锗 Ge

发现历史

1871年，门捷列夫描述了硅下方一种缺失的元素“类硅”，预言其原子量接近72，密度约为5.5，是一种灰色、高熔点的固体。

1886年，萨克森州弗赖贝格矿业学院的克莱门斯·温克勒分析了一种新发现的矿物——硫银锗矿。他的分析结果加起来总比100%少几个百分点，于是怀疑其中含有某种未知成分。经过艰苦的分离，他终于把它分离了出来。其原子量约为72.6，密度约为5.32，与预言惊人地吻合。

20世纪中叶，锗成为电子学的明星。1947年，贝尔实验室的约翰·巴丁和沃尔特·布拉顿在一块锗晶体上制成了点接触晶体管。后来硅取而代之，因为它更易加工，而且能形成稳定的氧化层；但锗依然是开启半导体时代的材料。

名称由来

温克勒以德国的拉丁名 Germania 为这种元素命名，元素符号 Ge 也来自同一个词。中文“锗”以金字旁加“者”字，取其读音。

主要用途

• 光纤：在光纤纤芯中掺入二氧化锗可以提高折射率，使光在长距离传输中始终被约束在纤芯内。
• 红外光学：锗对可见光不透明，却能透过大部分红外线，因此用于热成像镜头和窗口。
• 硅锗（SiGe）芯片 提高了高频和通信电路的速度。
• 辐射探测器：高纯锗晶体能以极高的精度测量伽马射线的能量。
• 催化：二氧化锗用作PET塑料的聚合催化剂。

同位素

天然锗有五种同位素。锗-70、-72、-73和-74是稳定的；锗-76在技术上具有放射性，但它通过双β衰变的半衰期远远长于宇宙的年龄。锗-74含量最多。半衰期约271天的放射性同位素锗-68，是为医院供应PET扫描用镓-68的发生器中的母体核素。富集锗-76的探测器被用于寻找无中微子双β衰变，这一假设中的过程若被证实，将揭示中微子的本质。

日常生活中

锗主要作为锌精炼的副产品，以及从某些煤的飞灰中回收。海底光缆、汽车夜视摄像头和手机射频芯片中都有它的身影。

以“锗”为卖点的保健手链和补充剂并无已证实的益处。长期摄入无机锗化合物与肾脏损伤有关，因此不应作为补充剂服用。金属锗本身被认为在处理时没有危险。