室溫下，單質鍺與氧、水不起作用；加熱到700°C以上時，鍺與氧反應，生成二氧化鍺GeO₂。如果沒有氧化劑存在，鍺與100°C的水也不反應。在加熱下，鍺能與鹵素或硫反應生成鹵化物 GeX₄（X為氟、氯、溴、碘）或硫化物GeS₂（或GeS）。鍺能溶於熱的濃硫酸，生成硫酸鍺Ge(SO₄)₂；與硝酸反應，生成溶解度不大的二氧化鍺水合物xGeO₂·yH₂O。鍺易溶於硝酸和氫氟酸的混合酸，生成氟鍺酸 H₂GeF₆。在空氣存在下，鍺易溶於熔融的苛性鈉(或鉀)，生成鍺酸鈉(或鉀)Na₂GeO₃(或K₂GeO₃)。在過氧化氫、次氯酸鈉等氧化劑存在下，鍺能溶解在堿性溶液中，生成鍺酸鹽。

　　制法　鍺主要以硫化物礦石、煤和高溫冶金所得中間產物或廢渣為原料來生產。有時也利用含鍺原料的工廠副產物、煉焦工業的氨水或煤灰、煙灰來回收鍺。這些原料所提供的鍺通常為二氧化鍺，用鹽酸處理並蒸餾可得四氯化鍺，重蒸餾並加以水解得二氧化鍺。重復以上過程直至得到較純的二氧化鍺。然後，在540°C（或650°C） 時用氫或裂解氨還原二氧化鍺，得金屬鍺粉末。將溫度提高到1100°C，鍺粉熔化，註入模中得鍺錠。用區域熔煉法能將鍺提純，通過重復區域熔煉能使鍺達到高純。

　　應用　高純單晶鍺是制造晶體管和二極管元件的半導體材料。鍺的電子遷移率和空穴遷移率比矽大，適用於超高速轉換開關電路。

　　摻鎵的單晶鍺可用於制造低溫溫度計和輻射熱測量計。摻汞和摻銅的單晶鍺都可用於制造紅外探測器和非本征光傳導裝置。某些鍺裝置如鍺－鋰漂移探測器可把放射性衰變能變成電能。原子級清潔的鍺表面可用作煤的氫化、化學鍍鎳、某些石油提煉和聚酯樹脂生產等的催化劑。蓄電池使用含少量鍺的硫酸，可降低發熱量和減少內耗電量。鍺單晶分析器可用於 X射線儀。鍺膜可用於高反射度、耐腐蝕的反射器。銅－鍺和鉑－鍺熱電偶具有較高的靈敏度。