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


Phi thuyền Parker của NASA sẽ ‘chạm’ đến Mặt Trời
15/08/2018
NASA vừa phóng một phi thuyền lên nghiên cứu khí quyển Mặt Trời và gió mặt trời. Tàu vũ trụ Parker Solar Probe đã cất cánh
Ngưng tụ Bose-Einstein
07/08/2018
Trong số năm trạng thái mà vật chất có thể tồn tại, có lẽ ngưng tụ Bose-Einstein là trạng thái bí ẩn nhất. Trong khi thể
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 16)
31/07/2018
Các lớp vỏ con electron Theo phương trình đã nêu ở phần trước thì các electron thuộc cùng một lớp vỏ có năng lượng y hệt
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 15)
30/07/2018
Tính các mức năng lượng Khi phân tích quang phổ, các nhà vật lí thường phải tính các mức năng lượng gần đúng của electron
Lỗ đen thật ra có thể là lỗ sâu đục đang va chạm
14/07/2018
Khi hai lỗ sâu đục va chạm nhau, chúng tạo ra những gợn lăn tăn trong không-thời gian lan tỏa ra mọi phía. Theo một nghiên cứu
Phải chăng các nhà thiên văn đã tìm thấy khối lượng mất tích của vũ trụ?
10/07/2018
Vào thập niên 1960, các nhà thiên văn bắt đầu để ý thấy Vũ trụ dường như thiếu mất một phần khối lượng. Giữa các quan
Vì sao một số vết nứt đẩy nhau ra?
22/06/2018
Một nghiên cứu lí thuyết về sự lan truyền vết nứt đem lại một lời giải thích cho sự đẩy nhau mà người ta quan sát thấy
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 14)
22/06/2018
Các số lượng tử Số lượng tử chính mô tả mức năng lượng của các lớp vỏ electron không phải là cách duy nhất để chúng

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