Лечебни свойства на германий. Органичен германий и използването му в медицината

Мини - абстрактно

"Елемент германий"

Цел:

Опишете елемента Ge

Дайте описание на свойствата на елемента Ge

Разкажете за приложението и използването на този елемент

История на елемента ……….………………………………….……. един

Свойства на елемента …………………………………………..…… 2

Приложение ……………….….…………………………………….. 3

Опасност за здравето …………………………………………………………………………………………………

Източници ………………………….…………………………………… 5

От историята на елемента..

Жгерманий(лат. Германий) - химичен елементГрупа IV, основната подгрупа на периодичната система D.I. Менделеев, обозначен със символа Ge, принадлежи към семейството на металите, сериен номер 32, атомна маса 72,59. Това е сиво-бяло твърдо вещество с метален блясък.

Съществуването и свойствата на Германия са предсказани през 1871 г. от Менделеев и наименува този все още неизвестен елемент - "Екасилиций" поради сходството на свойствата му със силиция.

През 1886 г. немският химик К. Винклер, докато изследва минерала, открива, че в него присъства някакъв неизвестен елемент, който не е открит чрез анализ. След упорита работа той открива солите на нов елемент и изолира определено количество от самия елемент в неговата чиста форма. В първия доклад за откритието Винклер предполага, че новият елемент е аналогичен на антимона и арсена. Винклер възнамеряваше да назове елемента Нептуний, но това име вече беше дадено на един фалшиво открит елемент. Винклер преименува открития от него елемент на германий (Германий) в чест на отечеството си. И дори Менделеев, в писмо до Винклер, силно подкрепя името на елемента.

Но до втората половина на 20 век практическото използване на Германия остава много ограничено. Индустриалното производство на този елемент възниква във връзка с развитието на полупроводниковата електроника.

Свойства на елементаGe

За медицински нужди германият е първият, който се използва най-широко в Япония. Тестове на различни органогерманиеви съединения при експерименти с животни и при клинични изпитвания при хора показват, че те влияят положително на човешкото тяло в различна степен. Пробивът идва през 1967 г., когато д-р К. Асаи открива, че органичният германий има широк спектър от биологични ефекти.

Имоти:

Пренася кислород в тъканите на тялото - германият в кръвта се държи подобно на хемоглобина. Той участва в процеса на пренос на кислород до тъканите на тялото, което гарантира нормалното функциониране на всички системи на тялото.

стимулира имунната система - германий под формата на органични съединения насърчава производството на гама-интерферони, които инхибират възпроизводството на бързо делящи се микробни клетки и активира специфични имунни клетки (Т-клетки)

антитуморен - германият забавя развитието на злокачествени новообразувания и предотвратява появата на метастази, а също така има защитни свойства срещу излагане на радиация.

биоцидни (противогъбични, антивирусни, антибактериални) - органичните съединения на германия стимулират производството на интерферон - защитен протеин, произведен от тялото в отговор на въвеждането на чужди тела.

Приложение и използване на елемента германий в живота

В промишлената практика германий се получава главно от странични продукти от преработката на руди на цветни метали. Германиевият концентрат (2-10% Германия) се получава по различни начини в зависимост от състава на суровината. За да се изолира много чист германий, който се използва в полупроводникови устройства, металът се топи по зони. Монокристалният германий, необходим за полупроводниковата индустрия, обикновено се получава чрез зоново топене.

Той е един от най-ценните материали в съвременната полупроводникова технология. Използва се за производство на диоди, триоди, кристални детектори и токоизправители. Германият се използва и в дозиметрични устройства и устройства, които измерват интензитета на постоянни и променливи магнитни полета. Важна област на приложение на елемента е инфрачервената технология, по-специално производството на детектори за инфрачервено лъчение. Много сплави, съдържащи германий, са обещаващи за практическа употреба. Например стъкла на основата на GeO 2 и други Ge съединения. При стайна температура германият е устойчив на въздух, вода, алкални разтвори и разредена солна и сярна киселина, но лесно се разтваря в царска вода и в алкален разтвор на водороден пероксид. А азотната киселина се окислява бавно.

Германиевите сплави, които имат висока твърдост и здравина, се използват в бижутерията и технологията за зъбни протези за прецизни отливки. Германий присъства в природата само в свързано състояние и никога в свободно състояние. Най-често срещаните минерали, съдържащи германий, са аргиродит и германит.Големи запаси от минерали на германий са рядкост, но самият елемент се среща широко в други минерали, особено в сулфиди (най-често в цинкови сулфиди и силикати). Малки количества се намират и в различни видовевъглища.

Световното производство на Германия е 65 кг годишно.

опасно за здравето

Професионалните здравословни проблеми могат да бъдат причинени от дисперсия на прах по време на зареждане на германиев концентрат, смилане и зареждане на диоксид за изолиране на металния германий и зареждане на прахообразен германий за претопяване в пръти. Други източници на вреда за здравето са топлинното излъчване от тръбни пещи и от процеса на топене на прахообразен германий в пръти, както и образуването на въглероден оксид.

Абсорбираният германий бързо се екскретира от тялото, главно с урината. Има малко информация за токсичността на неорганичните германиеви съединения за хората. Германиевият тетрахлорид е кожен дразнител. В клинични изпитвания и други дългосрочни случаи на перорално приложение на кумулативни дози до 16 g спирогерманий, антитуморно лекарство с органичен германий или други германиеви съединения, е отбелязана невротоксична и нефротоксична активност. Такива дози обикновено не се подлагат на производствени условия. Експерименти с животни за определяне на ефекта на германия и неговите съединения върху тялото показват, че прахът от метален германий и германиев диоксид при вдишване във високи концентрации води до общо влошаване на здравето (ограничаване на наддаването на тегло). В белите дробове на животни са открити морфологични промени, подобни на пролиферативни реакции, като удебеляване на алвеоларните участъци и хиперплазия на лимфните съдове около бронхите и кръвоносните съдове. Германиевият диоксид не дразни кожата, но при контакт с влажната лигавица на окото образува германова киселина, която действа очно дразнещо. Дългосрочните интраперитонеални инжекции в дози от 10 mg/kg водят до промени в периферната кръв .

Най-вредните германиеви съединения са германиев хидрид и германиев хлорид. Хидридът може да причини остро отравяне. Морфологичното изследване на органите на животни, умрели в острата фаза, разкрива нарушения в кръвоносната система и дегенеративни клетъчни промени в паренхимните органи. По този начин хидридът е многофункционална отрова, която засяга нервната система и периферната кръвоносна система.

Германиевият тетрахлорид е силен дразнител на дихателните пътища, кожата и очите. Прагова концентрация - 13 mg / m 3. В тази концентрация той потиска белодробния отговор на клетъчно ниво при експериментални животни. Във високи концентрации води до дразнене на горните дихателни пътища и конюнктивит, както и промени в честотата и ритъма на дишане. Животните, преживели остро отравяне, развиват катарален десквамативен бронхит и интерстициална пневмония няколко дни по-късно. Германиевият хлорид има и общотоксичен ефект. Наблюдавани са морфологични промени в черния дроб, бъбреците и други органи на животните.

Източници на цялата предоставена информация

Германий

ГЕРМАНИУМ-аз; м.Химичен елемент (Ge), сиво-бяло твърдо вещество с метален блясък (е основният полупроводников материал). Германиева плоча.

◁ Германий, th, th. G-та суровина. G. слитък.

(лат. Germanium), химичен елемент от IV група на периодичната система. Името от латинската Germania - Германия, в чест на родината на К. А. Винклер. Сребристосиви кристали; плътност 5,33 g / cm 3, T pl 938,3ºC. Разпръснати в природата (собствените минерали са рядкост); добивани от руди на цветни метали. Полупроводников материал за електронни устройства (диоди, транзистори и др.), компонент от сплав, материал за лещи в IR устройства, детектори за йонизиращи лъчения.

ГЕРМАНИЙ (лат. Germanium), Ge (чете се "хертемпманий"), химичен елемент с атомен номер 32, атомна маса 72,61. естествен германийсе състои от пет изотопа с масови числа 70 (съдържанието в естествената смес е 20,51% от масата), 72 (27,43%), 73 (7,76%), 74 (36,54%) и 76 (7, 76%). Конфигурация на външен електронен слой 4 с 2 стр 2 . Степени на окисление +4, +2 (валентности IV, II). Намира се в IVA група, в 4-ти период в Периодичната таблица на елементите.
История на откритията
Открит е от K. A. Winkler (см. WINKLER Klemens Alexander)(и кръстен на родината си - Германия) през 1886 г., когато анализира минерала аргиродит Ag 8 GeS 6, след като съществуването на този елемент и някои от неговите свойства са предсказани от Д. И. Менделеев (см.МЕНДЕЛЕЕВ Дмитрий Иванович).
Да бъдеш сред природата
Съдържание в земната кора 1,5 10 -4% тегловни. Отнася се за разпръснати елементи. В природата не се среща в свободна форма. Съдържа се като примес в силикати, седиментно желязо, полиметални, никелови и волфрамови руди, въглища, торф, масла, термални води и водорасли. Най-важните минерали: германит Cu 3 (Ge, Fe, Ga) (S, As) 4, стотит FeGe (OH) 6, плумбогерманит (Pb, Ge, Ga) 2 SO 4 (OH) 2 2H 2 O, аргиродит Ag 8 GeS 6 , рениерит Cu 3 (Fe, Ge, Zn) (S, As) 4 .
Получаване на германий
За получаване на германий се използват странични продукти от преработката на руди на цветни метали, пепел от изгаряне на въглища и някои странични продукти от коксохимията. Изходната суровина, съдържаща Ge, се обогатява чрез флотация. След това концентратът се превръща в GeO 2 оксид, който се редуцира с водород (см.ВОДОРОД):
GeO 2 + 4H 2 \u003d Ge + 2H 2 O
Германий с чистота на полупроводници със съдържание на примеси 10 -3 -10 -4% се получава чрез зоново топене (см.ЗОННО ТОПЕНЕ), кристализация (см.КРИСТАЛИЗАЦИЯ)или термолиза на летлив моногерман GeH 4:
GeH 4 \u003d Ge + 2H 2,
който се образува при разлагането на съединения на активни метали с Ge - германиди от киселини:
Mg 2 Ge + 4HCl \u003d GeH 4 - + 2MgCl 2
Физични и химични свойства
Германият е сребристо вещество с метален блясък. Кристална клеткастабилна модификация (Ge I), кубичен, лицево-центриран тип диамант, а= 0.533 nm (три други модификации са получени при високо налягане). Точка на топене 938,25 ° C, точка на кипене 2850 ° C, плътност 5,33 kg / dm 3. Има полупроводникови свойства, ширината на забранената зона е 0,66 eV (при 300 K). Германият е прозрачен за инфрачервено лъчение с дължина на вълната над 2 микрона.
от химични свойства Ge прилича на силиций (см.СИЛИКИЙ). Устойчив на кислород при нормални условия (см.КИСЛОРОД), водна пара, разредени киселини. В присъствието на силни комплексообразователи или окислители, при нагряване Ge реагира с киселини:
Ge + H 2 SO 4 conc \u003d Ge (SO 4) 2 + 2SO 2 + 4H 2 O,
Ge + 6HF \u003d H 2 + 2H 2,
Ge + 4HNO 3 конц. \u003d H 2 GeO 3 + 4NO 2 + 2H 2 O
Ge реагира с царска вода (см. AQUA REGIA):
Ge + 4HNO 3 + 12HCl = GeCl 4 + 4NO + 8H 2 O.
Ge взаимодейства с алкални разтвори в присъствието на окислители:
Ge + 2NaOH + 2H 2 O 2 \u003d Na 2.
При нагряване на въздух до 700 °C Ge се запалва. Ge лесно взаимодейства с халогени (см.ХАЛОГЕНИ)и сиво (см.сяра):
Ge + 2I 2 = GeI 4
С водород (см.ВОДОРОД), азот (см.АЗОТ), въглерод (см.въглерод)германий не влиза директно в реакцията; съединения с тези елементи се получават индиректно. Например, Ge 3 N 4 нитрид се образува чрез разтваряне на германиев дийодид GeI 2 в течен амоняк:
GeI 2 + NH 3 течност -> n -> Ge 3 N 4
Германиевият оксид (IV), GeO 2, е бяло кристално вещество, което съществува в две модификации. Една от модификациите е частично разтворима във вода с образуването на сложни германови киселини. Показва амфотерни свойства.
GeO 2 взаимодейства с алкали като киселинен оксид:
GeO 2 + 2NaOH \u003d Na 2 GeO 3 + H 2 O
GeO 2 взаимодейства с киселини:
GeO 2 + 4HCl \u003d GeCl 4 + 2H 2 O
Ge тетрахалогениди - неполярни съединениялесно се хидролизира от вода.
3GeF 4 + 2H 2 O \u003d GeO 2 + 2H 2 GeF 6
Тетрахалогенидите се получават чрез директно взаимодействие:
Ge + 2Cl 2 = GeCl 4
или термично разлагане:
BaGeF6 = GeF4 + BaF2
Германиевите хидриди са химически подобни на силициевите хидриди, но GeH 4 моногерман е по-стабилен от SiH 4 моносилан. Германите образуват хомоложни серии Ge n H 2n+2 , Ge n H 2n и други, но тези серии са по-къси от тези на силаните.
Monogermane GeH 4 е газ, който е стабилен на въздух и не реагира с вода. При дългосрочно съхранениесе разлага на Н2 и Ge. Моногерманът се получава чрез редукция на германиев диоксид GeO 2 с натриев борохидрид NaBH 4:
GeO 2 + NaBH 4 \u003d GeH 4 + NaBO 2.
Много нестабилният GeO моноксид се образува чрез умерено нагряване на смес от германий и GeO 2 диоксид:
Ge + GeO 2 = 2GeO.
Ge(II) съединенията лесно диспропорционират с освобождаването на Ge:
2GeCl 2 -> Ge + GeCl 4
Германиевият дисулфид GeS 2 е бяло аморфно или кристално вещество, получено чрез утаяване на H 2 S от киселинни разтвори на GeCl 4:
GeCl 4 + 2H 2 S \u003d GeS 2 Ї + 4HCl
GeS 2 се разтваря в основи и амониеви или алкалнометални сулфиди:
GeS 2 + 6NaOH \u003d Na 2 + 2Na 2 S,
GeS 2 + (NH 4) 2 S \u003d (NH 4) 2 GeS 3
Ge може да бъде част от органични съединения. Известни са (CH 3) 4 Ge, (C 6 H 5) 4 Ge, (CH 3) 3 GeBr, (C 2 H 5) 3 GeOH и др.
Приложение
Германият е полупроводников материал, използван в техниката и радиоелектрониката при производството на транзистори и микросхеми. Тънки слоеве от Ge, отложени върху стъкло, се използват като съпротивления в радарни инсталации. Сплави на Ge с метали се използват в сензори и детектори. Германиевият диоксид се използва в производството на стъкла, които пропускат инфрачервено лъчение.

енциклопедичен речник . 2009 .

Вижте какво е "германий" в други речници:

Химичен елемент, открит през 1886 г. в редкия минерал аргиродит, намерен в Саксония. Речник на чуждите думи, включени в руския език. Chudinov A.N., 1910. германий (наречен в чест на родината на учения, открил елемента), хим. елемент, ... ... Речник на чуждите думи на руския език

- (Германий), Ge, химичен елемент от IV група на периодичната система, атомен номер 32, атомна маса 72,59; неметални; полупроводников материал. Германий е открит от немския химик К. Винклер през 1886 г. ... Съвременна енциклопедия

германий- елемент Ge от IV група системи; при. н. 32, в. т. 72.59; телевизия. нещо с металик. блясък. Естественият Ge е смес от пет стабилни изотопа с масови числа 70, 72, 73, 74 и 76. Съществуването и свойствата на Ge са предсказани през 1871 г. от Д. И. ... ... Наръчник за технически преводач

Германий- (Германий), Ge, химичен елемент от IV група на периодичната система, атомен номер 32, атомна маса 72,59; неметални; полупроводников материал. Германий е открит от немския химик К. Винклер през 1886 г. ... Илюстрован енциклопедичен речник

- (лат. Germanium) Ge, химичен елемент от IV група на периодичната система, атомен номер 32, атомна маса 72,59. Наречен от латинската Germania Германия, в чест на родината на К. А. Винклер. Сребристосиви кристали; плътност 5,33 g/cm³, т.т. 938,3 ... Голям енциклопедичен речник

- (символ Ge), бяло-сив метален елемент от IV група на периодичната таблица на МЕНДЕЛЕЕВ, в който са предсказани свойствата на все още неоткрити елементи, по-специално германий (1871 г.). Елементът е открит през 1886 г. Страничен продукт от топенето на цинк ... ... Научно-технически енциклопедичен речник

Ge (от лат. Germania Германия * a. germanium; n. Germanium; f. germanium; и. germanio), хим. елемент IV група периодичен. системи на Менделеев, at.s. 32, в. м. 72.59. Естественият G. се състои от 4 стабилни изотопа 70Ge (20,55%), 72Ge ... ... Геологическа енциклопедия

- (Ge), синтетичен монокристал, PP, точкова група на симетрия m3m, плътност 5.327 g/cm3, Tmelt=936 °C, твърд. по скалата на Моос 6, при. м. 72.60. Прозрачен в IR областта l от 1,5 до 20 микрона; оптично анизотропен, за l=1,80 µm еф. пречупване n=4,143.… … Физическа енциклопедия

Съществува., брой синоними: 3 полупроводникови (7) екасилиций (1) елемент (159) ... Речник на синонимите

ГЕРМАНИУМ- хим. елемент, символ Ge (лат. Germanium), at. н. 32, в. т. 72.59; крехко сребристо сиво кристално вещество, плътност 5327 kg/m3, vil = 937,5°C. Разпръснати в природата; добива се главно при преработката на цинкова смес и ... ... Голяма политехническа енциклопедия

Германий е открит от учени в края на 19 век, които го отделят при пречистването на мед и цинк. В чистата си форма германият съдържа минерала германит, който се намира при извличането на изкопаеми въглища; на цвят може да бъде тъмносив или светъл със сребрист блясък. Германият има крехка структура и може да се счупи като стъкло със силен удар, но не променя свойствата си под въздействието на вода, въздух и повечето основи и киселини. До средата на 20-ти век германият се използва за промишлени цели - във фабрики, за производство на оптични лещи, полупроводници и йонни детектори.

Откриването на органичен германий в тялото на животни и хора даде повод за по-подробно изследване на този микроелемент от учените-медици. В хода на множество тестове е доказано, че микроелементът германий има благоприятен ефектвърху човешкото тяло, действайки като носител на кислород наравно с хемоглобина и не се натрупва в костните тъкани като оловото.

Ролята на германия в човешкото тяло

Човешкият микроелемент изпълнява няколко роли: имунен защитник (участва в борбата с микробите), помощник на хемоглобина (подобрява движението на кислород в кръвоносната система) и има потискащ ефект върху растежа на раковите клетки (развитие на метастази) . Германий в тялотостимулира производството на интерферони за борба с вредните микроби, бактерии и вирусни инфекции, които навлизат в тялото.

Голям процент германий се задържа от стомаха и далака, частично се абсорбира от стените на тънките черва, след което навлиза в кръвния поток и се доставя до костния мозък. Германий в тялотоактивно участва в процесите на движение на течности - в стомаха и червата, а също така подобрява движението на кръвта през венозната система. Германият, движещ се в междуклетъчното пространство, се абсорбира почти напълно от клетките на тялото, но след известно време около 90% от този микроелемент се екскретира от тялото чрез бъбреците заедно с урината. Това обяснява защо човешкият организъм постоянно се нуждае от прием на органичен германий заедно с продуктите.

Хипоксията е такова болезнено състояние, когато количеството на хемоглобина в кръвта рязко намалява (загуба на кръв, излагане на радиация) и кислородът не се разпространява в тялото, което причинява кислороден глад. На първо място, липсата на кислород уврежда мозъка и нервната система, както и основната вътрешни органи- сърдечен мускул, черен дроб и бъбреци. Германий(органичен) в тялоточовек е в състояние да влезе във връзка с кислорода и да го разпредели в тялото, като временно поема функциите на хемоглобина.

Друго предимство, което има германий, е способността му да повлиява погасяването на болката (несвързана с наранявания), поради електронни импулси, които се появяват във влакната. нервна системав моменти на голям стрес. Хаотичното им движение предизвиква това болезнено напрежение.

Продукти, съдържащи германий

Органичният германий се намира в продукти, известни на всички, като: чесън, ядливи гъби, слънчогледови и тиквени семки, зеленчуци - моркови, картофи и цвекло, пшенични трици, боб (соя, фасул), домати, риба.

Недостиг на германий в организма

Всеки ден човек се нуждае от 0,5 mg до 1,5 mg германий. Микроелементът германий е признат в целия свят като безопасен и нетоксичен за хората. В момента няма информация за предозиране на германий, но дефицитът на германий увеличава риска от възникване и развитие на ракови клетки в злокачествени тумори. Появата на остеопороза се свързва и с недостиг на германий в организма.

Рол прожекторът на масажното легло, проекторът с пет топки, както и керамиката на допълнителната постелка са изработени от Турманиум.

Сега нека поговорим по-подробно за естествените материали, на базата на които се образува турманий.

Това е минерал, вещество, образувано в недрата на земята от силите на неживата природа. Известни са няколко хиляди минерала.
но само около 60 от тях имат качествата на скъпоценни камъни. Това е турмалинът.
Турмалините са камъни с несравнимо цветово разнообразие. Името им идва от синхалската дума "tura mali", което означава "камък със смесени цветове".

От всички минерали, които съществуват на земята, само турмалинът носи постоянен електрически заряд, за което се нарича кристален магнит. В безкрайното разнообразие от камъни турмалинът се счита за абсолютен шампион по отношение на броя на цветовете и нюансите. Естественият блясък, прозрачността и твърдостта на този скъпоценен многоцветен минерал му спечелиха заслужена репутация като камък за бижута.
Турмалинът съдържа: калий, калций, магнезий, манган, желязо, силиций, йод, флуор и други компоненти. Само 26 микроелемента от периодичната таблица.

При нагряване турмалинът създава нискочестотно магнитно поле и излъчва аниони, които действат по следния начин:
засилване на клетъчния метаболизъм, подобряване на метаболизма;
подобряване на местния кръвен поток;
възстановяване на функционирането на лимфната система;
възстановяване на ендокринната и хормоналната система;
подобряване на храненето на органите и тъканите;
укрепват имунитета;
допринасят за баланса на автономната нервна система (това е система за възбуждане и инхибиране на психиката);
осигуряват на тялото жизнена енергия;
подобряват качеството на кръвта, стимулират кръвообращението и разреждането на кръвта, така че кръвта да навлезе в най-фините капиляри, давайки на тялото жизненост.

Стойност като злато - крехка като стъкло.
Германий е микроелемент, който участва в много процеси в човешкия организъм. Липсата на този елемент засяга функционирането на стомашно-чревния тракт, метаболизма на мазнините и други процеси, по-специално развитието на атеросклероза.
За първи път в Япония се заговори за ползите от германия за човешкото здраве. През 1967 г. д-р Кацухихо Асаи открива, че германият има широк спектър от биологични ефекти.

Полезни свойства на германия

Транспортиране на кислород до тъканите на тялото .
Германият, попадайки в кръвта, се държи подобно на хемоглобина. Кислородът, който той доставя на тъканите на тялото, гарантира нормалното функциониране на всички жизненоважни системи и предотвратява развитието на кислородна недостатъчност в най-чувствителните към хипоксия органи.

Стимулиране на имунитета .
Германий под формата на органични съединения
насърчава производството на гама-интерферони, които потискат възпроизводството на бързо делящи се микробни клетки, активират макрофагите и специфичните имунни клетки.

Антитуморен ефект .
Германий забавя развитието на злокачествени новообразувания и предотвратява появата на метастази, има защитни свойства срещу радиоактивно излагане. Механизмът на действие е свързан с взаимодействието на германиевия атом с отрицателно заредени частици на туморни образувания. Германият освобождава туморната клетка от "допълнителни" електрони и увеличава нейния електрически заряд, което води до смъртта на тумора.

Биоцидно действие (противогъбични, антивирусни, антибактериални).
Органичните германиеви съединения стимулират производството на интерферон, защитен протеин, произведен в отговор на въвеждането на чужди микроорганизми.

Болкоуспокояващ ефект .
Този микроелемент присъства в естествени храни като чесън, женшен, хлорела и различни гъби. Той предизвика голям интерес в медицинската общност през 60-те години на миналия век, когато д-р Кацухихо Асаи откри германий в живи организми и показа, че той увеличава снабдяването на тъканите с кислород и също така помага при лечението на:

Рак;
артрит, остеопороза;
кандидоза (свръхрастеж на дрождевия микроорганизъм Candida albicans);
СПИН и други вирусни инфекции.

В допълнение, германият е в състояние да ускори заздравяването на рани и да намали болката.

В превод от келтски "бял камък" ("ел" - скала, "ван" - камък).
- това е гранит-порфир, с вкрапленници от кварц и ортоклаз в кварц-фелдшпатова основна маса с турмалин, слюда, пинит.
Корейците вярват, че този минерал има лечебни свойства. Елван е полезен за здравето на кожата: добавя се към почистващи кремове. Помага при алергии.

Този минерал омекотява водата и я пречиства от примеси чрез абсорбиране вредни веществаи тежки предмети.
Елван е използван в интериора. От него се правят подове, стени, легла, рогозки, пейки за сауни, печки, газови горелки.
Широко използван в производството на ястия. В някои ресторанти елванът се използва в скари, за да влее барбекюто с неговите лечебни изпарения. Яйцата, сварени с добавка на елван, също са много популярни в Корея. Яйцата придобиват вкус и мирис на пушено месо, а по цвят наподобяват нашите великденски яйца.

Елванският камък съдържа много микроелементи, източник е на дълговълнови инфрачервени лъчи.

Това са скали, образувани в резултат на вулканично изригване. Благодарение на тях турманиевата керамика придобива своята твърдост.

Вулканичните скали имат много ценни и полезни за човека свойства.

1. Те ​​запазват първичното магнитно поле на Земята, което е силно намалено на повърхността.
2. Обогатен с микроелементи. Но основното свойство на вулканичните скали е, че те задържат органична топлина за дълго време. Това дава възможност да се получи максимален ефектот загряване.

Вулканичните скали също са склонни да премахват токсините от тялото и да имат пречистващ ефект върху него.
Това е чиста и незамърсена от цивилизацията порода, която се използва активно за медицински цели.

Германий е химичен елемент с атомен номер 32 в периодичната система, обозначен със символа Ge (гер. Германий).

Историята на откриването на германий

Съществуването на елемента екасилиций, аналог на силиция, е предсказано от D.I. Менделеев още през 1871 г. А през 1886 г. един от професорите от Фрайбергската минна академия открива нов сребърен минерал - аргиродит. След това този минерал е даден на професора по техническа химия Клеменс Винклер за пълен анализ.

Това не беше направено случайно: 48-годишният Винклер беше смятан за най-добрия анализатор на академията.

Доста бързо установява, че среброто в минерала е 74,72%, сярата - 17,13, живакът - 0,31, железният оксид - 0,66, цинковият оксид - 0,22%. И почти 7% от теглото на новия минерал се дължат на някакъв неразбираем елемент, най-вероятно все още неизвестен. Винклер откроява неидентифицирания компонент на аргиродита, изучава свойствата му и разбира, че наистина е открил нов елемент - обяснението, предсказано от Менделеев. Това е кратка история на елемента с атомен номер 32.

Въпреки това би било погрешно да се мисли, че работата на Винклер е минала гладко, без проблеми, без проблеми. Ето какво пише Менделеев за това в добавките към осма глава на Основи на химията: „Отначало (февруари 1886 г.) липсата на материал, липсата на спектър в пламъка на горелката и разтворимостта на много германиеви съединения възпрепятстваха Изследванията на Winkler ...” Обърнете внимание на “липса на спектър в пламъка. Как така? Наистина, през 1886 г. методът на спектралния анализ вече съществува; На Земята по този метод вече са открити рубидий, цезий, талий, индий, а на Слънцето – хелий. Учените знаеха със сигурност, че всеки химичен елемент има напълно индивидуален спектър и изведнъж го няма!

Обяснението дойде по-късно. Германий има характерни спектрални линии - с дължина на вълната 2651.18, 3039.06 Ǻ и няколко повече. Но всички те се намират в невидимата ултравиолетова част на спектъра и може да се счита за щастие, че придържането на Winkler към традиционните методи за анализ - те доведоха до успех.

Методът на Винклер за изолиране на германий е подобен на един от съвременните индустриални методи за получаване на елемент № 32. Първо, съдържащият се в аргарита германий се превръща в диоксид и след това този бял прах се нагрява до 600...700°C във водородна атмосфера. Реакцията е очевидна: GeO 2 + 2H 2 → Ge + 2H 2 O.

Така за първи път е получен относително чист германий. Първоначално Winkler възнамеряваше да назове новия елемент нептуний на името на планетата Нептун. (Подобно на елемент #32, тази планета е предсказана преди да бъде открита.) Но тогава се оказа, че такова име е било присвоено преди това на един фалшиво открит елемент и, без да иска да компрометира откритието си, Уинклер изостави първото си намерение. Той не прие предложението новият елемент да се нарича ъглов, т.е. „ъглова, противоречива“ (и това откритие наистина предизвика много спорове). Вярно е, че френският химик Рейон, който предложи такава идея, по-късно каза, че предложението му не е нищо повече от шега. Винклер нарече новия елемент германий на името на своята страна и името остана.

Трябва да се отбележи, че в хода на геохимичната еволюция на земната кора значително количество германий е измито от по-голямата част от земната повърхност в океаните, следователно в момента количеството на този микроелемент, съдържащ се в почвата е крайно незначителен.

Общото съдържание на германий в земната кора е 7 × 10 -4% от масата, което е повече от например антимон, сребро, бисмут. Германият, поради незначителното си съдържание в земната кора и геохимичния афинитет с някои широко разпространени елементи, проявява ограничена способност да образува собствени минерали, диспергиращи се в решетките на други минерали. Следователно собствените минерали на германия са изключително редки. Почти всички от тях са сулфосоли: германит Cu 2 (Cu, Fe, Ge, Zn) 2 (S, As) 4 (6 - 10% Ge), аргиродит Ag 8 GeS 6 (3,6 - 7% Ge), конфилидит Ag 8 (Sn, Ge) S 6 (до 2% Ge) и др. По-голямата част от германия е разпръснат в земната кора в голям брой скали и минерали. Така например в някои сфалерити съдържанието на германий достига килограми на тон, в енаргитите до 5 kg/t, в пираргирит до 10 kg/t, в сулванит и франкеит 1 kg/t, в други сулфиди и силикати - стотици и десетки g/t.t. Германий е концентриран в находища на много метали - в сулфидни руди на цветни метали, в железни руди, в някои оксидни минерали (хромит, магнетит, рутил и др.), В гранити, диабази и базалти. В допълнение, германий присъства в почти всички силикати, в някои находища черни въглищаи масло.

Германий се получава главно от странични продукти от обработката на руди на цветни метали (цинкова смес, цинково-медно-оловни полиметални концентрати), съдържащи 0,001-0,1% Германия. Като суровина се използват и пепел от изгаряне на въглища, прах от газови генератори и отпадъци от коксови заводи. Първоначално германиевият концентрат (2-10% Германия) се получава от изброените източници по различни начини в зависимост от състава на суровината. Извличането на германий от концентрат обикновено включва следните стъпки:

1) хлориране на концентрат солна киселина, смесването му с хлор във водна среда или други хлориращи агенти за получаване на технически GeCl 4 . За пречистване на GeCl 4 се използва ректификация и екстракция на примеси с концентрирана HCl.

2) Хидролиза на GeCl4 и калциниране на хидролизните продукти за получаване на GeO2.

3) Редукция на GeO 2 с водород или амоняк до метал. За да се изолира много чист германий, който се използва в полупроводникови устройства, металът се топи по зони. Монокристалният германий, необходим за полупроводниковата индустрия, обикновено се получава чрез зоново топене или по метода на Чохралски.

GeO 2 + 4H 2 \u003d Ge + 2H 2 O

Германий с чистота на полупроводници със съдържание на примеси 10 -3 -10 -4% се получава чрез зоново топене, кристализация или термолиза на летливия GeH 4 моногерман:

GeH 4 \u003d Ge + 2H 2,

който се образува при разлагането на съединения на активни метали с Ge - германиди от киселини:

Mg 2 Ge + 4HCl \u003d GeH 4 - + 2MgCl 2

Германий се среща като примес в полиметални, никелови и волфрамови руди, както и в силикати. В резултат на сложни и отнемащи време операции за обогатяване на рудата и нейното концентриране, германият се изолира под формата на GeO 2 оксид, който се редуцира с водород при 600 ° C до просто вещество:

GeO 2 + 2H 2 \u003d Ge + 2H 2 O.

Пречистването и растежът на монокристалите на германия се извършва чрез зоново топене.

За първи път в СССР в началото на 1941 г. е получен чист германиев диоксид. От него се произвежда германиево стъкло с много висок коефициент на пречупване. Изследванията на елемент № 32 и методите за възможното му производство са възобновени след войната, през 1947 г. Тогава германият е представлявал интерес за съветските учени именно като полупроводник.

от външен видгерманий лесно се бърка със силиций.

Германий кристализира в кубична структура от тип диамант, параметър на единична клетка a = 5,6575Å.

Този елемент не е толкова силен, колкото титан или волфрам. Плътността на твърдия германий е 5,327 g/cm3 (25°C); течност 5.557 (1000°C); t pl 937,5°С; т.к. около 2700°С; коефициент на топлопроводимост ~60 W/(m K), или 0,14 cal/(cm sec deg) при 25°C.

Германият е почти толкова чуплив, колкото стъклото и може да се държи по съответния начин. Дори при обикновена температура, но над 550 ° C, той се поддава на пластична деформация. Твърдост Германия по минералогична скала 6-6,5; коефициент на свиваемост (в диапазона на налягането 0-120 Gn/m 2, или 0-12000 kgf/mm 2) 1,4 10 -7 m 2 /mn (1,4 10 -6 cm 2 /kgf); повърхностно напрежение 0,6 N/m (600 dynes/cm). Германий е типичен полупроводник със забранена зона от 1,104 · 10 -19 J или 0,69 eV (25°C); електрическо съпротивление висока чистота Германия 0,60 ohm-m (60 ohm-cm) при 25°C; подвижността на електроните е 3900, а подвижността на дупките е 1900 cm 2 /v sec (25 ° C) (със съдържание на примеси по-малко от 10 -8%).

Всички "необичайни" модификации на кристалния германий превъзхождат Ge-I и електрическата проводимост. Споменаването на това конкретно свойство не е случайно: стойността на електрическата проводимост (или реципрочната стойност - съпротивление) е особено важна за полупроводников елемент.

В химичните съединения германият обикновено проявява валентност 4 или 2. Съединенията с валентност 4 са по-стабилни. При нормални условияустойчив на въздух и вода, основи и киселини, разтворим в царска вода и в алкален разтвор на водороден прекис. Използват се германиеви сплави и стъкла на базата на германиев диоксид.

AT химични съединенияГерманий обикновено проявява валенции от 2 и 4, като съединенията на 4-валентния германий са по-стабилни. При стайна температура германият е устойчив на въздух, вода, алкални разтвори и разредена солна и сярна киселина, но лесно се разтваря в царска вода и в алкален разтвор на водороден пероксид. азотна киселинаокислява се бавно. При нагряване на въздух до 500-700 ° C германий се окислява до GeO и GeO 2 оксиди. Германски оксид (IV) - бял прах с t pl 1116°C; разтворимост във вода 4,3 g/l (20°C). Според химичните си свойства той е амфотерен, разтворим в основи и трудно в минерални киселини. Получава се чрез калциниране на хидратната утайка (GeO 3 nH 2 O), освободена при хидролизата на GeCl 4 тетрахлорид. Чрез синтез на GeO 2 с други оксиди могат да се получат производни на германовата киселина - метални германати (Li 2 GeO 3 , Na 2 GeO 3 и други) - твърди вещества с високи точки на топене.

Когато германият реагира с халогени, се образуват съответните тетрахалогениди. Реакцията протича най-лесно с флуор и хлор (вече при стайна температура), след това с бром (слабо нагряване) и йод (при 700-800 ° C в присъствието на CO). Едно от най-важните съединения Германия GeCl 4 тетрахлорид е безцветна течност; t pl -49,5°С; 83,1°С; плътност 1,84 g/cm 3 (20°C). Водата силно хидролизира с освобождаване на утайка от хидратиран оксид (IV). Получава се чрез хлориране на метална германия или чрез взаимодействие на GeO 2 с концентрирана HCl. Известни са също германски дихалогениди с обща формула GeX 2, GeCl монохлорид, Ge 2 Cl 6 хексахлородигерман и германски оксихлориди (например CeOCl 2).

Сярата реагира енергично с Германия при 900-1000°C, за да образува дисулфид GeS 2 - бял твърдо, t pl 825°С. Описани са и GeS моносулфид и подобни съединения на Германия със селен и телур, които са полупроводници. Водородът леко реагира с германий при 1000-1100°C, за да образува гермин (GeH) X, нестабилно и лесно летливо съединение. Чрез взаимодействие на германиди с разредена солна киселина могат да се получат германоводороди от серията Ge n H 2n+2 до Ge 9 H 20. Известен е и гермиленов състав GeH 2. Германият не реагира директно с азота, но има Ge 3 N 4 нитрид, който се получава при действието на амоняк върху германий при 700-800 ° C. Германият не взаимодейства с въглерода. Германият образува съединения с много метали - германиди.

Известни са множество комплексни съединения на германия, които стават все по-важни както в аналитичната химия на германия, така и в процесите на неговото получаване. Германий образува комплексни съединения с органични хидроксилни молекули (многовалентни алкохоли, многоосновни киселини и др.). Получени са хетерополикиселини Германия. Както и за други елементи от група IV, Германия се характеризира с образуването на органометални съединения, пример за които е тетраетилгерман (C 2 H 5) 4 Ge 3.

Германиев(II) хидрид GeH 2 . Бял нестабилен прах (на въздух или в кислород се разлага с експлозия). Реагира с алкали и бром.

Германиев (II) монохидрид полимер (полигермин) (GeH 2) n. Черен кафеникав прах. Слабо разтворим във вода, незабавно се разлага във въздуха и експлодира при нагряване до 160 ° C във вакуум или в атмосфера на инертен газ. Образува се по време на електролиза на натриев германид NaGe.

Германиев(II) оксид GeO. Черни кристали с основни свойства. Разлага се при 500°C на GeO 2 и Ge. Бавно се окислява във вода. Слабо разтворим в солна киселина. Показва възстановителни свойства. Получава се чрез действието на CO 2 върху метален германий, нагрят до 700-900 ° C, алкали - върху германиев (II) хлорид, чрез калциниране на Ge (OH) 2 или чрез редуциране на GeO 2.

Германиев хидроксид (II) Ge (OH) 2. Червено-оранжеви кристали. При нагряване се превръща в GeO. Показва амфотерен характер. Получава се чрез обработка на соли на германий (II) с основи и хидролиза на соли на германий (II).

Германиев(II) флуорид GeF 2 . Безцветни хигроскопични кристали, t pl =111°C. Получава се чрез действието на пари GeF 4 върху металния германий при нагряване.

Германиев (II) хлорид GeCl 2 . Безцветни кристали. t pl \u003d 76,4 ° C, t bp = 450 ° C. При 460°С се разлага на GeCl 4 и метален германий. Хидролизиран от вода, слабо разтворим в алкохол. Получава се чрез действието на пари GeCl 4 върху металния германий при нагряване.

Германиев (II) бромид GeBr 2. Прозрачни иглени кристали. t pl \u003d 122 ° C. Хидролизира се с вода. Слабо разтворим в бензен. Разтворим в алкохол, ацетон. Получава се чрез взаимодействие на германиев (II) хидроксид с бромоводородна киселина. При нагряване той се диспропорционира в метален германий и германиев (IV) бромид.

Германиев (II) йодид GeI 2 . Жълти шестоъгълни плочи, диамагнитни. t pl =460 около С. Слабо разтворим в хлороформ и въглероден тетрахлорид. При нагряване над 210°C се разлага на метален германий и германиев тетрайодид. Получава се чрез редукция на германиев (II) йодид с хипофосфорна киселина или чрез термично разлагане на германиев тетрайодид.

Германиев(II) сулфид GeS. Получен по сух начин - сиво-черни блестящи ромбични непрозрачни кристали. t pl \u003d 615 ° C, плътността е 4,01 g / cm 3. Слабо разтворим във вода и амоняк. Разтворим в калиев хидроксид. Получава се мокра - червено-кафява аморфна утайка с плътност 3,31 g/cm3. Разтворим в минерални киселини и амониев полисулфид. Получава се чрез нагряване на германий със сяра или преминаване на сероводород през разтвор на сол на германий (II).

Германиев(IV) хидрид GeH 4 . Безцветен газ (плътност е 3,43 g/cm 3 ). Той е отровен, мирише много неприятно, кипи при -88 o C, топи се при около -166 o C, термично се дисоциира над 280 o C. Прекарвайки GeH 4 през нагрята тръба, върху стените й се получава лъскаво огледало от метален германий. Получава се чрез действието на LiAlH 4 върху германиев (IV) хлорид в етер или чрез третиране на разтвор на германиев (IV) хлорид с цинк и сярна киселина.

Германиев оксид (IV) GeO 2. Съществува под формата на две кристални модификации (хексагонална с плътност 4,703 g / cm 3 и тетраедрична с плътност 6,24 g / cm 3). И двете са въздухоустойчиви. Слабо разтворим във вода. t pl \u003d 1116 ° C, t kip \u003d 1200 ° C. Показва амфотерен характер. Редуцира се от алуминий, магнезий, въглерод до метален германий при нагряване. Получава се чрез синтез от елементи, калциниране на германиеви соли с летливи киселини, окисление на сулфиди, хидролиза на германиеви тетрахалогениди, обработка на германити на алкални метали с киселини, метален германий с концентрирана сярна или азотна киселина.

Германиев (IV) флуорид GeF 4 . Безцветен газ, който дими във въздуха. t pl \u003d -15 около C, t kip \u003d -37 ° C. Хидролизира се с вода. Получава се чрез разлагане на бариев тетрафлуоргерманат.

Германиев (IV) хлорид GeCl 4 . Безцветна течност. t pl \u003d -50 o C, t kip \u003d 86 o C, плътността е 1,874 g / cm 3. Хидролизиран от вода, разтворим в алкохол, етер, въглероден дисулфид, въглероден тетрахлорид. Получава се чрез нагряване на германий с хлор и преминаване на хлороводород през суспензия от германиев оксид (IV).

Германиев (IV) бромид GeBr 4 . Октаедрични безцветни кристали. t pl \u003d 26 o C, t kip \u003d 187 o C, плътността е 3,13 g / cm 3. Хидролизира се с вода. Разтворим в бензен, въглероден дисулфид. Получава се чрез преминаване на бромни пари върху нагрят метален германий или чрез действието на бромоводородна киселина върху германиев (IV) оксид.

Германиев (IV) йодид GeI 4 . Жълто-оранжеви октаедрични кристали, t pl \u003d 146 ° C, t kip \u003d 377 ° C, плътност 4,32 g / cm 3. При 445 ° C се разлага. Разтворим в бензен, въглероден дисулфид и хидролизиран от вода. Във въздуха постепенно се разлага на германиев (II) йодид и йод. Прикрепя амоняк. Получава се чрез преминаване на йодни пари върху нагрят германий или чрез действието на йодоводородна киселина върху германиев (IV) оксид.

Германиев (IV) сулфид GeS 2. Бял кристален прах, t pl \u003d 800 ° C, плътност 3,03 g / cm 3. Слабо разтворим във вода и бавно хидролизира в нея. Разтворим в амоняк, амониев сулфид и сулфиди на алкални метали. Получава се чрез нагряване на германиев (IV) оксид в поток от серен диоксид със сяра или чрез преминаване на сероводород през разтвор на германиева (IV) сол.

Германиев сулфат (IV) Ge (SO 4) 2. Безцветни кристали, плътност 3,92 g/cm 3 . Разлага се при 200 o C. Редуцира се с въглища или сяра до сулфид. Реагира с вода и алкални разтвори. Получава се чрез нагряване на германиев (IV) хлорид със серен оксид (VI).

В природата се срещат пет изотопа: 70 Ge (20,55% тегл.), 72 Ge (27,37%), 73 Ge (7,67), 74 Ge (36,74%), 76 Ge (7,67%). Първите четири са стабилни, петият (76 Ge) претърпява двоен бета разпад с период на полуразпад 1,58×10 21 години. Освен това има два „дългоживеещи“ изкуствени: 68 Ge (период на полуразпад 270,8 дни) и 71 Ge (период на полуразпад 11,26 дни).

Приложение на германий

Германият се използва в производството на оптика. Благодарение на своята прозрачност в инфрачервената област на спектъра, металният германий със свръхвисока чистота е от стратегическо значение при производството на оптични елементи за инфрачервена оптика. В радиотехниката германиевите транзистори и детекторни диоди имат характеристики, различни от силициевите, поради по-ниското напрежение на задействане на pn-прехода в германия - 0,4 V срещу 0,6 V за силициевите устройства.

За повече подробности вижте статията приложение на германий.

Германий се намира в животни и растения. Малки количества германий нямат физиологичен ефект върху растенията, но са токсични в големи количества. Германият е нетоксичен за плесени.

За животните германият има ниска токсичност. Не е установено, че германиевите съединения имат фармакологичен ефект. Допустимата концентрация на германий и неговия оксид във въздуха е 2 mg / m³, т.е. същата като за азбестовия прах.

Двувалентните германиеви съединения са много по-токсични.

При експерименти, определящи разпределението на органичния германий в тялото 1,5 часа след пероралното му приложение, са получени следните резултати: голямо количество органичен германий се открива в стомаха, тънките черва, костния мозък, далака и кръвта. Освен това високото му съдържание в стомаха и червата показва, че процесът на усвояването му в кръвта има удължен ефект.

Високото съдържание на органичен германий в кръвта позволи на д-р Асаи да изложи следната теория за механизма на неговото действие в човешкото тяло. Предполага се, че органичният германий в кръвта се държи подобно на хемоглобина, който също носи отрицателен заряд и, подобно на хемоглобина, участва в процеса на пренос на кислород в тъканите на тялото. Това предотвратява развитието на кислороден дефицит (хипоксия) на тъканно ниво. Органичният германий предотвратява развитието на така наречената хипоксия на кръвта, която възниква, когато количеството на хемоглобина, способен да свързва кислород, намалява (намаляване на кислородния капацитет на кръвта) и се развива при загуба на кръв, отравяне с въглероден окис и излагане на радиация . Най-чувствителни към недостиг на кислород са централната нервна система, сърдечният мускул, тъканите на бъбреците и черния дроб.

В резултат на експериментите беше установено също, че органичният германий насърчава индукцията на гама интерферони, които потискат възпроизвеждането на бързо делящи се клетки и активират специфични клетки (Т-убийци). Основните области на действие на интерфероните на телесното ниво са антивирусна и противотуморна защита, имуномодулиращи и радиозащитни функции на лимфната система.

В процеса на изследване на патологични тъкани и тъкани с първични признаци на заболяване беше установено, че те винаги се характеризират с липса на кислород и наличие на положително заредени водородни радикали Н +. Йоните H + имат изключително отрицателно въздействиевърху клетките на човешкото тяло, до тяхната смърт. Кислородните йони, които имат способността да се комбинират с водородните йони, правят възможно селективно и локално компенсиране на увреждането на клетките и тъканите, причинено от водородни йони. Действието на германия върху водородните йони се дължи на неговата органична форма - формата на сесквиоксид. При подготовката на статията са използвани материали на Супоненко А.Н.