鍺
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| 外觀 | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 灰白色 File:Polycrystalline-germanium.jpg 一塊12克(2×3 cm)的鍺多晶體, 上面的切面並不均勻 | |||||
| 概況 | |||||
| 名稱·符號·序數 | 鍺(Germanium)·Ge·32 | ||||
| 元素類別 | 類金屬 | ||||
| 族·週期·區 | 14·4·p | ||||
| 標準原子質量 | 72.630(8)Template:CIAAW2021 | ||||
| 電子組態 | [Ar] 3d10 4s2 4p2 2, 8, 18, 4 | ||||
| 物理性質 | |||||
| 物態 | 固態 | ||||
| 密度 | (接近室溫) 5.323 g·cm−3 | ||||
| 熔點時液體密度 | 5.60 g·cm−3 | ||||
| 熔點 | 1211.40 K,938.25 °C,1720.85 °F | ||||
| 沸點 | 3106 K,2833 °C,5131 °F | ||||
| 熔化熱 | 36.94 kJ·mol−1 | ||||
| 汽化熱 | 334 kJ·mol−1 | ||||
| 比熱容 | 23.222 J·mol−1·K−1 | ||||
| 蒸氣壓Template:Center block | |||||
| 原子性質 | |||||
| 氧化態 (粗體為常見氧化態) | 4, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3, -4 (兩性氧化物) | ||||
| 電負性 | 2.01(鮑林標度) | ||||
| 電離能 | 第一:762 kJ·mol−1 第二:1537.5 kJ·mol−1 第三:3302.1 kJ·mol−1 | ||||
| 原子半徑 | 122 pm | ||||
| 原子半徑(計算值) | 122 pm | ||||
| 范德華半徑 | 211 pm | ||||
| Template:Infobox element/symbol-to-spectral-lines-image鍺的原子譜線 | |||||
| 雜項 | |||||
| 晶體結構 | 鑽石 | ||||
| 磁序 | 抗磁[1] | ||||
| 電阻率 | (20 °C)1 Ω·m | ||||
| 熱導率 | 60.2 W·m−1·K−1 | ||||
| 熱膨脹係數 | 6.0 µm/(m·K) | ||||
| 聲速(細棒) | (20 °C)5400 m·s−1 | ||||
| 楊氏模量 | 103[2] GPa | ||||
| 剪切模量 | 41[2] GPa | ||||
| 體積模量 | 75[2] GPa | ||||
| 泊松比 | 0.26[2] | ||||
| 莫氏硬度 | 6.0 | ||||
| CAS號 | 腳本錯誤:沒有「Chembox CASNo」這個模塊。 | ||||
| 同位素 package.lua第80行Lua錯誤:module 'Module:Navbar/configuration' not found | |||||
| 主條目:鍺的同位素 腳本錯誤:沒有「Infobox element isotopes」這個模塊。
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頁面Template:Zy/styles.css沒有內容。腳本錯誤:沒有「ZyPy」這個模塊。(Template:Langx;舊譯鈤頁面Template:Citation/styles.css沒有內容。[a])是一種化學元素,化學符號Ge,原子序32,原子量為腳本錯誤:沒有「val」這個模塊。。鍺是一種灰白色類金屬,有光澤,質地硬,屬於碳族元素,化學性質與同族的錫與矽相近。在自然中,鍺共有5種同位素,原子質量數在70至76之間。鍺能形成許多不同的有機金屬化合物,例如四乙基鍺及異丁基鍺烷等。
即使地球表面上鍺的豐度地殼蘊含量相對較高,但由於礦石中很少含有高濃度的鍺,所以它在化學史上發現得比較晚。德米特里·伊萬諾維奇·門捷列夫在1869年根據元素週期表的位置,預測到鍺的存在與其各項屬性,並把它稱作eka-矽。克萊門斯·溫克勒於1886年在一種叫硫銀鍺礦的稀有礦物中,除了找到硫和銀之外,還發現了一種新元素。儘管這種新元素的外觀跟砷和銻有點像,但是新元素在化合物中的化合比符合矽下元素的預測。溫克勒以他的國家——德國的拉丁語名來為這種元素命名。
鍺是一種重要的半導體材料,用於製造電晶體及各種電子裝置。主要的終端應用為光纖系統與紅外線光學,也用於聚合反應的催化劑,製造電子器件與太陽能電力等。現在,開採鍺用的主要礦石是閃鋅礦(鋅的主要礦石),也可以在銀、鉛和銅中,用商業方式提取鍺。一些鍺化合物,如四氯化鍺(GeCl4)和甲鍺烷(GeH4),會刺激眼睛、皮膚、肺部與喉嚨。
發現史[編輯]
門捷列夫於1869年發表了一份名為《化學元素週期律》的研究報告,當中預測了數種未知元素的存在,其中一種填補了碳族中矽及錫之間的空缺[3]。由於它在週期表的位置,門捷列夫把它命名為擬矽(Ekasilicon, Es),並將其原子量定為72。
1885年夏季,在薩克森王國弗賴堡附近的一個礦場,發現了一種新的礦物。由於這種礦物的含銀量高,所以被命名為硫銀鍺礦頁面Template:Citation/styles.css沒有內容。[b]。克萊門斯·溫克勒檢驗了這種礦物,並於1886年成功從中分離出一種與銻相似的元素[4]。在他發表成果之前,他原本打算用海王星來為新元素命名,因為在1846年被發現的海王星,數學理論也預測它的存在頁面Template:Citation/styles.css沒有內容。[c]。然而,錼(Neptunium)這個名字當時已被另一元素佔用(不過不是今天叫錼的那種元素,它到1940年才被發現)頁面Template:Citation/styles.css沒有內容。[d],因此溫克勒改用他的祖國——德國的拉丁語(germanium)來為元素命名[4]。由於鍺跟砷和銻相近,所以它當時是否該出現在週期表上仍備受爭論,不過它的性質與門捷列夫的擬矽很像,因此才確立了它在週期表的確實位置[4][5] 在發現後,薩克森的礦場再給了溫克勒五百公斤的礦石,因此他能進行後續研究,並在1887年確立了這種新元素的化學性質[6][7][8]。他通過分析純四氯化鍺,得出鍺的原子量為72.32,而德布瓦博德蘭則通過比較該元素的火花光譜線,得出72.3[9]。
溫克勒當時成功製備了幾種新的鍺化合物,包括氟化物、氯化物、硫化物、二氧化鍺及四乙基鍺,而四乙基鍺則是第一種有機鍺烷[7]。有了從這些化合物而來的物理數據——它們符合門捷列夫的預測——鍺的發現成為了確認門捷列夫元素週期的重要證據。下表比較了預測與溫克勒的數據[7]:
| 特性 | 擬矽(預測) | 鍺 |
|---|---|---|
| 原子質量 | 72 | 72.59 |
| 密度(g/cm3) | 5.5 | 5.35 |
| 熔點(℃) | 高 | 947 |
| 顏色 | 灰色 | 灰色 |
| 氧化物種類 | 耐火(refractory)二氧化物 | 耐火二氧化物 |
| 氧化物密度(g/cm3) | 4.7 | 4.7 |
| 氧化物性質 | 弱鹼 | 弱鹼 |
| 氯化物熔點 | 100℃以下 | 86℃ (GeCl4) |
| 氯化物密度(g/cm3) | 1.9 | 1.9 |
直至1930年代末期,科學家們一直以為鍺只是一種導電性差的金屬[10]。因為它的半導體特性對電子元件來說是非常有價值的,所以到1945年鍺成了一種有利可圖的材料。在第二次世界大戰期間的1941年,鍺二極體就開始取代電子裝置中的真空管[11][12]。它的第一項主要用途為製造蕭特基二極體的接點,該二極體在二戰期間用於雷達接收[10]。第一種矽鍺合金誕生於1955年[13]。在1945年以前,鍺的年產量只有幾百千克,但到了1950年代末,世界年產量就已經達到40公噸[14]。
鍺電晶體在1948年的出現[15],開啟了固態電子無數的應用之門[16]。從1950年至1970年代初,這個領域為鍺提供了增長中的市場,但之後電晶體、二極體和整流器都開始轉用高純度矽[17]。矽的電子特性比鍺優越,但是所需的純度就高得多——這樣的純度用早年的商業方法實在達不到[18]。
與此同時,光纖通訊網絡、紅外線夜視系統及聚合反應催化劑對鍺的需求量正在急速增長[14]。這些終端應用代表了2000年鍺用量的80%[17]。美國政府甚至把鍺定為戰略及關鍵材料,並因此於1987年下令國家防禦儲備中心存入132公噸的鍺[14]。生產鍺與矽不同的是,矽的產量只受生產力限制,而鍺的產量則受開採來源的短缺所限制。正因如此,矽在1998年的價格為每千克10美元以下[14],而當時鍺的價格達每千克1800美元[14]。
特性[編輯]
在標準狀況下,鍺是一種銀白色的半金屬元素,硬但易碎[19]。這種形式構成一種同素異形體,技術上叫α鍺,它帶金屬光澤,結構與鑽石一樣,為鑽石立方晶體結構[17]。當壓力高於120kPa時,會形成另一種同素異形體,叫β鍺,它的結構與β錫一樣[20]。與矽、鎵、鉍、銻與水一樣,鍺在熔化態固體化時(即凝固)會膨脹[20],而有這種特性的物質並不多。
鍺是一種半導體。用區熔技術生產出的半導體用鍺晶體,其雜質含量只有一百億分之一[21],因此這種晶體是史上最純的材料之一[22]。第一種在極強電磁場下成為超導體的金屬材料,是一種含鍺、銠和鈾的合金,於2005年被發現[23]。
已知純鍺能自發地擠出非常長螺旋位錯,叫「鍺鬚」。這些晶鬚的增長,是較舊的鍺製二極體和電晶體壞掉的主要原因,因為晶鬚很可能會構成短路,但短路與否視最終接觸到的物質而定[23]。
化學性質[編輯]
在250℃時,鍺會緩慢地氧化成GeO2[24]。鍺不溶於稀酸及鹼,但溶於濃硫酸,並與熔鹼反應,生成鍺酸鹽(GeO32-)。鍺最常出現的氧化態是+4,但是已知它在不少化合物中的氧化態為+2[25]。其他的氧化態則很罕見,例如化合物Ge2Cl6中為+3,以及在氧化物表面測得的+3與+1氧化態[26],或者鍺化物中的負氧化態,像是Mg
2Ge中的-4。多種含鍺的陰性簇離子(津特耳離子)已經被製備出來,當中包括Ge42-、Ge94-、Ge92-及[(Ge9)2]6-,其中一種方法是在乙二胺或穴醚的催化下,從置於液態氨的鍺與鹼金屬合金中進行提取[25][27]。這些離子中鍺的氧化態並非整數——這點跟臭氧根離子中的氧一樣。
已知鍺共有兩種氧化物:二氧化鍺和一氧化鍺[20]。焙燒二硫化鍺(GeS2)後可得二氧化鍺,二氧化鍺是一種白色的粉末,微溶於水,但與鹼反應並生成鍺酸鹽[20]。當二氧化鍺與鍺金屬在高溫下反應時,會生成一氧化鍺[20]。二氧化鍺(及其相關的氧化物及鍺酸鹽)有一種很不尋常的特性,就是對可見光有著高折射率,但同時對紅外線隱形[28][29]。而鍺酸鉍則被用作閃鑠器(scintillator)[30]。
鍺還能與其它氧族元素生成二元化合物,例如二硫化物(GeS2)、二硒化物(GeSe2)、一硫化物(GeS)、一硒化物(GeSe)及碲化物(GeTe)[25]。把硫化氫氣體通過含Ge(IV)的強酸溶液時,會生成白色沉澱物,即二硫化鍺[25]。二硫化鍺能很好地溶於水、苛性鈉溶液及鹼金屬硫化物溶液中。但是,它不溶於酸性溶液,溫克勒就是憑藉這項性質才發現了鍺[31]。把二硫化鍺置於氫氣流中加熱,會生成一硫化鍺(GeS),它昇華後會形成一圈色暗但具金屬光澤的薄層,它可溶於苛性鈉溶液中。把一硫化鍺、鹼金屬碳酸鹽與硫一起加熱後,會生成一種鍺鹽化合物,叫硫代鍺酸鹽[32]。
鍺共有四種已知的四鹵化物。在正常狀況下四碘化鍺(GeI4)為固體,四氟化鍺(GeF4)為氣體,其餘兩種為揮發性液體。把鍺與氯一塊加熱,會得到一種沸點為83.1℃的無色發煙液體,即四氯化鍺[20]。鍺的所有四鹵化物都容易水解,生成帶結晶水的二氧化鍺[20]。四氯化鍺用於製備有機鍺化合物[25]。跟四鹵化物相反的是,全部四種已知的二鹵化物,皆為聚合固體[25]。另外已知的鹵化物還包括Ge2Cl6及GenCl2n+2[20]。還有一種奇特的化合物Ge6Cl16,其中含有類似新戊烷結構的Ge5Cl12[33]。
甲鍺烷(GeH4)是一種結構與甲烷相近的化合物。多鍺烷(即與烷烴相似的鍺化合物)的化學式為GenH2n+2,現時仍沒有發現n大於五的多鍺烷[25]。相對於矽烷,鍺烷的揮發性和活性都較低[25]。GeH4在液態氨中與鹼金屬反應後,會產生白色的MGeH3晶體,當中含有GeH3−陰離子[25]。含一、二、三個鹵素原子的氫鹵化鍺,皆為無色的活性液體[25]。
溫克勒於1887年合成出第一種有機鍺化合物(organogermanium compound);四氯化鍺與二乙基鋅反應生成四乙基鍺(Ge(C2H5)4)[7]。R4Ge型(其中R為烴基)的有機鍺烷,如四甲基鍺(Ge(CH3)4)及四乙基鍺,是由最便宜的鍺前驅物四氯化鍺及甲基親核劑反應而成。有機鍺氫化物,如異丁基鍺烷((CH3)2CHCH2GeH3)的危險性比較低,因此半導體工業會用液體的氫化物來取代氣體的甲鍺烷。已知鍺有不少活性中間物:鍺代自由基、鍺烯(與碳烯相近)和鍺炔(與卡賓相近)[34][35]。有機鍺化合物2-羧乙基鍺倍半氧烷(2-carboxyethylgermasesquioxane),於1970年被發現,曾經有一段時間被用作膳食補充劑,當時認為它可能對腫瘤有療效[36]。
同位素[編輯]
package.lua第80行Lua錯誤:module 'Module:Format link' not found 鍺共有五種天然存在的同位素:70Ge、72Ge、73Ge、74Ge和76Ge。當中,76Ge帶微弱的放射性,其衰變模式為雙β衰變,半衰期為1.58 × 1021年。74Ge是最常見的同位素,豐度約為36%。76Ge的自然豐度是最低的,約為7%[37]。當72Ge被α粒子轟擊時,會產生穩定的77Se,並在過程中釋放出高能量的電子[38]。因此,它與氡組合後可用作核電池[38]。
鍺最少有27種合成放射性同位素,各原子質量介乎58至89之間。當中最穩定的是68Ge,其衰變模式為電子捕獲,半衰期則為270.95 d。而當中最不穩定的則是60Ge,其半衰期為30 ms。儘管大部份鍺同位素的衰變模式皆為β衰變,但是也有例外。61Ge及64Ge的衰變模式為β+遲延質子發射(proton emission)[37],而84Ge至87Ge則有可能進行β-遲延中子發射[37]。
自然豐度[編輯]
鍺是由恆星核合成所創造的,主要是透過漸近巨星分支上恆星內的S-過程。S-過程是一種慢中子捕獲過程,發生於脈衝紅巨星中的輕元素[39]。在木星的大氣層中能探測到鍺[40],在一些遙遠的恆星中也能探測到鍺[41]。鍺在地球的地殼豐度約為1.6 ppm[42]。含鍺量可觀的礦石只有幾種,如硫銀鍺礦、灰鍺礦(briartitie)、硫鍺銅礦(germanite)及硫鍺鐵銅礦(renierite),而它們都沒有可供開採的礦床。儘管如此,開採這些礦石都不是為了它們所含的鍺[17][43]。一些鋅銅鉛礦體的含鍺量夠高,因此可以從它們最終的濃縮礦物中提取鍺[42]。
德國礦物學家威特·戈斯密(Victor Goldschmidt)在測量鍺礦床時,發現了一種奇特的濃縮過程,它使得一些煤礦層能擁有高含鍺量[44][45]。最高的含鍺量出現在英國諾森伯蘭郡哈特萊村(Hartley)的煤灰中,達1.6%[44][45]。內蒙古錫林浩特市附近的煤礦層含鍺量估計達1600公噸[42]。
製備[編輯]
2007年鍺的年生產量約為100公噸[17]。現在,主要的方法是從鍺濃度達0.3%的閃鋅礦中提取鍺[46],它是當中的副產品,這種礦石最常出現於以沉積物為主體的大型Zn-Pb-Cu(-Ba)礦床,及以碳酸鹽為主體的Zn-Pb礦床[42]。儘管沒有全球鍺儲備量的確實數字,但是估計美國的儲備量約在500公噸左右[42]。在2007年,鍺的需求量有35%是由循環再造所滿足[42]。
鍺主要是由閃鋅礦中製取,而閃鋅礦是一種鋅礦石,但是也可以在銀、鉛及銅礦中找到鍺。若煤炭發電廠用的煤是從高鍺濃度的礦床來的話,那麼發電廠的飛灰(fly ash)也是鍺的一個來源。俄羅斯與中國都有在用這種鍺源[47]。俄羅斯的鍺礦床位於其遠東的庫頁島,而海參崴東北的煤礦也被用作鍺源[42]。中國的鍺礦床主要位於雲南省臨滄市的褐煤礦場,及內蒙古自治區錫林浩特市附近的煤礦,而它們都是開採中的鍺源[42]。
| 年份 | 價格 ($/kg)[48] |
|---|---|
| 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 |
鍺的大部份濃縮礦物為硫化物;它們在空氣中加熱後會變成氧化物,這個過程叫焙燒(roasting):
- GeS2 + 3O2 → GeO2 + 2SO2
在這個過程中,部份鍺會進到所產生的灰塵中,而剩下的鍺則被轉化成鍺酸鹽,然後被硫酸淋溶,此時在爐渣中的鋅也被淋溶。在中和反應後,只有鋅留在溶液中,沉澱物中含有鍺及其他金屬。在用威爾茲冶鋅法(Waelz process)把沉澱物中的含鋅量減少後,而殘餘的威爾茲氧化物則接受第二次淋溶。此時從沉澱物中可得二氧化鍺,與氯氣或氯化氫反應後被轉化成四氯化鍺,由於它的沸點低,因此可用蒸餾法進行分離[47] :
- GeO2 + 4HCl → GeCl4 + 2H2O
- GeO2 + 2Cl2 → GeCl4 + O2
四氯化鍺會被水解成二氧化鍺,或用分餾法淨化後再被水解[47]。極純的GeO2適用於製造鍺玻璃。純二氧化鍺與氫反應後被還原成鍺,用這種還原方式所得的鍺,適用於紅外線光學或半導體工業:
- GeO2 + 4H2 → Ge + 2H2O
用於鋼鐵生產及其他工業過程的鍺,一般會用碳來還原[49]:
- GeO2 + C → Ge + CO2
應用[編輯]
1. 核心 8 µm
2. 包層 125 µm
3. 緩衝層 250 µm
4. 護套 400 µm
鍺在2007年的估計全球終端應用為:光纖系統佔35%,紅外線光學(infrared optics)佔30%,聚合催化劑佔15%,及電子和太陽能發電也佔15%[17]。餘下的5%為其他應用,如磷光體(phosphor)、冶金及化學治療[17]。
光學[編輯]
二氧化鍺最值得注意的物理特性,就是它的高折射率,和低色散。因此特別適用於廣角鏡、顯微鏡和光纖核心[50][51]。它更取代了二氧化鈦,成為了二氧化矽光纖核心的摻雜物,這樣就不用再做後續熱處理,而這種處理會使光纖變得易碎[52]。在2002年末,光纖工業佔美國鍺用量的60%,但只佔全球用量不到10%[51]。鍺銻碲(GeSbTe)是一種相變合金,以其光學特性著稱,應用例子包括可重寫光碟[53]。
由於紅外線可以無損失的穿透鍺,因此它成了一種重要的紅外線光學材料,能很容易地被切割或打磨成鏡片及窗戶。它在紅外線光學中的一項重要應用,就是製作熱圖像照相機(thermal imaging camera)的鏡頭塗層。含鍺的這一種鏡頭用於波長為8至14微米的紅外線,這樣的紅外線可用於被動熱成像及熱點探測,因此能被應用於軍事、汽車夜視系統及消防[49]。這樣的鏡頭還能用於顯微鏡光譜儀,及其他需要極敏感紅外線探測的光學儀器[51]。鍺這種材料有著非常高的折射率(4.0),因此需要抗反射塗層。特別是類金剛石碳的抗反射塗層,這是一種特別堅硬的特殊塗層,其折射率為2.0,與鍺相若,而且會產生一層如鑽石堅硬的表面,足以面對戶外的各種嚴苛環境[54][55]。
電子工業[編輯]
電晶體主要由鍺和矽兩種高純度半導體製作,而鍺電晶體(簡稱鍺管)曾是電晶體時代早期(於40年代末開始)最重要的半導體產品,因為當時製作高純矽和製造矽管的工藝都不夠成熟。鍺電晶體相比矽管,有B-E結壓降低(鍺管約0.2V,而矽管為0.6V左右)的優勢,但是熱穩定性較差,且響應速度的極限明顯不如矽管。鍺管的大規模應用大概持續到1970年左右,此後從發達國家開始逐漸淘汰,到1980年,幾乎在全世界範圍完全被矽管取代而退出電子工業[56]。然而,一些音響發燒友認為鍺管具有獨特的音色,相對於矽管的「冷硬」,鍺管溫暖醇厚的聲音特性被一些玩家稱為『低壓電子管』[57]因此一些生產於60年代的電聲設備和零件至今受到部分玩家的追捧,一些音樂用的踏板效果器還在用鍺電晶體,因為這種效果器能產生早期搖滾特有的「模糊」音質,當中最有名的是Dallas Arbiter公司所生產的Fuzz Face效果器[58]。
後來電子材料界又燃起了對鍺材料的興趣,不過已不局限於純鍺晶體。鍺化矽合金(一般稱為「矽鍺」)正急速地成為一種重要的半導體材料,用於高速集成電路。使用了Si-SiGe接面的電路,由於這種接面的特性,而比只用Si的要快得多[59]。在無線通訊(wireless communication)裝置中,鍺化矽正開始取代砷化鎵[17]。有著高速特性的SiGe晶片,可以用矽晶片工業傳統的生產技巧,並以低廉的成本生產[17]。
隨著能源成本的上漲,使得太陽能板的經濟價值有所提高,而這也是鍺的一大潛在應用[17]。鍺是太空用高效多結光伏電池的晶圓基板。因為鍺的晶格常數(lattice constant)與砷化鎵相近,所以可以用鍺基板來製造砷化鎵太陽能電池[60]。火星探測漫遊者及數個人造衛星,都有使用鍺上三聯點砷化鎵電池[61]。
上鍺下絕緣體的基板,有望可以取代微型晶片中的矽[17]。其他電子應用還包括螢光燈的磷光體(phosphor)[21],及鍺基固態發光二極體[17]。
其他應用[編輯]
在生產聚對苯二甲酸乙二酯的過程中,二氧化鍺還可以用於催化聚合作用[62]。這樣生產出來的成品耀度很高,所以在日本銷售的PET瓶子都專門選用這一種聚酯[62]。然而,美國不把鍺用作聚合催化劑[17]。由於二氧化矽與二氧化鍺相近,所以氣相色譜柱中的固定相二氧化矽,可用二氧化鍺來取代[63]。
近年,在貴金屬合金中加入鍺是愈來愈多。例如,在英幣標準銀(sterling silver)(含銀量達95%以上的合金)中加入鍺,就能減少火紋(firescale)、增加抗鏽色性(tarnish)及增加對析出硬化(precipitation hardening)的反應。有一種抗鏽色的銀合金,商標名叫Argentium,其含鍺量需達1.2%[17]。
高純度鍺單晶探測器,能準確地探測出輻射的來源,因此可用於機場保安系統[64]。鍺亦被用於晶體單光儀(crystal monochromator),這台儀器能生成單晶中子散射(neutron scattering)及同步X射線繞射所需的線性束。在中子及高能X射線的應用,鍺的反射性比矽優勝[65]。高純度的鍺晶體還被用於伽瑪光譜學(gamma spectroscopy)和探尋暗物質的探測器中[66]。
鍺的一些化合物對哺乳類動物沒甚麼毒性,可是對某些細菌則有著相當的毒性[19]。就因為這項特性,所以這些鍺化合物可用作化學治療劑[67]。
對生物的影響[編輯]
一般認為鍺對動植物的健康並不重要。[68]由於鍺在礦石與碳質材料中是一種稀有元素,加上在商業應用中使用的量也不算多,所以它對自然並沒有甚麼影響[17]。
鍺化合物被用於白血病與肺癌的替代療法[14],但沒有醫學實證證實鍺的好處,甚至有證據表明它們有害[68]。美國食品藥品監督管理局的研究結論認為,當鍺被用作膳食補充劑時「有可能危害人體健康」[36]。
鍺本身不危險,但某些活潑的鍺化合物有毒。[69]例如四氯化鍺及甲鍺烷,分別為液體及氣體,能對眼睛、皮膚、肺部及喉嚨造成很大的刺激[70]。有些鍺化合物對哺乳動物的毒性低,但對細菌來說有毒。[19]
參見[編輯]
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注釋[編輯]
- 頁面Template:Citation/styles.css沒有內容。^ 「鈤」亦為化學元素鐳的舊譯,因造成混淆而採用新譯。[71]
- 頁面Template:Citation/styles.css沒有內容。^ 在希臘語中,Argyrodite一詞有「含銀」的意思[72]。
- 頁面Template:Citation/styles.css沒有內容。^ 跟預測到新元素的存在一樣,數學家亞當斯與勒威耶,利用天王星軌道被拉出去的偏差,在1843年前後就預測到行星海王星的存在[73]。查理士(James Challis)於1846年8月開始搜尋第八顆行星[74],而加勒則於1846年9月23日正式觀測到它[75]。
- 頁面Template:Citation/styles.css沒有內容。^ 赫爾曼(R. Hermann)在1877年聲稱發現週期素中位於鉭下的元素,並以羅馬神話海王尼普頓命名為錼(Naptunium)[76][77]。但後來發現這種金屬只是元素鈮與鉭的合金[78]。很久以後,錼這個名字給了在週期表位於鈾下的合成元素,它是由核物理學家在1940年所發現[79] 。
參考資料[編輯]
- ↑ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds Template:Webarchive, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
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外部連結[編輯]
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