Germanium(IV)oksidi

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 28. lokakuuta 2019 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 16 muokkausta .

germaniumdioksidi

Kenraali
Systemaattinen nimi	germaniumoksidi (IV).
Lyhenteet	ACC10380, G-15
Perinteiset nimet	germaniumdioksidi, germaniumdioksidi
Chem. kaava	Geo 2
Rotta. kaava	Geo 2
Fyysiset ominaisuudet
Osavaltio	valkoinen jauhe, värittömiä kiteitä
Moolimassa	104,61 g/ mol
Tiheys	4,228 g/cm³
Lämpöominaisuudet
Lämpötila
• sulaminen	1116 [1]
• kiehuva	1200 [1] °C
Optiset ominaisuudet
Taitekerroin	1.7
Luokitus
Reg. CAS-numero	1310-53-8
PubChem	14796
Reg. EINECS-numero	215-180-8
Hymyilee	O=[Ge]=O
InChI	InChI = 1S/GeO2/c2-1-3YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N
RTECS	LY5240000
ChemSpider	14112
Turvallisuus
Myrkyllisyys	matala
Tiedot perustuvat standardiolosuhteisiin (25 °C, 100 kPa), ellei toisin mainita.

Germanium(IV)oksidi ( germaniumdioksidi , germaniumdioksidi ) on binäärinen epäorgaaninen kemiallinen yhdiste germaniumista hapen kanssa , on amfoteerinen oksidi . GeO 2 :n kemiallinen kaava .

Rakenne

Germaniumdioksidin muodot ovat hyvin samanlaisia kuin piidioksidi . Ne esiintyvät kahden kiteisen muunnelman muodossa ja kolmas - amorfisena:

Kuusikulmainen β -GeO 2 on rakenteeltaan sama kuin α - kvartsilla , germaniumin koordinaatioluku on4, avaruusryhmä P3 1 21 tai P3 2 21, yksikkösoluparametrit: a = 0,4972 nm, c = 0,5648 nm, Z = 3, d20 = 4,70 g/cm3.
Tetragonaalinen α -GeO 2 (mineraalimuoto - argutiitti ( eng. argutite )) on rakenteeltaan SnO 2 -tyyppistä , germaniumin koordinaatioluku on 6, yksikkösoluparametrit: a \u003d 0,4395 nm, c \u003d 0,286d 20 \u003d 6 ,24 g/cm³. Korkeassa paineessa se muuttuu rombiseen muotoon , CaCl 2 -tyypin rakenteeseen. [2] .
Amorfinen GeO 2 on samanlainen kuin kvartsilasi , se liukenee veteen. ( a = 0,4987 nm, c = 0,5652 nm; koostuu hieman vääristyneistä tetraedreistä , joiden keskellä on germaniumatomi) [3] .

Tetragonaalinen germaniumdioksidi muuttuu 1033 °C:ssa kuusikulmainen muoto. ΔH a → β = 21,6 kJ/ mol .

Jotkut germaniumdioksidin ominaisuudet

Indeksi	Kristallimuunnos _		Lasinen GeO 2
Indeksi	α	β	Lasinen GeO 2
T. pl. , °C	1086	1115	—
Tiheys , g/cm³	6,277	4.28	3,667
TCLE , K −1	5,36⋅10 −5 (298–698 K)	9,5⋅10 −6 (298–798 K)	7,5⋅10 −6 (298–698 K)
ΔH pl . , kJ/ mol	21.1	17.6	—
S° 298 , J/(mol K)	39,71	55.27	69,77
C ° p , J / (mol K)	50.17	52.09	53
ΔH arr . , kJ/ mol	-580,15	-554,71	-539,00

Haetaan

Germaniumdioksidia saadaan hydrolysoimalla GeCl4 , minkä jälkeen sakka kuivataan ja kalsinoidaan 900 °C:ssa . Tässä tapauksessa muodostuu yleensä amorfisen ja kuusikulmaisen GeO 2 :n seos :

{\mathsf {GeCl_{4}+H_{2}O\longrightarrow {\mathit {m}}GeO_{2}\cdot {\mathit {n}}H_{2}O+4HCl\uparrow {\ xrightarrow {900~^{\circ }{\text{C))))GeO_{2}+H_{2}O\uparrow )).

Yli 700 °C:n lämpötiloissa germaniumdioksidia saadaan hapettamalla germaniumia:

{\mathsf {Ge+O_{2}{\xrightarrow {>700~^{\circ }{\text{C))))GeO_{2))}.

Germanium(IV)sulfidin hydrolyysi kiehuvassa vedessä :

{\mathsf {GeS_{2}+2H_{2}O{\xrightarrow {100~^{\circ }{\text{C))))GeO_{2}\downarrow +2H_{2}S\ nuoli ylös }}.

Liuottamalla germanium laimeaan typpihappoon :

{\mathsf {Ge+4HNO_{3}\longrightarrow GeO_{2}\downarrow +4NO_{2}\uparrow +2H_{2}O)).

Germanium(II)sulfidin hapetus väkevällä kuumalla typpihapolla :

{\mathsf {GeS+10HNO_{3}\longrightarrow GeO_{2}\downarrow +H_{2}SO_{4}+10NO_{2}\uparrow +4H_{2}O)).

Germanovetyjen hydrolyysi tai hapetus :

{\mathsf {GeH_{4}+2H_{2}O{\xrightarrow {~T~}}GeO_{2}\downarrow +4H_{2}\uparrow )),

{\mathsf {GeH_{4}+2O_{2}{\xrightarrow {200~^{\circ }{\text{C))))GeO_{2}+2H_{2}O)).

Germanaattien tuhoaminen laimealla typpihapolla :

{\mathsf {Na_{2}GeO_{3}+2HNO_{3}\longrightarrow GeO_{2}\downarrow +2NaNO_{3}+H_{2}O)).

Kemialliset ominaisuudet

α -GeO 2 ja amorfinen GeO 2 ovat kemiallisesti passiivisempia, joten kemialliset ominaisuudet kuvataan yleensä β -GeO 2 :lle .

Kuumentamalla germaniumdioksidia 1000 °C:n lämpötilassa saadaan germaniumoksidia (GeO) [3] :

{\mathsf {2GeO_{2}\rightleftarrows 2GeO+O_{2))}.

Pelkistetty vedyn ja hiilen vaikutuksesta metalliksi germaniumiksi kuumennettaessa:

{\mathsf {GeO_{2}+2H_{2}{\xrightarrow {600~^{\circ }{\text{C))))Ge+2H_{2}O)),

{\mathsf {GeO_{2}+C{\xrightarrow {500{-}600~^{\circ }{\text{C))))Ge+CO_{2))}.

Germaniumdioksidi liukenee veteen muodostaen heikkoa metagermaanihappoa :

{\mathsf {GeO_{2}+H_{2}O\longrightarrow H_{2}GeO_{3))}.

{\mathsf {H_{2}GeO_{3}+H_{2}O\rightleftarrows HGeO_{3}^{-}+H_{3}O^{+}}};\quad pK=8{ ,}73,

{\mathsf {HGeO_{3}^{+}+H_{2}O\rightleftarrows GeO_{3}^{2+}+H_{3}O^{+}}};\quad pK=12 {,}72.

Se liukenee emäksiin, muodostaa metagermaanihapon suoloja laimeiden kanssa ja ortogermaanihapon suoloja väkevien kanssa:

{\mathsf {GeO_{2}+2NaOH{\xrightarrow {<20\,\%}}Na_{2}GeO_{3}+H_{2}O)),

{\mathsf {GeO_{2}+2NaOH+2H_{2}O{\xrightarrow {>20\,\%}}Na_{2}[Ge(OH)_{6}]}}.

Tummanharmaa germaniumnitridi (Ge 3 N 4 ) voidaan saada NH 3 :n vaikutuksesta metalliseen germaniumiin (tai GeO 2 ) 700 °C:ssa [4] :

{\mathsf {4NH_{3}+3GeO_{2}{\xrightarrow {700~^{\circ }{\text{C))))Ge_{3}N_{4}+6H_{2}O }}.

Reagoi vetyhalogenidien kanssa :

{\mathsf {GeO_{2}+4HCl{\xrightarrow {450~^{\circ }{\text{C))))GeCl_{4}+2H_{2}O)).

Kuumennettaessa se tuhoaa heikompien happojen suolat muodostaen germanaatteja :

{\mathsf {GeO_{2}+Na_{2}CO_{3}{\xrightarrow {1200~^{\circ }{\text{C))))Na_{2}GeO_{3}+CO_ {2}}}.

Alkalimetallioksidien kanssa muodostuu niiden määrästä riippuen erilaisia germanaatteja:

{\mathsf {GeO_{2}+{\mathit {x}}~Na_{2}O{\xrightarrow {1000~^{\circ }{\text{C))))Na_{2}GeO_ {3},Na_{6}GeO_{5},Na_{4}GeO_{4}}}.

Sovellus

Germaniumdioksidi on välituote puhtaan germaniumin ja sen yhdisteiden valmistuksessa.

Germaniumdioksidin taitekerroin on ~1,7, joten sitä voidaan käyttää optisena materiaalina laajakulmaobjektiiveissa ja optisissa mikroskoopin objektiivilinsseissä . Läpinäkyvä spektrin infrapuna-alueella.

Optisten kuitujen materiaalina käytetään piidioksidin ja germaniumdioksidin seosta [5] . Komponenttien suhdetta muuttamalla voit hallita tarkasti valon taittumista. Germaniumdioksidi mahdollistaa titaanidioksidin korvaamisen lisäaineena, mikä eliminoi myöhemmän lämpökäsittelyn tarpeen, mikä tekee kuidusta hauraita [6] .

Germaniumdioksidia käytetään myös katalyyttinä polyeteenitereftaalihartsin tuotannossa [7] .

Sitä käytetään raaka-aineena joidenkin loisteaine- ja puolijohdemateriaalien valmistuksessa.

Histokemiassa sitä käytetään moniarvoisten alkoholien havaitsemiseen. Menetelmä perustuu germaanihapon kykyyn muodostaa monimutkaisia yhdisteitä moniarvoisten alkoholien ( glyseroli , mannitoli , glukoosi jne.) kanssa. Kun kiinnittämättömiä leikkeitä käsitellään hiilidioksidilla emäksisessä väliaineessa, muodostuu germaniumkomplekseja, jotka paljastavat 2,3,7-trihydroksi-9-fenyylifluorenoni-6:n. [kahdeksan]

Myrkyllisyys

Germaniumdioksidilla on alhainen toksisuus , mutta se on nefrotoksiini suurempina annoksina . Germaniumdioksidia käytetään joissakin ravintolisissä [9] .

Muistiinpanot

↑ 1 2 Tärkeimmät germaniumyhdisteet (pääsemätön linkki) . Haettu 16. huhtikuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 2. huhtikuuta 2007. (määrätön)
↑ Rutiilityyppisen ja CaCl 2 -tyypin germaniumdioksidin rakennekehitys korkeassa paineessa, J. Haines, JM Léger, C. Chateau, AS Pereira, Physics and Chemistry of Minerals, 27, 8, (2000), 575-582, doi : 10.1007/s002690000092 .
↑ 1 2 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A. (1997), Chemistry of the Elements (2. painos), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-08-037941-9 .
↑ Kemia, jaksollisen taulukon elementit (pääsemätön linkki) asiakirja 12, sivu 17. Käyttöpäivä: 14. toukokuuta 2010. Arkistoitu 27. elokuuta 2005. (Venäjän kieli)
↑ Robert D. Brown, Jr. GERMANIUM . Yhdysvaltain geologinen tutkimuslaitos. Haettu 16. huhtikuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 22. elokuuta 2011. (määrätön)
↑ Luku III: Optinen kuitu tiedonsiirtoon (linkki ei saatavilla) . Haettu 16. huhtikuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 15. kesäkuuta 2006. (määrätön)
↑ Thiele, Ulrich K. Poly(eteenitereftalaatti)polykondensoinnin teollisen prosessin katalyysin ja katalyyttikehityksen nykytila // International Journal of Polymeric Materials : Journal. - 2001. - Voi. 50 , ei. 3 . - s. 387 - 394 . - doi : 10.1080/00914030108035115 .
↑ Freishtat D.M. Reagenssit ja valmisteet mikroskopiaa varten. Käsikirja / vastuuhenkilö = toim. L. N. Laricheva. - Moskova: Chemistry, 1980. - S. 98. - 480 s. — ISBN UDC 54-4:578.6(031).
↑ Tao, S.H.; Bolger, P. M. Germaniumlisäravinteiden vaaranarviointi // Regulatory Toxicology and Pharmacology : päiväkirja. - 1997. - Kesäkuu ( osa 25 , nro 3 ) . - s. 211-219 . doi : 10.1006 / rtph.1997.1098 .

Linkit

germaniumdioksidi sivustolla [www.xumuk.ru/encyklopedia/987.html XuMuK.ru]

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Britannica (verkossa)

germaniumyhdisteluokat germaniumyhdisteet

oksideja
H2O _ _
Li 2 O LiCoO 2 Li 3 PaO 4 Li 5 PuO 6 Ba 2 LiNpO 6 LiAlO 2 Li 3 NpO 4 Li 2 NpO 4 Li 5 NpO 6 LiNbO 3	BeO											B2O3 _ _ _	C 3 O 2 C 12 O 9 CO C 12 O 12 C 4 O 6 CO 2	N 2 O NO N 2 O 3 N 4 O 6 NO 2 N 2 O 4 N 2 O 5	O	F
Na 2 O NaPaO 3 NaAlO 2 Na 2 PtO 3	MgO											AlO Al 2 O 3 NaAlO 2 LiAlO 2 AlO(OH)	SiO SiO 2	P 4 O P 4 O 2 P 2 O 3 P 4 O 8 P 2 O 5	S 2 O SO SO 2 SO 3	Cl 2 O ClO 2 Cl 2 O 6 Cl 2 O 7
K 2 O K 2 PtO 3 KPaO 3	CaO Ca 3 OSiO 4 CaTiO 3	Sc2O3 _ _ _	TiO Ti 2 O 3 TiO 2 TiOSO 4 CaTiO 3 BaTiO 3	VO V 2 O 3 V 3 O 5 VO 2 V 2 O 5	FeCr 2 O 4 CrO Cr 2 O 3 CrO 2 CrO 3 MgCr 2 O 4	MnO Mn 3 O 4 Mn 2 O 3 MnO(OH) Mn 5 O 8 MnO 2 MnO 3 Mn 2 O 7	FeCr 2 O 4 FeO Fe 3 O 4 Fe 2 O 3	CoFe 2 O 4 CoO Co 3 O 4 CoO(OH) Co 2 O 3 CoO 2	NiO NiFe 2 O 4 Ni 3 O 4 NiO(OH) Ni 2 O 3	Cu 2 O CuO CuFe 2 O 4 Cu 2 O 3 CuO 2	ZnO	Ga 2 O Ga 2 O 3	GeO GeO 2	Kuten 2 O 3 Kuten 2 O 4 Kuten 2 O 5	SeOCl 2 SeOBr 2 SeO 2 Se 2 O 5 SeO 3	Br 2 O Br 2 O 3 BrO 2
Rb 2 O RbPaO 3 Rb 4 O 6	SrO	Y 2 O 3 YOF YOCl	ZrO(OH) 2 ZrO 2 ZrOS Zr 2 O 3 Cl 2	NbO Nb 2 O 3 NbO 2 Nb 2 O 5 Nb 2 O 3 (SO 4 ) 2 LiNbO 3	Mo 2 O 3 Mo 4 O 11 MoO 2 Mo 2 O 5 MoO 3	TcO 2 Tc 2 O 7	Ru 2 O 3 RuO 2 Ru 2 O 5 RuO 4	RhO Rh 2 O 3 RhO 2	PdO Pd2O3PdO2 _ _ _ _ _	Ag2O Ag2O2 _ _ _ _ _	Cd2O CdO _ _	2 O : ssa O 2 O 3 : ssa	SnO SnO 2	Sb 2 O 3 Sb 2 O 4 Hg 2 Sb 2 O 7 Sb 2 O 5	TeO 2 TeO 3	I 2 O 4 I 4 O 9 I 2 O 5
Cs 2 O Cs 2 ReCl 5 O	BaO BaPaO 3 BaTiO 3 BaPtO 3		HfO (OH ) 2HfO2	Ta 2 O TaO TaO 2 Ta 2 O 5	WO 2 Br 2 WO 2 WO 2 Cl 2 WOBr 4 WOF 4 WOCl 4 WO 3	Re 2 O ReO Re 2 O 3 ReO 2 Re 2 O 5 ReO 3 Re 2 O 7	OsO Os 2 O 3 OsO 2 OsO 4	Ir2O3 IrO2 _ _ _ _	PtO Pt 3 O 4 Pt 2 O 3 PtO 2 K 2 PtO 3 Na 2 PtO 3 PtO 3	Au 2 O AuO Au 2 O 3	Hg 2 O HgO (Hg 3 O 2 )SO 4 Hg 2 O (CN) 2 Hg 2 Sb 2 O 7 Hg 3 O 2 Cl 2 Hg 5 O 4 Cl 2	Tl 2 O Tl 2 O 3	Pb 2 O PbO Pb 3 O 4 Pb 2 O 3 PbO 2	BiO Bi 2 O 3 Bi 2 O 4 Bi 2 O 5	PoO PoO 2 PoO 3	klo
Fr	Ra		RF	Db	Sg	bh	hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Nh	fl	Mc	Lv	Ts
		↓
		La 2 O 2 S La 2 O 3	Ce 2 O 3 CeO 2	PrO Pr 2 O 2 S Pr 2 O 3 Pr 6 O 11 Pro 2	NdO Nd2O2S Nd2O3NdHO _ _ _ _ _ _ _ _	Pm 2 O 3	SmO Sm 2 O 3	EuO Eu 3 O 4 Eu 2 O 3 EuO(OH) Eu 2 O 2 S	Gd 2 O 3	Tb	Dy2O3 _ _ _	Ho 2 O 3 Ho 2 O 2 S	Er2O3 _ _ _	Tm2O3 _ _ _	YbO Yb 2 O 3	Lu 2 O 2 S Lu 2 O 3 LuO (OH)
		Ac2O3 _ _ _	UO 2 UO 3 U 3 O 8	PaO PaO 2 Pa 2 O 5 PaOS	THO 2	NpO NpO 2 Np 2 O 5 Np 3 O 8 NpO 3	PuO Pu 2 O 3 PuO 2 PuO 3 PuO 2 F 2	AmO 2	Cm2O3 CmO2 _ _ _ _	Bk 2 O 3	Vrt 2O3 _ _	Es	fm	md	ei	lr