Germanium is één van de elementen waarvan Dmitri Mendelejev, de bedenker van het periodiek systeem, het bestaan al voorspelde vóórdat het ontdekt werd. Hij noemde het eka-silicium, omdat het onder silicium (en boven tin) ingedeeld moest worden. Germanium is ook één van de weinige elementen die naar een land vernoemd is: Duitsland. Het is een halfgeleidend metaal dat als de voorloper van silicium is te beschouwen. De belangrijkste toepassing is tegenwoordig als dragermateriaal voor LED’s, laserdiodes en zonnecellen. Bovendien vind je het veel in infrarood optica.

Symbool

Ge

Protonen/elektronen

32

Groep

19

Isotopen

70Ge, 72Ge, 73Ge, 74Ge, 76Ge

Periode

4

Elektronenconfiguratie

[Ar] 4s2 3d10 4p2

Blok

p

Elektronencofiguratie Bohr

2,8,18,4

Bij kamertemperatuur

vast

Elektronegativiteit

2,0 (Pauling)

Dichtheid

5300 kg m-3

Atoomstraal

122 . 10-12 m

Smeltpunt

938 oC (1211 K)

Relatieve atoommassa

72.630

Kookpunt

2833 oC (3106 K)

Soortelijke warmte

310 J kg-1K-1

Warmtegeleidingscoëfficiënt

63 W m-1K-1

Selecteer

Toepassingen
Naam & ontdekking
Voorkomen
Bereiding
Beeld en audio
Toepassingen

Toepassingen

Naam & ontdekking

Voorkomen

Bereiding

Beeld en audio

Toepassingen

Infrarood optica

Germanium en germaniumoxide (in kristalvorm) zijn transparant voor infra­rood licht. Je vindt deze materialen daarom in de lenzen van infrarood apparatuur, zoals kijkers, camera’s, detec­to­ren en periscopen. Met deze apparatuur is het mogelijk ’s nachts waar te nemen.

Ook in het detectiegedeelte, waarin de infrarode warmtestraling wordt omgezet in een elektrisch signaal, past men germaniumverbindingen toe. De infrarooddetectoren zijn zó gevoelig, dat zij de temperatuur kunnen meten van het aandrijvingsmechaniek van hogesnelheidstreinen, zelfs als deze met een snelheid van 300 kilometer per uur langs de meetsonde razen.

Projectorreflector

Voor de reflectoren in hoogwaardige projectoren dampt men een dunne laag germani­um op glas.

Elektronica, LED, zonnecellen

Germanium is een belangrijke halfgeleider. In het begin van het elektronische tijdperk, in de jaren zeventig, was het zelfs belangrijker dan silicium, dat destijds nog niet in voldoende zuivere vorm beschikbaar was. Nog steeds zijn er veel allerlei elektronische toepassingen voor germanium. Het zuivere element wordt daarvoor gedoteerd met arseen, gallium of andere elementen.

Tegenwoordig zijn legeringen van silicium en germanium aan een opmars bezig voor de vervaardiging van computerchips met een zeer hoge kloksnelheid.

Zuiver kristallijn germanium (geproduceerd via  zonesmelten) bevat niet meer dan één vreemd atoom op 1010 germaniumatomen. Het wordt vaak toegepast als dragermateriaal (of substraat) voor componenten met dunne laagjes van andere halfgeleiders zoals galliumarseen, vanwege overeenkomende kristaleigenschappen. Je vindt het in deze functie in LED’s, laserdiodes en zonnecellen.

Meer toepassingen

Als element en in legeringen

  • Optische vezels
  • Solderen van goud (12 % Ge/88 % Au)
  • Supergeleiding (Nb3Ge)
  • Verhogen van de hardheid van tin (0,35 % Ge)
  • Verbeteren van de walsbaarheid van aluminium

In verbindingen

Bereiding van optische vezelsGeCl4
Fluorescerende verfMgGeO3
Fosforescerende lampenMg56Ge15O66F20
GroothoeklenzenGeO2
Katalysator bij de bereiding van kunstvezels (polyesters, polyethers, PET)GeO2, NaH3­Ge2O6
Luminescentie (bij TL-buizen)GeO2
Objectieven voor microscopenGeO2

Naam

De naam germanium is een verwijzing naar Germania, de Latijnse naam voor Duitsland, het land waar dit element werd ont­dekt.

Ontdekking

De Duitse chemicus Clemens Alexander Winkler (foto) ontdekte germanium in 1886 in argyrodiet, afkomstig uit een mijn in Saksen. Het bestaan van het element was al in 1871 door Mendelejev voorspeld. Hij noemde het eka-silicium en wist eigenschappen zoals dichtheid tamelijk nauwkeurig te voorspellen.

Voorkomen

Germanium is te vinden op plaats 55 in de rangschikking van de elementen naar voorkomen in de aardkorst. Het aandeel is 1,5.10-4 % op basis van gewicht.

De belangrijkste mineralen zijn:

ArgutietGeO2
Argyro­dietAg8GeS6
BriartietCu2(Fe,Zn)GeS4
Germaniet (foto)Cu13Fe2Ge2S16
Reniériet(Cu,Zn)11(Ge,As)2Fe4S16
SchauerteïetCu3Ge(SO4)2(OH)6.3H2O
StottietFeGe(OH)6

 

Germanium komt ook voor in steenkool en zinkblende.

Winning

De belangrijkste vindplaatsen van germanium liggen in Rusland, Zuid-Afrika, Democratische Republiek Congo, Namibië, China, de Verenigde Staten van Amerika, Canada, Frankrijk, Oostenrijk, Italië en Groot-Brittannië. De betekenis van de daar aanwezige mineralen voor de germaniumproductie is echter gering.

Tegenwoordig wint men vooral germaniumverbindingen uit de vliegas van kolenge­stookte centrales. Of als bijproduct van de verwerking van zink-, koper– en looderts.

Bereiding

Vroeger

Men bereidde germanium uit erts door dit te smelten met natrium­carbonaat en zwavel, waarbij sulfiden van diverse elementen ontstonden. Na scheiding en zuivering van het ger­maniumsulfi­de werd dit in een waterstofstroom bij zeer hoge tem­pe­ratuur geredu­ceerd tot metallisch germanium.

Tegenwoordig

Germanium wordt nu bereid door germaniumverbindingen eerst om te zetten in germaniumchloride (GeCl4). Dit wordt door destillatie gezuiverd en vervolgens met water omgezet in germaniumoxide (GeO2), dat tenslotte wordt gereduceerd met waterstofgas bij ca. 650 °C.

Het verkregen germanium wordt gezuiverd door herhaald zonesmelten. Voor toepassingen in de elektronica is zeer zuiver germanium vereist: voor de meest geavanceerde toe­pas­singen ten hoogste 1 vreemd atoom op 1014 germani­umato­men.

Bekijk foto’s en filmpjes
filmpje icoon Germanium - Periodic Videos
Filmpje
Germanium - Periodic Videos
Bekijk het filmpje
afbeelding icoon Elektronenschillen germanium
Afbeelding
Elektronenschillen germanium
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Germanium
Afbeelding
Germanium
Bekijk de afbeelding
Beluister podcasts (Engels)
podcast icoon Germanium - Royal Society of Chemistry
Podcast
Germanium - Royal Society of Chemistry
Luister de podcast

Scheikunde studeren

Wat vinden zij van de studies en het werk?

studieorientatie icoon Een stromend, staalhard materiaal Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Een stromend, staalhard materiaal
Lauri ontwerpt chemische bouw-stenen voor nieuwe materialen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Aanval door ons eigen immuunsysteem Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Aanval door ons eigen immuunsysteem
Kim onderzoekt enzymen van auto-immuunziekten.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Diploma (bijna) gehaald en nu!?
Hbo | Chemie
Studie
Diploma (bijna) gehaald en nu!?
Lees waarom Femke koos voor het hbo na het vwo.
Bekijk het artikel
studieorientatie icoon Spioneren met je immuunsysteem Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Spioneren met je immuunsysteem
Frans onderzoekt het immuun-systeem voor betere vaccins.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Werken aan nieuwe technieken voor windenergie Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Werken aan nieuwe technieken voor windenergie
Vierdejaars student Mart vindt zijn hbo-opleiding top!
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Foute keuzes bestaan niet
Hbo | Chemie
Studie
Foute keuzes bestaan niet
Judesha vertelt over haar studiekeuze proces.
Bekijk het artikel
studieorientatie icoon Ik haalde vroeger zesjes voor scheikunde Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Ik haalde vroeger zesjes voor scheikunde
Student Sanne vertelt over de studie Chemie aan de HAN.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Vicky vond de bèta vakken leuk Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Vicky vond de bèta vakken leuk
Bij Chemische Technologie zit ze nu op haar plek.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Chemische Technologie studeren in Groningen Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Chemische Technologie studeren in Groningen
Wenke en Jeroen laten je zien wat de opleiding inhoudt.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Op de mavo wilde ik al scheikunde studeren Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Op de mavo wilde ik al scheikunde studeren
Lara is chemisch analist bij het bedrijf Astellas.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Je bent wel met serieus werk bezig Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Je bent wel met serieus werk bezig
Docenten en studenten vertellen over de hbo-studie Chemie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Je bent bij deze studie geen nummer!
Hbo | Chemie
Studie
Je bent bij deze studie geen nummer!
Lees hoe Marjolein Chemische Technologie vindt.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Een chemische gereedschapskist voor de toekomst Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Een chemische gereedschapskist voor de toekomst
Danny werkt aan alternatieven voor aardolie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Een huid voor robots Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Een huid voor robots
Professor Zhenan werkt aan kunstmatige elektronische huid.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Kunnen we een implantaat 3D printen? Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Kunnen we een implantaat 3D printen?
Tosca is op zoek naar bruikbare materialen voor 3D printen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Tom loopt stage bij Teijin Aramid Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Bedrijf | Stage
Tom loopt stage bij Teijin Aramid
Tom is student Chemische Technologie en laat zijn stagewerkplek zien.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Slim membranen maken; in water Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Slim membranen maken; in water
Wiebe doet onderzoek naar membranen in water.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Chemie is meer dan alleen maar deeltjes Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Chemie is meer dan alleen maar deeltjes
Ontdek de studie Chemische Technologie samen met Miriam!
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Het mooie aan deze studie zijn de grote labs Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Het mooie aan deze studie zijn de grote labs
Studenten laten je alle ins and outs zien van hbo Chemie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Als chemisch technoloog blijf je je ontwikkelen Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Als chemisch technoloog blijf je je ontwikkelen
Ontdek wat Fabrice zo leuk vindt aan chemisch technoog zijn.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Levend materiaal op basis van de natuur Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Levend materiaal op basis van de natuur
Peter onderzoekt slim materiaal gebaseerd op de natuur.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Waarom ik moleculen opsluit in een kooi? Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Waarom ik moleculen opsluit in een kooi?
Anne onderzoekt reactie- omstandigheden van moleculen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Jij en chemie? Dat geloof ik niet Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Jij en chemie? Dat geloof ik niet
Elisa is nu vierdejaarsstudent Chemie in Amsterdam.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Katalysatoren tegen klimaatverandering Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Katalysatoren tegen klimaatverandering
Charlotte probeert CO2 om te zetten in waardevolle stoffen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Bo koos voor Chemische Technologie Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Bo koos voor Chemische Technologie
Bo is enthousiast over haar hbo-opleiding. Bekijk de filmpjes.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Op kleine schaal grote problemen oplossen Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Op kleine schaal grote problemen oplossen
Krzysztof doet onderzoek naar macromoleculen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Verliefd op moleculen Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Verliefd op moleculen
Bert Meijer doet onderzoek naar de dynamica van moleculen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Positief bijdragen aan het leven van mensen
Hbo | Chemie
Bedrijf | Beroep
Positief bijdragen aan het leven van mensen
Anna, David en Joeri kijken terug op hun studietijd.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Ik voelde mij snel thuis in deze studie
Hbo | Chemie
Studie
Ik voelde mij snel thuis in deze studie
Volgens Hylke doorgrond je met de juiste formules elk proces.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Goed persoonlijk contact met docenten Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Goed persoonlijk contact met docenten
Matthew koos na het mbo voor de opleiding Chemie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Als chemisch analist moet je kritisch zijn Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Als chemisch analist moet je kritisch zijn
Lara vertelt over werk als chemisch analist
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Van het laboratorium naar Pinkpop Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Van het laboratorium naar Pinkpop
Bekijk Koen als research and development technologist.
Bekijk de story
studieorientatie icoon De wereld voeden met licht Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
De wereld voeden met licht
Daniel heeft een kunstmatig fotosynthese proces ontwikkeld.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Timo is chemisch technoloog en projectmanager Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Techniek & Ontwerp
Bedrijf | Beroep
Timo is chemisch technoloog en projectmanager
Hij deelt zijn werkervaringen graag met jou.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Opzoek naar de Ronaldo onder de nanodeeltjes Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Opzoek naar de Ronaldo onder de nanodeeltjes
Lotte doet onderzoek naar nanodeeltjes.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Voorsprong met een chemische achtergrond Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Voorsprong met een chemische achtergrond
Bekijk Ruben als management trainee bij Remondis.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Orgaanschade omkeren Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Orgaanschade omkeren
Patricia doet onderzoek naar synthetische materialen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Een duurzame coating Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Een duurzame coating
Hung Chien zoekt een duurzame manier om coatings te maken.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Medicijnen maken van rotte appels Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Medicijnen maken van rotte appels
Uniek project van studenten Chemische Technologie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Praktijklessen vind ik leuk om te doen Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Praktijklessen vind ik leuk om te doen
Nighel studeert Chemie, bekijk zijn filmpje!
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon CO2-recycling Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
CO2-recycling
Francesco werkt aan CO2 omzetten naar chemicaliën.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Ik ben echt een spin in het web Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Ik ben echt een spin in het web
Isabelle deed Chemische Technologie en is nu continuverbetercoördinator.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Als chemisch technoloog is elke dag anders Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Als chemisch technoloog is elke dag anders
Ontdek wat Catrien zo leuk vindt aan haar baan als technoloog.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Hoe is dat eigenlijk, chemie studeren?
Hbo | Chemie
Studie
Hoe is dat eigenlijk, chemie studeren?
De wereld van chemie is groter dan je denkt.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Oersoep en afvalwater Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Onderzoek & Wetenschap
Beroep
Oersoep en afvalwater
Saskia probeert waardevolle moleculen uit afvalwater te halen.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Chemie is altijd mijn passie geweest Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Beroep
Chemie is altijd mijn passie geweest
Nick Das studeerde hbo-Chemie en is nu laboratoriummanager.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon We hebben hier een geweldig lab Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
We hebben hier een geweldig lab
Sanne, Justus en Boyd vertellen waarom zij kozen voor Utrecht.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Ik leer ook van dingen naast mijn studie Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Ik leer ook van dingen naast mijn studie
Nick studeert Chemie en heeft een top tijd.
Bekijk het filmpje