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| Eigenschaften:
Germanium ist ein grauweiß glänzendes, relativ sprödes Halbmetall. Beim Erwärmen über den Schmelzpunkt steigt die Dichte von Germanium um 4% an, beim Erstarren dehnt sich das Volumen um 6% aus. Die elektrische Leitfähigkeit beträgt nur 0,00034% des Silbers. Beim Erwärmen nimmt die elektrische Leitfähigkeit stark zu. Beim Dotieren mit Fremdatomen, z.B. mit Aluminium oder Antimon, kann die Leitfähigkeit ebenfalls erhöht werden. Beim Dotieren mit Arsen erhält man einen n-Halbleiter, mit Gallium einen p-Halbleiter (die Buchstaben geben an, in welche Richtung die Elektronen fließen). Auf diese Weise ist der Bau z.B. eines npn-Transistors möglich. Im chemischen Verhalten ähnelt das Germanium dem Silicium. Es ist relativ reaktionsträge und ist an der Luft beständig. Beim starken Glühen in reinem Sauerstoff oxidiert es zu Germanium(IV)-oxid: Ge + O2 -----> GeO2 DHR = -561 kJ/mol Mit den Halogenen reagiert es zu den entsprechenden Halogeniden. Nichtoxidierende Säuren wie Salzsäure oder Laugen greifen Germanium nicht an. Oxidierende Säuren wie konzentrierte Schwefelsäure oder Salpetersäure oxidieren es zu Germanium(IV)-oxid. |
| Vorkommen:
Germanium ist ein eher seltenes Element. Es steht mit einem Anteil von 5,6 x 10-4% an 46. Stelle der Elementhäufigkeit und findet sich zwischen Gadolinium und Arsen. Die südafrikanischen Germaniumminerale Canfieldit, Germanit, Renierit und Argyrodit enthalten Germaniumverbindungen, meist in Kombination mit Schwefel und als sogenannte Thiogermanate. Auch das Mineral Zinkblende oder die Steinkohle sind oft mit Germaniumverbindungen angreichert. Die Hauptvorkommen an germaniumhaltigen Erzen liegen in Kongo, Namibia und in Bolivien.  |
| Geschichtliches:
Das Element wurde erstmals von dem deutschen Chemiker und Mineralogen Clemens Alexander Winkler (1838-1904) im Jahre 1886 in Freiberg/Sachsen aus dem Mineral Argyrodit isoliert. Aber erst Theodor Hieronymus Richter (1825-1898) und Julius Lothar Meyer (1830-1895) identifizierten das neue Element als ein Element der 4. Hauptgruppe und nannten es "Eka-Silicium". Winkler vergab dann den Namen Germanium, zu Ehren seiner Heimat, dem lateinischen Wort germania ("Deutschland").  |
| Herstellung:
Ein Großteil des Germaniums fällt als Nebenprodukt bei der Gewinnung von Zink, Kupfer oder Blei an. Aus den Aufschlusslösungen wird Germanium(IV)-oxid ausgefällt und mit konzentrierter Salzsäure in Germanium(IV)-chlorid umgewandelt. Nach einer Reinigung durch eine Destillation wird das Germanium(IV)-chlorid mit destilliertem Wasser wieder zu dem jetzt gereinigten Germanium(IV)-oxid zurückverwandelt. Durch eine Reduktion mit Wasserstoff erhält man dann das reine Element. Sehr reines Germanium lässt sich durch ein Zonenschmelzverfahren oder ein Tiegelziehverfahren (siehe Silicium) herstellen. Man erhält dabei superreine Einkristalle, die sich zur Herstellung von Halbleitern eignen. |
| Verwendung:
Heute ist das Germanium zur Herstellung von Transistoren weitgehend vom billigeren Silicium verdrängt. Für wenige Spezialanwendungen wird es jedoch immer noch eingesetzt, z.B. in Photodioden oder in Dioden für die Demodulation beim Rundfunkempfang (siehe Abbildung). Juweliere setzen dem Gold 12% Germanium zu, wodurch der Schmelzpunkt auf 359°C herabgesetzt wird. Als Legierungsbestandteil von Aluminium, Magnesium oder Zinn erhöht es die Härte.  |
| Copyright: Thomas Seilnacht |
