Germânio

O germânio (símbolo Ge) é hoje considerado um metal: ocupando a terceira posição do grupo 14 (mesmo do carbono e silício), possui número atômico igual a 32 e massa atômica ponderada aproximadamente igual a 72,6 uma (unidades de massa atômica).

Nas condições ambiente é sólido, duro (dessa forma, quebradiço), de brilho intenso e coloração branco-acinzentada. E, na natureza (assim como outros metais) praticamente não é encontrado sob forma elementar, mas como componente de minérios complexos (a germanita, por exemplo).

Foi previsto por Mendeleev como eka-silício com uma precisão incrível de detalhes (propriedades físicas e químicas), mesmo não havendo nenhum vestígio ou amostra de tal elemento até então.

Propriedades físico-químicas

Apresenta estrutura cristalina semelhante ao do diamante (cúbica) quando em estado natural (apenas átomos de germânio). Possui estados de oxidação variando entre -4 e +4 (com +2 e +4 os mais comuns) e, quando em forma de óxido, assume comportamento anfótero – mesmo assim, é resistente à maioria dos ácidos e álcalis.

Caracteriza-se como um semicondutor (sendo, inclusive, empregado na produção de circuitos integrados) e pode ser considerado um bom condutor de calor (é 30% menos eficiente que o ferro, mas é 70 vezes mais condutor que o vidro ou 100 vezes que a água). Os valores respectivos de ponto de fusão e ebulição são 938°C e 2832°C.

Ocorrência e Aplicações

A forma mais comum de obtenção de germânio metálico é através da extração via fusão fracionada (mais eficiente, e utilizada quando o germânio produzido é usado na fabricação de circuitos integrados) ou pela remoção via composto de cloreto (GeCl4) que, posteriormente, é transformado em dióxido de germânio (GeO2) via hidrólise (assim, também é gerado ácido clorídrico) e, com a adição de hidrogênio ou carvão, é reduzido a germânio puro.

GeCl4 + 2H2O → GeO2 + 4HCl

GeO2 + 2H2 → Ge + 2H2O

Os minérios mais ricos em germânio são a germanita (7CuS.FeS.GeS2), a argirodita (4Ag2S.GeS2) e a ranierita ((Cu,Ge, Fe, Zn, As)S). Também sendo encontrado em vestígios (cerca de 0,3%) no carvão mineral.

As principais aplicações estão relacionadas à constituição de ligas metálicas ou sob forma pura mesmo:

  • Circuitos integrados de alta velocidade, amplificadores de baixa intensidade, etc.;
  • Espectroscópios e outros instrumentos baseados na óptica de infravermelhos;
  • Adição ao cobre para aumento de resistência química ou ao berílio para aumento de ductibilidade;
  • Adição ao vidro com elevada transmissão de infravermelhos e índice de refração;
  • Fabricação de diodos e outros componentes eletrônicos;
  • Fabricação de jóias com liga Au-Ge (com 12% de Ge).

Efeitos Biológicos

Alguns compostos de germânio são tóxicos aos seres humanos (como exemplo o tetracloreto formado no processo de extração), mas, em níveis controlados, a exposição pode ser feita com uso de EPIs (equipamentos de proteção individual) simples. São, porém, letais a alguns microorganismos (bactérias).

Fontes:
http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/scenes-p/elem/e03200.html
http://www.tabela.oxigenio.com/outros_metais/elemento_quimico_germanio.htm

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