Germanium(IV)oxid

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 28. oktober 2019; checks kræver 16 redigeringer .

germaniumdioxid

Generel
Systematisk navn	Germaniumoxid (IV).
Forkortelser	ACC10380, G-15
Traditionelle navne	germanium dioxid, germanium dioxid
Chem. formel	Geo 2
Rotte. formel	Geo 2
Fysiske egenskaber
Stat	hvidt pulver, farveløse krystaller
Molar masse	104,61 g/ mol
Massefylde	4,228 g/cm³
Termiske egenskaber
Temperatur
• smeltning	1116 [1]
• kogning	1200 [1] °C
Optiske egenskaber
Brydningsindeks	1.7
Klassifikation
Reg. CAS nummer	1310-53-8
PubChem	14796
Reg. EINECS nummer	215-180-8
SMIL	O=[Ge]=O
InChI	InChI=1S/GeO2/c2-1-3YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N
RTECS	LY5240000
ChemSpider	14112
Sikkerhed
Toksicitet	lav
Data er baseret på standardbetingelser (25 °C, 100 kPa), medmindre andet er angivet.

Germanium(IV)oxid ( germaniumdioxid , germaniumdioxid ) er en binær uorganisk kemisk forbindelse af germanium med oxygen , er et amfotert oxid . Kemisk formel for GeO 2 .

Struktur

Former for germaniumdioxid minder meget om siliciumdioxid . De eksisterer i form af to krystallinske modifikationer og den tredje - amorf:

Hexagonal β -GeO 2 har samme struktur som α - kvarts , germanium har et koordinationstal på 4, rumgruppe P3 1 21 eller P3 2 21, enhedscelleparametre: a = 0,4972 nm, c = 0,5648 nm, Z = 3, d20 = 4,70 g/cm3 .
Tetragonal α -GeO 2 (mineralform - argutit ( eng. argutit )) har en struktur af SnO 2 -typen , germanium har et koordinationsnummer på 6, enhedscelleparametre: a \u003d 0,4395 nm, c \u003d 0,2860 nm, d 20 \u003d 6,24 g/cm³. Under højt tryk omdannes det til en rombisk form , strukturen af CaCl 2 -typen . [2] .
Amorf GeO 2 ligner kvartsglas , det opløses i vand. ( a = 0,4987 nm, c = 0,5652 nm; består af let forvrænget tetraedre med et germaniumatom i midten) [3] .

Tetragonal germaniumdioxid ved 1033 °C omdannes til en sekskantet form. ΔH α → β = 21,6 kJ/ mol .

Nogle egenskaber ved germaniumdioxid

Indeks	Krystal modifikation		Glassy GeO 2
Indeks	α	β	Glassy GeO 2
T. pl. , °C	1086	1115	—
Massefylde , 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)
AH 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

Henter

Germaniumdioxid opnås ved hydrolyse af GeCl 4 efterfulgt af tørring og kalcinering af bundfaldet ved 900 °C. I dette tilfælde dannes en blanding af amorf og sekskantet GeO 2 normalt :

{\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 ))

Ved temperaturer over 700 °C opnås germaniumdioxid ved at oxidere germanium:

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

Hydrolyse af germanium(IV)sulfid i kogende vand :

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

Ved at opløse germanium i fortyndet salpetersyre :

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

Oxidation af germanium(II)sulfid med koncentreret varm salpetersyre :

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

Hydrolyse eller oxidation af germanohydrogener :

{\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)).

Destruktion af germanater med fortyndet salpetersyre :

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

Kemiske egenskaber

α -GeO 2 og amorf GeO 2 er kemisk mere passive, så de kemiske egenskaber er normalt beskrevet for β -GeO 2 .

Opvarmning af germaniumdioxid ved en temperatur på 1000 °C giver germaniumoxid (GeO) [3] :

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

Reduceret af brint og kulstof til metallisk germanium ved opvarmning:

{\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))}.

Germaniumdioxid opløses i vand og danner den svage metagermansyre :

{\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.

Det opløses i alkalier, danner salte af metagermansyre med fortyndede, og orthogermansyre med koncentrerede:

{\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}]}}.

Mørkegrå germaniumnitrid (Ge 3 N 4 ) kan opnås ved indvirkning af NH 3 på metallisk germanium (eller GeO 2 ) ved 700 °C [4] :

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

Reagerer med hydrogenhalogenider :

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

Når det opvarmes, ødelægger det salte af svagere syrer med dannelse af germanater :

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

Med oxider af alkalimetaller, afhængigt af deres mængde, danner forskellige germanater:

{\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}}}.

Ansøgning

Germaniumdioxid er et mellemprodukt i produktionen af rent germanium og dets forbindelser.

Germaniumdioxid har et brydningsindeks på ~1,7, hvilket gør det muligt at bruge det som et optisk materiale til vidvinkelobjektiver og i optiske mikroskopobjektiver . Gennemsigtig i det infrarøde område af spektret.

En blanding af siliciumdioxid og germaniumdioxid bruges som materiale til optiske fibre [5] . Ændring af forholdet mellem komponenter giver dig mulighed for præcist at kontrollere lysets brydning. Germaniumdioxid gør det muligt at erstatte titaniumdioxid som dopingmiddel, hvilket eliminerer behovet for efterfølgende varmebehandling, som gør fiberen sprød [6] .

Germaniumdioxid bruges også som katalysator i fremstillingen af polyethylenterephthalharpiks [ 7] .

Det bruges som råmateriale til fremstilling af nogle fosfor- og halvledermaterialer .

I histokemi bruges det til at påvise polyvalente alkoholer. Metoden er baseret på germansyrens evne til at danne komplekse forbindelser med polyvalente alkoholer ( glycerol , mannitol , glucose osv.). Når ufikserede sektioner behandles med kuldioxid i et alkalisk medium, dannes germaniumkomplekser, som afslører 2,3,7-trihydroxy-9-phenylfluorenon-6. [otte]

Toksicitet

Germaniumdioxid har lav toksicitet , men er et nefrotoksin ved højere doser . Germaniumdioxid bruges i nogle kosttilskud [9] .

Noter

↑ 1 2 De vigtigste forbindelser af germanium (utilgængeligt link) . Hentet 16. april 2010. Arkiveret fra originalen 2. april 2007. (ubestemt)
↑ Strukturel udvikling af rutil-type og CaCl 2 - type germaniumdioxid ved højt tryk, 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. udgave), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0-08-037941-9 .
↑ Kemi, elementer i det periodiske system (utilgængeligt link) dokument 12, side 17. Dato for adgang: 14. maj 2010. Arkiveret den 27. august 2005. (Russisk)
↑ Robert D. Brown, Jr. GERMANIUM . US Geological Survey. Hentet 16. april 2010. Arkiveret fra originalen 22. august 2011. (ubestemt)
↑ Kapitel III: Optisk fiber til kommunikation (link ikke tilgængeligt) . Hentet 16. april 2010. Arkiveret fra originalen 15. juni 2006. (ubestemt)
↑ Thiele, Ulrich K. Den nuværende status for katalyse og katalysatorudvikling for den industrielle proces af poly(ethylenterephthalat) polykondensation // International Journal of Polymeric Materials : tidsskrift. - 2001. - Bd. 50 , nej. 3 . - S. 387 - 394 . - doi : 10.1080/00914030108035115 .
↑ Freshtat D.M. Reagenser og præparater til mikroskopi. Håndbog / ansvarlig = udg. L.N. Laricheva. - Moskva: Kemi, 1980. - S. 98. - 480 s. — ISBN UDC 54-4:578.6(031).
↑ Tao, S.H.; Bolger, P. M. Hazard Assessment of Germanium Supplements // Regulatory Toxicology and Pharmacology : journal. - 1997. - Juni ( bind 25 , nr. 3 ). - S. 211-219 . doi : 10.1006 / rtph.1997.1098 .

Links

Germaniumdioxid på webstedet [www.xumuk.ru/encyklopedia/987.html XuMuK.ru]

Ordbøger og encyklopædier	Britannica (online)

Germaniumforbindelsesklasser germanium forbindelser

oxider
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	As 2 O 3 As 2 O 4 As 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 Pd 2 O 3 PdO 2	Ag2O Ag2O2 _ _ _ _ _	Cd2O CdO _ _	I 2 O InO I 2 O 3	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	På
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	Jf . 2 O 3	Es	fm	md	ingen	lr