Germanium

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Germanium
Gallium ← Germanium → Arsenic Si       32 Ge                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               ↑ Ge ↓ Sn Table complète • Table étendue
Informations générales
Nom, Symbole, Numéro	Germanium, Ge, 32
Série chimique	métalloïdes
Groupe, Période, Bloc	14, 4, p
Masse volumique	5323 kg/m3
Couleur	Gris blanc
N° CAS	7440-56-4 [1]
N° EINECS	231-164-3
Propriétés atomiques
Masse atomique	72,64 u
Rayon atomique (calc)	125 (125) pm
Rayon de covalence	122 pm
Rayon de van der Waals	ND
Configuration électronique	[Ar] 3d10 4s2 4p2
Électrons par niveau d'énergie	2, 8, 18, 4
État(s) d'oxydation	4
Oxyde	Amphotère
Structure cristalline	diamant
Propriétés physiques
État ordinaire	solide
Température de fusion	938,3 °C ; 1 211,4 K
Température d'ébullition	2 819,9 °C ; 3 093 K
Énergie de fusion	36,94 kJ/mol
Énergie de vaporisation	330,9 kJ/mol
Température critique	K
Pression critique	Pa
Volume molaire	13,63×10-6 m3/mol
Pression de vapeur	74,6×10-6 Pa à 936,9 °C
Vitesse du son	5400 m/s à 20 °C
Divers
Électronégativité (Pauling)	2,01
Chaleur massique	320 J/(kg·K)
Conductivité électrique	1,45 S/m
Conductivité thermique	59,9 W/(m·K)
1re Énergie d'ionisation	7,89943 eV [2] kJ/mol
2e Énergie d'ionisation	15,93461 eV [2] kJ/mol
3e Énergie d'ionisation	34,2241 eV [2] kJ/mol
4e Énergie d'ionisation	45,7131 eV [2] kJ/mol
5e Énergie d'ionisation	93,5 eV [2] kJ/mol
6e Énergie d'ionisation	kJ/mol
7e Énergie d'ionisation	kJ/mol
8e Énergie d'ionisation	kJ/mol
9e Énergie d'ionisation	kJ/mol
10e Énergie d'ionisation	kJ/mol
11e Énergie d'ionisation	kJ/mol
12e Énergie d'ionisation	kJ/mol
13e Énergie d'ionisation	kJ/mol
14e Énergie d'ionisation	kJ/mol
15e Énergie d'ionisation	kJ/mol
16e Énergie d'ionisation	kJ/mol
17e Énergie d'ionisation	kJ/mol
18e Énergie d'ionisation	kJ/mol
19e Énergie d'ionisation	kJ/mol
20e Énergie d'ionisation	kJ/mol
21e Énergie d'ionisation	kJ/mol
22e Énergie d'ionisation	kJ/mol
23e Énergie d'ionisation	kJ/mol
24e Énergie d'ionisation	kJ/mol
25e Énergie d'ionisation	kJ/mol
26e Énergie d'ionisation	kJ/mol
27e Énergie d'ionisation	kJ/mol
28e Énergie d'ionisation	kJ/mol
29e Énergie d'ionisation	kJ/mol
Isotopes les plus stables
iso AN Période MD Ed PD MeV 70Ge 21,23 % stable avec 38 neutrons 72Ge 27,66 % stable avec 40 neutrons 73Ge 7,73 % stable avec 41 neutrons 74Ge 35,94 % stable avec 42 neutrons
Précautions
NFPA 704
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le germanium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Ge et de numéro atomique 32.

C'est un métalloïde semi-conducteur.

[modifier] Découverte et dénomination

Découvert par le savant allemand Clemens Winkler le 6 février 1886, l'origine de son nom résulte d'un quiproquo. Winkler avait cru que l'élément précédent, le gallium, avait été ainsi nommé en raison de la nationalité du chimiste français Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran (Gallia, la Gaule, en latin), son découvreur. Il baptisa donc le nouvel élément chimique germanium en honneur de son pays (Germania, la Germanie, toujours en latin). Cependant, Winkler s'était trompé : le nom gallium ne dérive pas de Gallia mais de gallus, le coq en latin, nom latinisé du chimiste homonyme.

[modifier] Gisement

Le germanium peut être trouvé en beaucoup d'endroits, on peut en trouver dans les cendres de certains charbons après affinage de ceux-ci mais en concentrations faibles. (pas si faible que ça, dans certaines régions rocheuses élevées)

[modifier] Applications

Le germanium a servi de substrat semi-conducteur jusqu'à ce que le silicium prenne sa place, vers les années 1970. Aujourd'hui, il n'est plus utilisé que dans le domaine des hautes fréquences, pour la réalisation de diodes à faible chute (0,3 V environ, application en détection) du poste à diode et dans les cellules photovoltaïques multi-jonction pour utilisations spatiale et, plus récemment, terrestre sous forte concentration. Dans le domaine de la recherche, on le trouve également à l'état d'alliage ou de multicouches avec le silicium (SiGe). À l'origine, les motivations de son dépôt en alternance avec le Si reposaient sur la possibilité de rendre la bande interdite du Si et du Ge directe. Cette propriété étant importante pour les applications optoélectroniques. Les transistors SiGe sont couramment utilisés dans le domaine des hyperfréquences en amplification faibles signaux (facteur de bruit faible).

Sa deuxième utilisation se trouve dans les verres, grâce à sa transparence à l'infrarouge. La structure du germanium ne peut être détruite par le rayonnement neutronique, comme pour l'acier.

Des transistors au germanium sont encore employés de nos jours comme composants principaux de certaines pédales d'effet pour guitare électrique, dites « fuzz », pour leur sonorité particulière et très appréciée des amateurs de sons « 70's ».

En 2007 les applications principales étaient la fabrication de fibres optiques 35 %, l'optique dans le domaine de l'infrarouge 20 %, les catalyseurs 20 %, l'électronique 15 % et certains type de cellules photovoltaïques.

Le germanium est considéré comme l'une des huit matières premières stratégiques indispensables en temps de guerre comme en temps de paix^[3].

[modifier] Utilisations médicales

Selon une poignée de médecins le germanium pourrait guérir les cancers et le sida ^[4]. La FNCLCC rappelle pour sa part que le germanium a des effets toxiques graves sur les nerfs et surtout les reins, certains ayant entraîné la mort par insuffisance rénale. C’est donc un produit inactif et toxique.^[5]

Il est principalement contenu dans l'ail (754 mg/kg), le ginseng (jusqu'à 4 g/kg), les champignons du genre Ganoderma (Ling Shing) qui en contiennent jusqu'à 2,5 mg/kg), l'algue Chlorella et dans la boisson traditionnelle "Combucha".

[modifier] Notes et références

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