Nguyên tố Germanium

Số nguyên tử: 32
Trọng lượng nguyên tử: 72,631
Màu: trắng xám
Pha: rắn
Phân loại: á kim
Điểm nóng chảy: 938oC (1720oF)
Điểm sôi: 2833oC (5131oF)
Cấu trúc tinh thể: lập phương kim cương

Germanium

Germanium được khám phá vào năm 1886 bởi nhà hóa học người Đức Clemens Winkler, ông đặt tên nguyên tố nhằm tôn vinh đất nước mình. Winkler nhận được một mẩu quặng lấy từ một mỏ bạc ở St. Michaelis gần Freiberg. Winkler tiến hành một số phân tích và tìm thấy quặng ấy, có tên gọi là “argyrodite”, gồm 75% bạc và 18% lưu huỳnh – 7% còn lại là một chất chưa biết.

15 năm trước đó, Dmitri Mendeleev – cha đẻ của bảng tuần hoàn – đề xuất rằng phải có một nguyên tố lấp đầy ô trống giữa silicon và thiếc. Ông còn dự đoán các tính chất của nguyên tố mới này. Lạ thay, chất bí ẩn của Winkler ăn khớp hoàn hảo với mô tả hóa học của Mendeleev. Một nguyên tố mới được tìm thấy.

Các dụng cụ bán dẫn đầu tiên được làm từ germanium. Chúng là diode, dụng cụ điện chỉ cho dòng điện đi qua theo một chiều. Tính chất này hữu ích, chẳng hạn, trong việc biến đổi điện xoay chiều (AC, loại điện phát bởi dynamo) thành dòng điện một chiều ổn định (DC). Ứng dụng này của germanium được khám phá bởi các nhà nghiên cứu người Mĩ hồi giữa Thế chiến thứ hai. Vấn đề mà họ đối mặt là khối trầm tích germanium đã biết được xác định ở Đức. Giải pháp cuối cùng là chiết lấy nguyên tố từ chất thải tạo ra bởi một nhà máy luyện kẽm ở Oklahoma. Mặc dù silicon đã phát triển thống trị lĩnh vực điện tử học bán dẫn, nhưng germanium cũng có hướng phát triển hồi sinh – chúng được dùng trong các tấm pin mặt trời, trong đó ánh sáng chiếu lên các lớp tiếp xúc bán dẫn n-p tạo ra dòng điện hữu ích.

Germanium

Germanium là một á kim cứng, màu trắng xám. Nó có ứng dụng trong ngành công nghiệp bán dẫn; các dụng cụ điện từ như chip máy tính được làm từ nó. Chẳng có gì bất ngờ, nó được khám phá bởi một nhà hóa học ở Đức.

Dẫu vậy, công dụng chính ngày nay của germanium là trong sợi quang. Thật vậy, ước tính 35% lượng germanium được sản xuất là dùng trong lõi của cáp quang, trong đó chiết suất cao của nó (ngăn ánh sáng ló ra) và mức tán sắc thấp (giữ ánh sáng chuẩn trực) khiến nó là một vật liệu lí tưởng. Germanium còn hoàn toàn trong suốt ở bước sóng hồng ngoại, khiến nó cực kì hữu ích trong các dụng cụ quang học như kính nhìn đêm, cũng như máy dò hồng ngoại dùng cho các ứng dụng khoa học.

Sản lượng germanium toàn cầu vào khoảng 100 tấn mỗi năm – ít hơn nhiều so với nguyên tố chị em của nó, tức silicon. Điều này phản ánh thực tế là, trong khi silicon có dồi dào (ví dụ, trong cát và các loại đá khác), thì germanium chỉ chiếm 1,6 phần triệu thành phần lớp vỏ Trái đất. Vì vậy, germanium đắt gấp khoảng 80 lần so với silicon.

Việc tiêu hóa lượng germanium hạn chế không gây nguy hiểm gì. Một số thực phẩm – như tỏi, rau cải và ngũ cốc – có chứa lượng nhỏ germanium, và chúng được xem là vô hại.

Tuy nhiên, điều quái lạ là germanium từng được bán dưới dạng thuốc dinh dưỡng ở Mĩ và Nhật Bản. Các nghiên cứu cho thấy các viên này còn tệ hơn là vô hại – chúng thật sự nguy hại nếu được uống trong một khoảng thời gian dài, dẫn đến các bệnh về thận và gây tổn hại thần kinh.

Nguồn: The Periodic Table - Paul Parsons

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Các bài khác


Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần cuối)
15/01/2019
LỜI BẠT Lucy Hawking Dưới bầu trời xám xịt lạnh lẽo của ngày xuân Cambridge, chúng tôi ngồi trong đoàn xe tang hướng về
Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 23)
15/01/2019
CHƯƠNG 10 LÀM THẾ NÀO CHÚNG TA ĐỊNH HÌNH TƯƠNG LAI? Một thế kỉ trước, Albert Einstein đã cách mạng hóa nhận thức của chúng
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 30)
13/01/2019
Lực yếu Lực yếu có tên gọi như thể không phải vì nó vốn dĩ yếu, mà do tầm tác dụng hết sức ngắn của nó. Ở những
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 29)
13/01/2019
Lực điện từ Ngoài lực hấp dẫn, lực điện từ là lực chúng ta trải nghiệm nhiều nhất trong cuộc sống hằng ngày. Cho dù
Lục quang tuyến: Hiện tượng thiên nhiên đẹp và may mắn
11/01/2019
Lục quang tuyến là một hiện tượng trong đó một phần của Mặt Trời bỗng đột ngột đổi màu trong chừng 1 hoặc 2 giây. Lóe
Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 22)
06/01/2019
Chương 9 TRÍ TUỆ NHÂN TẠO SẼ VƯỢT MẶT CHÚNG TA KHÔNG? Trí thông minh là trung tâm ý nghĩa đối với loài người. Mọi thứ mà
Có thể có một phản vũ trụ phía bên kia Big Bang
06/01/2019
Vũ trụ của chúng ta có thể là ảnh qua gương của một vũ trụ phản vật chất lan tỏa ngược chiều thời gian trước Big Bang.
Hellium-3 có thể liên kết với sắt và oxygen ở sâu bên trong Trái Đất
06/01/2019
Hàm lượng cao đến bất ngờ của hellium-3 tìm thấy ở các điểm nóng núi lửa có thể là bằng chứng cho sự tồn tại của

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com