Германий

Германия — все о стране с фото, города и достопримечательности Германии

Германий

Германия — самая подробная информация о стране с фото. Достопримечательности, города Германии, климат, география, население и культура.

Германия (Deutschland)

Германия — государство в Центральной Европе.

Одна из крупнейших и богатейших стран Европейского союза омывается Северным и Балтийскими морями и граничит с Данией на севере, с Чехией и Польшей на востоке, с Австрией и Швейцарией на юге, с Францией, Бельгией, Голландией (Нидерландами) и Люксембургом на западе. Германия состоит из 16 федеральных земель и является федеративным государством с парламентской формой правления. Официальный язык — немецкий. Большинство населения исповедует христианство.

Германия является одним из самых популярных направлений для отдыха и путешествий.

Страна чрезвычайно многообразна: от песчаных пляжей Балтийских и Северных морей до горных цепей Альп на юге, от мрачных лесов и живописной природы Шварцвальда до бескрайних полей сельскохозяйственных регионов, от виноградников долины Рейна до меловых скал Рюгена.

 Здесь можно найти место по душе для каждого: старинные города Баварии — Нюрнберг, Регенсбург, Бамберг или знаменитые ганзейские города — Бремен, Росток, Любек,  современные мегаполисы — Берлин, Гамбург, Мюнхен и Франкфурт-на-Майне или другие популярные туристические центры — Дрезден, Ганновер, Кёльн. 

Флаг Германии

Полезная информация о Германии

  1. Официальный язык — немецкий. 
  2. Валюта — евро.
  3. Виза — шенгенская.
  4. Уровень жизни — высокий.
  5. Население — более 82 млн. человек.
  6. Площадь — более 357 тыс. кв. м.

  7. Столица — Берлин.
  8. Чаевые принято оставлять 5-10 % от суммы счёта.
  9. Часовой пояс +1. Относительно московского времени -1 летом и -2 зимой.

  10. Форма правления — федеративная парламентская республика.

География и природа

Северная Германия представляет собой равнину. Центральная часть страны — это, в основном, холмы и предгорья, покрытые лесом. Южная часть Германии — гористая. Здесь начинаются Альпы и расположена самая высокая точка — гора Цугшпитце (2 962 м).

Альпы в Германии

По Германии протекает огромное количество рек. Самые крупные из них: Рейн, Дунай, Эльба, Одер. Крупнейшее озеро — Боденское, площадью более 500 кв. км и максимальной глубиной 250 метров. 

Река Эльба в Дрездене

Север Германии омывается Северным и Балтийским морями. Здесь расположены главные морские порты и морские курорты. В прибрежной зоне расположено большое количество островов, крупнейший из которых остров Рюген.

Балтийское побережье

Природа Германии типична для умеренного климата. Большая часть территории (32 %) покрыта лиственными и смешанными лесами, в которых преобладают ели, сосны, дуб и бук.

В засушливых местах встречаются вересковые равнины, небольшая часть территории покрыта болотами, в горах можно встретить альпийские и субальпийские луга. Половина страны — это сельскохозяйственные угодья: поля и пастбища. В долине Рейна — виноградники.

Животный мир характерен для лесной зоны, за исключением того, что в Германии не осталось крупных млекопитающих: лосей, бурых медведей, волков и др.

Леса Германии

Климат

Германия расположена в зоне умеренного климата. На севере климат и погода во многом определяются близостью моря. На юге климат ближе к умеренно-континентальному. Погода в Германии часто довольна переменчива. Тёплые дни могут чередоваться прохладными и дождливыми.

В целом, сезоны года выделены отчётливо и какие-то экстремальные погодные явления (жара, сильные морозы и ураганы) достаточно редки и скоротечны. Средняя температура лета от 15-20 градусов. Зимой держится температура близкая к нулю или небольшие морозы. В горах, конечно, холоднее.

За год выпадает 600-800 мм осадков (все зависит от региона).

Зимний лес (Германия)

Лучшее время для посещения

Германия — страна, которую можно посещать практически круглый год. Все зависит от сезона, который вы любите. Германия — волшебная на Рождество и зимой, укрытая снегом, цветущая весной, зелёная летом и прекрасная осенью.

Идеальным временем для посещения считается период с мая по август. Это время наиболее высокого туристического сезона. Переходный период с комфортными погодными условиями — март-апрель и сентябрь-октябрь.

Поздняя осень и зима (кроме рождественских праздников) время низкого туристического сезона, что неплохо для экономичных путешествий.

Осень в Германии

История

Название страны на русском происходит от латинского названия племён, обитающих за долиной Рейна и восходит к временам Римской империи. Римляне называли эти племена «германцами». Официальное название страны на немецком языке — Deutschland. Используется с 15 века.

Первые упоминания о германских племенах относятся к периоду Древней Греции. Дальше упоминания о германцах встречаются в древнеримских документах. С Античности до 10 века большая часть территории Германии была заселена славянскими племенами.

После распада Римской империи в Западной Европе было образовано королевство франком. В 9 веке Карл Великий создал новую империю, которая просуществовала совсем недолго. Внуки Карла поделили империю на три королевства.

Королевство восточных франков впоследствии стало Германией.

Регенсбург — старинный город в Баварии

Датой основания Германии как государства считается 962 год, когда король восточных франков Оттон I стал королем Священной Римской империи. Священная Римская империя представляла собой конфедерацию земель с широкими полномочиями. Они имели свою монету, армию. Императора выбирали на специальном совете. Свои интересы земли представляли в Рейхстаге.

В 12-14 веке земли, на которых жили славяне, так или иначе вошли в состав Империи. Славянское население было вытеснено или ассимилировано.

Священная Римская империя прекратила своё существование в начале 19 века во время Наполеоновских войн. После Венского конгресса был образован Германский союз, который управлялся кайзером.

В 1866 году Германский союз распался. В 1877 году был образован Северогерманский союз, впоследствии ставший Германской империей. В конце 19 века Германия становится одной из ведущих стран Европы.

В стране происходит расцвет культуры, науки и философии. 

Рейн — крупнейшая река Германии

В 1914 году Германия вступила в Первую мировую войну. В 1918 году в результате революции король Пруссии отрёкся от престола, а Германия стала Социалистической республикой.

В 1933 году к власти приходит национал-социалистическая партия во главе с Адольфом Гитлером. В 1939 году была развязана Вторая мировая война. После окончания войны и поражения в ней страна была разделена на две части — ФРГ и ГДР. В 1990 году Германия стала единой.

ГДР вошла в состав Федеративной Республики Германия.

Административное деление

Германия состоит из 16 федеральных земель:

  1. Баден-Вюртемберг — центр Штутгарт
  2. Свободное государство Бавария — центр Мюнхен
  3. Берлин (столица)
  4. Бранденбург — центр Потсдам
  5. Свободный ганзейский город Бремен
  6. Свободный ганзейский город Гамбург
  7. Гессен — центр Висбаден 
  8. Мекленбург-Передняя Померания — центр Шверин
  9. Нижняя Саксония — центр Ганновер
  10. Северный Рейн-Вестфалия — центр Дюссельдорф
  11. Рейнланд-Пфальц — центр Майнц
  12. Саар — центр Саарбрюккен
  13. Свободное государство Саксония — центр Дрезден
  14. Саксония-Анхальт — центр Магдебург
  15. Шлезвиг-Гольштейн — центр Киль
  16. Свободное государство Тюрингия — центр Эрфурт

Столица Баварии — Мюнхен

Население

Население Германии составляет более 82 млн человек. Страна является одной из крупнейших по численности населения в Европе. 92 % населения — немцы.

Из крупнейших диаспор выделяются: турецкая, из стран бывшей Югославии и постсоветского пространства. Большинство населения исповедует христианство. 90 % жителей Германии живёт в городах. Государственный язык — немецкий.

Многие люди (особенно молодежь) владеют английским. Примерно 6 млн человек понимают русский. 

Немцы — нация аккуратная, серьёзная и дисциплинированная. Они стараются придерживаться правил, любят порядок, серьезно подходят когда всем вопросам и иногда даже излишне педантичны. По поводу открытости — все зависит от человека. В основном, немцы достаточно открыты и дружелюбны. Показалось, что население Западной Германии более открыто, чем Восточной.

Пейзажи Германии

Транспорт

Транспортная инфраструктура Германии одна из лучших в Европе и мире. Одной из главных достоинств транспортной сети являются знаменитые автобаны. Это высокоскоростные магистрали с отличным дорожным покрытием. Некоторые из них даже не имеют ограничений скорости.

Учитывая, что автомагистрали соединяют Германию с соседними странами, являются бесплатными, при этом стоимость топлива здесь немного дешевле, чем во Франции, Австрии и Италии, передвижение по стране на автомобиле является очень быстрым и комфортным.

Одним из минусов разве что являются заторы возле крупных городов и довольно плотные транспортные потоки, что несколько увеличивает время в пути.

Автобан в Германии

Достаточно много в Германии и международных аэропортов. Они связывают страну почти со всеми государствами Европы и мира. Крупнейшие аэропорты Германии расположены в Франкфурте-на-Майне, Мюнхене, Гамбурге, Берлине, Дюссельдорфе, Кёльне, Дрездене, Нюрнберге.

Также в Германии развито железнодорожное сообщение. Протяженность железных дорог более 35 тысяч км. Высокоскоростные поезда интегрированы в европейскую транспортную систему.

Посмотреть расписание и билеты на различные виды транспорта можно здесь — https://www.verkehrsmittelvergleich.de

Города Германии

Столицей Германии является город Берлин, расположенный в северо-восточной части страны на берегах реки Шпрее. Это один из крупнейших городов Европы. Берлин стал столицей во времена Германской империи. С 1961 по 1989 годы был разделен стеной, которая стала одним из главных его достопримечательностей и символов.

Столица Германии — Берлин

Экономический центр Германии — город Франкфурт-на-Майне. Также это, наверное, самый современный город страны с небоскрёбами и множеством новых зданий. Заслуживает внимания и бывшая столица ФРГ — Бонн.

Франкфурт-на-Майне

Одним из крупнейших городов Германии и главным морским портом является Гамбург. Очень интересны старинные ганзейские города Северной Германии — Бремен, Любек, Люнебург, Висмар, Росток. 

Ганзейский город Бремен

Много интересных городов расположено в Баварии. Определенно заслуживает внимания её столица — Мюнхен, старинные Нюрнберг, Регенсбург, Бамберг, Ротенбург.

Город Ротенбург в Баварии

Из других интересных городов следует отметить столицу Саксонии — Дрезден, романтичный Фрайбург, промышленные центры Рура Эссен и Дортмунд, а также Кёльн, Ганновер, Дюссельдорф, Лейпциг, Штутгарт и основанные римлянами Аугсбург и Трир.

Достопримечательности

Германия — страна богатая достопримечательностями и памятниками архитектуры, которые, в основном, относятся к периоду Средневековья. Есть здесь и выдающиеся природные объекты: Альпы, долина Рейна, Боденское озеро, Шварцвальд, остров Рюген и многое другое. 

На территории Германии расположено 34 объекта, внесенных в список объектов Всемирного наследия ЮНЕСКО.

Карта объектов Всемирного наследия ЮНЕСКО на территории Германии

В Германии расположено большое количество замков. Самые известные из них Кайзербург в Нюрнберге, Нойшванштайн, Гогенцоллерн, Гейдельберг, Вартбург, Хоэншвангау.

Сказочный Нойшванштайн

Очень известными являются памятники сакральной архитектуры — старинные соборы и церкви. В Северной Германии и в Баварии сохранились грандиозные шедевры готики. 

Германия — страна чрезвычайно интересная для туриста. Несмотря на две мировых войны, почти каждый старинный город может удивить интересными достопримечательностями и старой архитектурой.

Проживание

В Германии действует огромное количество отелей, гостиниц, пансионов разных ценовых категорий. Средняя стоимость номера значительно выше соседней Чехии и Польши и находится примерно на одном уровне с Францией, Австрией.

Хотя если планировать путешествие заранее можно найти очень экономичные и удобные варианты. Во многих местах в стоимость проживания включается завтрак, который обычно очень хороший.

В принципе, неплохой номер на двоих почти в любом регионе Германии можно найти за 50-70 евро.

Пейзажи Шварцвальда

Кухня

Немецкая кухня — это синтез восточно-европейских и западно-европейских блюд. При этом существует различия в кухне севера и юга. Блюда традиционной региональной кухни можно встретить в Северной Германии и Баварии. 

Стоимость питания в Германии не самая дешёвая. Средний счёт на двоих в недорогом ресторане составляет приблизительно 50 евро. 

Немецкое пиво

Главным напитком в Германии является пиво. При этом качество и объемы производства пенного напитка ничуть не уступают Чехии. В историческом регионе Франкония расположены винодельческие регионы, которые производят очень неплохое вино.

Германий

Германий

Германий Свойства атома Химические свойства Термодинамические свойства простого вещества Кристаллическая решётка простого вещества
Атомный номер 32
Внешний вид простого вещества Кристалл германия — светло-серый полупроводник с металлическим блеском
Атомная масса (молярная масса) 72,61 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома 137 пм
Энергия ионизации (первый электрон) 760,0 (7,88) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация [Ar] 3d10 4s2 4p2
Ковалентный радиус 122 пм
Радиус иона (+4e) 53 (+2e) 73 пм
Электроотрицательность (по Полингу) 2,01
Электродный потенциал 0
Степени окисления 4
Плотность 5,323 г/см³
Молярная теплоёмкость 23,32[1] Дж/(K·моль)
Теплопроводность 60,2 Вт/(м·K)
Температура плавления 1210,6 K
Теплота плавления 36,8 кДж/моль
Температура кипения 3103 K
Теплота испарения 328 кДж/моль
Молярный объём 13,6 см³/моль
Структура решётки алмазная
Параметры решётки 5,660 Å
Отношение c/a
Температура Дебая 360 K
Ge 32
72,61
4s24p2
Германий

Германий — химический элемент с атомным номером 32 в периодической системе, обозначается символом Ge (Germanium)

Схема атома германия

Элемент был предсказан Д. И. Менделеевым (как эка-кремний) и открыт в 1885 году немецким химиком Клеменсом Винклером при анализе минерала аргиродита Ag8GeS6. Происхождение названия- назван в честь Германии, родины Винклера.

Общее содержание германия в земной коре 7×10−4% по массе, то есть больше, чем, например, сурьмы, серебра, висмута. Однако собственные минералы германия встречаются исключительно редко. Почти все они представляют собой сульфосоли: германит Cu2(Cu, Fe, Ge, Zn)2 (S, As)4, аргиродит Ag8GeS6, конфильдит Ag8(Sn, Ce) S6 и др.

Основная масса германия рассеяна в земной коре в большом числе горных пород и минералов: в сульфидных рудах цветных металлов, в железных рудах, в некоторых окисных минералах (хромите, магнетите, рутиле и др.), в гранитах, диабазах и базальтах.

Кроме того, германий присутствует почти во всех силикатах, в некоторых месторождениях каменного угля и нефти.

Получение

Германий встречается в виде примеси к полиметаллическим, никелевым, вольфрамовым рудам, а также в силикатах. В результате сложных и трудоёмких операций по обогащению руды и её концентрированию германий выделяют в виде оксида GeO2, который восстанавливают водородом при 600 °C до простого вещества:

GeO2 + 2H2 = Ge + 2H2O.

Физические свойства

Кристаллическая структура германия.

Кристаллическая решетка германия кубическая гранецентрированная типа алмаза, параметр а = 5,660 Å .

Механические свойства

  • Модуль упругости E, ГПа — 82
  • Скорость звука (t=20÷25°C) в различных направлениях ·1000 м/с.
    • L100 : 4,92
    • S100 : 3,55
    • L110 : 5,41
    • S110 : 2,75
    • L111 : 5,56
    • S111 : 3,04

Электронные свойства

Германий является типичным непрямозонным полупроводником.

  • Статическая диэлектрическая проницаемость ε = 16,0
  • Ширина запрещённой зоны (300 К) Eg = 0,67 эВ
  • Собственная концентрация ni=2,33×1013 см−3
  • Эффективная масса
    • электронов, продольная: mII=1,58m0, mII=1,64m0
    • электронов, поперечная: m┴=0,0815m0 , m┴=0,082m0
    • дырок, тяжелых: mhh=0,379m0
    • дырок, легких: mhl=0,042m0
  • Электронное сродство: χ = 4,0 эВ

Легированный галлием германий в тонкой плёнке можно привести в сверхпроводящее состояние.

Изотопы

В природе встречается пять изотопов: 70Ge (20,55 % масс.), 72Ge (27,37 %), 73Ge (7,67), 74Ge (36,74 %), 76Ge (7,67 %). Первые четыре стабильны, пятый (76Ge) испытывает двойной бета-распад с периодом полураспада 1,58×1021 лет. Кроме этого существует два «долгоживущих» искусственных: 68Ge (время полураспада 270,8 дня) и 71Ge (время полураспада 11,26 дня).

Химические свойства

В химических соединениях германий обычно проявляет валентности 4 или 2. Соединения с валентностью 4 стабильнее. При нормальных условиях устойчив к действию воздуха и воды, щелочей и кислот, растворим в царской водке и в щелочном растворе перекиси водорода. Применение находят сплавы германия и стёкла на основе диоксида германия.

Неорганические

  • Гидриды
    • Герман GeH4
    • Дигерман Ge2H6
    • Тригерман Ge3H8
  • Оксиды
    • Оксид германия (II) GeO
    • Оксид германия (IV) GeO2
  • Галогениды
    • Бромид германия (IV) GeBr4
    • Иодид германия (II) GeI2
    • Иодид германия (IV) GeI4
    • Фторид германия (IV) GeF4
    • Хлорид германия (IV) GeCl4
  • Нитрид германия (IV) Ge3N4
  • Сульфид германия (II) GeS
  • Сульфид германия (IV) GeS2

Применение

Средние цены на германий в 2007 году /по материалам infogeo.ru/metalls

  • Германий металлический $1200/кг
  • Германий диоксид (двуокись) $840/кг
  • Теллурид германия издавна применяется как стабильный термоэлектрический материал и компонент термоэлектрических сплавов (термо-ЭДС 50 мкВ/К).
  • Совершенно исключительное стратегическое значение имеет металлический германий сверхвысокой чистоты в производстве линз, и призм инфракрасной оптики.
  • В радиотехнике, германиевые транзисторы и детекторные диоды обладают характеристиками, отличными от кремниевых, ввиду меньшего напряжения отпирания pn-перехода в германии — 0.4В против 0.6В у кремниевых приборов. В своё время германиевые полупроводниковые приборы использовались повсеместно в радиоприёмниках и других конструкциях. Например, схема JOULE (в отечественной радиотехнике известная как блокинг-генератор) позволяет питать трёхвольтовый светодиод от 0,6 В, если в ней применён кремниевый транзистор, и начиная всего с 0,125 В, если германиевый. HI-End усилители на германиевых транзисторах обладают качеством звука, сопоставимым с усилителями на радиолампах, так как германиевые транзисторы мягче переключатся в схемах усилителя класса «AB», имеют более линейную переходную характеристику (чем сопоставимые кремниевые транзисторы тех же лет выпуска), и не пропускают гармоники дальше пятой (тогда как кремниевые — до 11-той — из-за чего звук становится «жестким» на высоких частотах). В классификации радиоэлектроники по советскому ГОСТу кремниевые полупроводниковые элементы обозначались, начиная с буквы К или с цифры 2, а германиевые с буквы Г или цифры 1, например: ГТ313, 1Т308 — германиевые высокочастотные маломощные транзисторы. Существует старая система обозначений, например, П210,213,214,217, и некоторые транзисторы «МПxx» — также германиевые. Ещё более высоким частотным потенциалом (имеется ввиду подвижность носителей заряда в полупроводниках, а не скорость работы готового полупропроводникового прибора) обладает арсенид галлия, применяемый в светодиодах. В настоящее время кремниевые диоды и транзисторы полностью вытеснили германиевые, и они не выпускаются ни в одной стране мира. Найти их можно только в старых радиоаппаратах либо из запасов радиолюбителей тех лет.
  • Качер Бровина («генератор Бровина-Теслы») [источник?] лучше работает на германиевых транзисторах.
  • Германий широко применяется в ядерной физике в качестве материала для детекторов гамма-излучения.

Биологическая роль

Германий обнаружен в животных и растительных организмах. Малые количества германия не оказывают физиологического действия на растения, но токсичны в больших количествах. Германий нетоксичен для плесневых грибков.

Для животных германий малотоксичен. У соединений германия не обнаружено фармакологическое действие. Допустимая концентрация германия и его оксида в воздухе — 2 мг/м³, то есть такая же, как и для асбестовой пыли.

Соединения двухвалентного германия значительно более токсичны.

Дополнительная информация

Кремний

Характеристика химического элемента германия

Германий

Химический элемент германий находится в четвертой группе (подгруппе главной) в таблице элементов Менделеева. Он относится к семейству металлов, его относительная атомная масса составляет 73. По массе содержание германия в земной коре оценивается показателем 0,00007 процента по массе.

История открытия

Химический элемент германий был установлен благодаря прогнозам Дмитрия Ивановича Менделеева. Именно им предсказано существование экасилиция, были даны рекомендации по его поиску.

Русский химик считал, что данный металлический элемент находится в титановых, циркониевых рудах. Менделеев пытался своими силами найти данный химический элемент, но его попытки не увенчались успехом.

Только спустя пятнадцать лет на прииске, расположенном в Химмельфюрсте, был найден минерал, получивший название аргиродит. Своему названию данное соединение обязано серебру, обнаруженному в этом минерале.

Химический элемент германий в составе был обнаружен только после того, как к исследованиям приступила группа химиков из горной академии г. Фрейберга. Под руководством К. Винклера они выяснили, что на долю оксидов цинка, железа, а также на серу, ртуть приходится только 93 процента минерала.

Винклер предположил, что оставшиеся семь процентов приходится на неведомый в то время химический элемент. После проведения дополнительных химических экспериментов был обнаружен германий.

О своем открытии химик сообщил в докладе, представил информацию, полученную о свойствах нового элемента, Немецкому химическому обществу.

Химический элемент германий был представлен Винклером в качестве неметалла, по аналогии с сурьмой и мышьяком. Химик хотел назвать его нептунием, но это название уже использовалось. Тогда его стали называть германий.

Химический элемент, открытый Винклером, вызвал серьезную дискуссию между ведущими химиками того времени. Немецкий ученый Рихтер предположил, что это и есть тот самый экасилициум, о котором говорил Менделеев.

Спустя некоторое время данное предположение было подтверждено, что доказало жизнеспособность периодического закона, созданного великим русским химиком.

Физические свойства

Как можно охарактеризовать германий? Химический элемент имеет 32 порядковый номер в периодической системе Менделеева. Данный металл плавится при 937,4 °С. Температура кипения этого вещества составляет 2700 °С.

Интересные факты

Германий – элемент, который впервые стали применять в Японии для медицинских целей.

После многочисленных исследований германийорганических соединений, проводимых на животных, а также в ходе исследований на людях, удалось обнаружить положительное воздействие таких руд на живые организмы.

В 1967 году доктору К. Асаи удалось обнаружить тот факт, что у органического германия существует огромный спектр биологического воздействия.

Биологическая активность

Какова характеристика химического элемента германия? Он способен переносить кислород по всем тканям живого организма. Попадая в кровь, он ведет себя по аналогии с гемоглобином. Германий гарантирует полноценное функционирование всех систем организма человека.

Именно этот металл является стимулятором размножения клеток иммунитета. Он, в виде органических соединений, позволяет формировать гамма-интерфероны, которые подавляют размножение микробов.

Германий препятствует образованию злокачественных опухолей, не дает развиваться метастазам. Органические соединения данного химического элемента способствуют выработке интерферона, защитной белковой молекулы, которая вырабатывается организмом в качестве защитной реакции на появление инородных тел.

Области применения

Противогрибковое, антибактериальное, противовирусное свойство германия стало основой сфер его применения. В Германии этот элемент в основном получили как побочный продукт переработки цветных руд. Разными способами, которые зависят от состава исходного сырья, выделяли германиевый концентрат. В его составе содержалось не больше 10 процентов металла.

Как именно в полупроводниковой современной технике применяется германий? Характеристика элемента, данная ранее, подтверждает возможность его использования для производства триодов, диодов, силовых выпрямителей, кристаллических детекторов. Также германий используется при создании дозиметрических приборов, устройств, которые необходимы для измерения напряженности постоянного и переменного магнитного поля.

Существенную область применения данного металла составляет изготовление детекторов инфракрасного излучения.

Перспективным является использование не только самого германия, но и некоторых его соединений.

Химические свойства

Германий при комнатной температуре довольно стоек к воздействию влаги, кислорода воздуха.

В ряду химических элементов (кремний — германий — олово) наблюдается увеличение восстановительной способности.

Германий устойчив к воздействию растворов соляной и серной кислот, он не вступает во взаимодействие с растворами щелочей. При этом данный металл довольно быстро растворяется в царской водке (семи азотной и соляной кислот), а также в щелочном растворе пероксида водорода.

Как дать полную характеристику химическому элементу? Германий и его сплавы необходимо проанализировать не только по физическим, химическим свойствам, но и областям применения. Процесс окисления германия азотной кислотой протекает достаточно медленно.

Нахождение в природе

Попробуем дать характеристику химическому элементу. Германий в природе обнаружен только в виде соединений. Среди самых распространенных в природе германийсодержащих минералов выделим германит и аргиродит. Кроме того, германий присутствует в сульфидах и силикатах цинка, а в незначительном количестве он есть в различных типах каменного угля.

Вред для здоровья

Какое воздействие оказывает на организм германий? Химический элемент, электронная формула которого имеет вид 1е; 8 е; 18 е; 7 е, может негативно воздействовать на человеческий организм.

Например, при загрузке германиевого концентрата, измельчении, а также загрузке диоксида данного металла, могут появляться профессиональные заболевания.

В качестве иных источников, приносящих вред здоровью, можно рассматривать процесс переплавки порошка германии в бруски, получение угарного газа.

Адсорбированный германий можно достаточно быстро вывести из организма, в большей степени с мочой. В настоящее время нет детальной информации о том, насколько токсичны неорганические соединения германия.

Раздражающее действие на кожу оказывает тетрахлорид германия. В клинических испытаниях, а также при длительном пероральном приеме кумулятивных количеств, которые достигали 16 граммов спирогермания (органического противоопухолевого препарата), а также иных германиевых соединений, обнаружена нефротоксическая и нейротоксическая активность данного металла.

Подобные дозировки в основном не характерны для промышленных предприятий. Те эксперименты, что проводились на животных, были направлены на изучение действия германия и его соединений на живой организм. В результате удалось установить ухудшение здоровья при вдыхании существенного объема пыли металлического германия, а также его диоксида.

Ученые обнаружили в легких животных серьезные морфологические изменения, которые аналогичны пролиферативным процессам. Например, было выявлено существенное утолщение альвеолярных разделов, а также гиперплазия лимфатических сосудов вокруг бронхов, утолщения кровеносных сосудов.

Диоксид германия не оказывает раздражающего действия на кожу, но непосредственный контакт этого соединения с оболочкой глаза приводит к образованию германиевой кислоты, являющейся серьезным глазным раздражителем. При продолжительных внутрибрюшинных инъекциях были обнаружены серьезные изменения в периферической крови.

Важные факты

Самыми вредными соединениями германия являются хлорид и гидрид германия. Последнее вещество провоцирует серьезное отравление.

В результате морфологического обследования органов животных, которые погибли при острой фазе, показали существенные нарушения в системе кровообращения, а также клеточные модификации в паренхиматозных органах.

Ученые пришли к выводу, что гидрид представляет собой многоцелевой яд, который поражает нервную систему, угнетает систему периферийного кровообращения.

Тетрахлорид германия

Он является сильным раздражителем дыхательной системы, глаз, кожи. В концентрации 13 мг/м3 он способен подавлять на клеточном уровне легочный ответ. При увеличении концентрации данного вещества наблюдается серьезное раздражение верхних дыхательных путей, существенные изменения ритма и частоты дыхания.

Отравление данным веществом приводит к катарально-десквамативным бронхитам, интерстициальной пневмонии.

Получение

Так как в природе германий представлен в качестве примеси к никелевым, полиметаллическим, вольфрамовым рудам, для выделения чистого металла в промышленности проводят несколько трудоемких процессов, связанных с обогащением руды. Из нее выделяют сначала оксид германия, затем проводят его восстановление водородом при повышенной температуре до получения простого металла:

GeO2 + 2H2 = Ge + 2H2O.

Электронные свойства и изотопы

Германий считают непрямозонным типичным полупроводником. Величина его диэлектрической статистической проницаемости составляет 16, а величина сродства к электрону — 4эВ.

В тонкой пленке легированным галлием можно придать германию состояние сверхпроводимости.

В природе присутствует пять изотопов этого металла. Из них стабильными являются четыре, а пятый подвергается двойному бета-распаду, период полураспада составляет 1,58×1021 лет.

Заключение

В настоящее время органические соединения данного металла применяют в разных сферах промышленности.

Прозрачность в инфракрасной спектральной области металлического германия сверхвысокой чистоты важна для изготовления оптических элементов инфракрасной оптики: призм, линз, оптических окон современных датчиков.

Самой распространенной областью использования германия считают создание оптики тепловизионных камер, которые функционируют в диапазоне длин волн от 8 до 14 микрон.

Подобные устройства применяют в военной технике для систем инфракрасного наведения, ночного видения, пассивного тепловидения, противопожарных системах. Также германий имеет высокий показатель преломления, что необходимо для антибликового покрытия.

В радиотехнике транзисторы на основе германия имеют характеристики, которые по многим показателям превышают показатели кремниевых элементов.

Обратные токи у германиевых элементов существенно выше, чем у их кремниевых аналогов, что позволяет существенно увеличивать эффективность подобных радиоприборов.

Учитывая, что германий не так распространен в природе, как кремний, в радиоприборах в основном применяют кремниевые полупроводниковые элементы.

Германий в организме человека

Германий

Германий (Ge) — химический элемент с атомным номером 32. В элементарном виде германий представляет собой твердый полуметалл серо-белого цвета, имеющий металлический блеск. По электрофизическим свойствам является непрямозонным полупроводником.

Этот химический элемент впервые был извлечен в 1886 году усилиями немецкого химика Клеменса Винклера. Для этой цели он использовал минерал аргиродит.

Однако существование германия еще 1869 году предсказал создатель Периодической системы Д.И.

Менделеев, который тогда же дал ему условное название «экасилиций», поскольку в системе химических элементов он занимал место в следующем периоде сразу под кремнием.

Германий — не самый редкий химический элемент. Встречается в сульфидных и железных рудах, а также в рассеянном виде в силикатах, свои минералы образует очень редко.

Его содержание в земной коре составляет порядка 10-4%, что выше, чем концентрация сурьмы, висмута и даже серебра. В некоторых минералах (пираргирит, энаргит и др.) содержание германия может составлять до 10 кг на тонну.

Концентрация этого химического элемента в водах Мирового океана около 6•10-5 мг/л.

В середине ХХ века германий получил широкую известность благодаря своим полупроводниковым свойствам и стал использоваться в производстве диодов, транзисторов и других полупроводниковых приборов. В дальнейшем он нашел применение при изготовлении инфракрасной оптики и в волоконной промышленности.

Роль германия в организме человека

До недавнего времени было принято считать, что германий не играет никакой роли в живых организмах.

Впоследствии выяснилось, что некоторые органические соединения германия могут использоваться в качестве лекарственных средств, хотя пока их эффективность не установлена.

Опыты на крысах показали, что введение в рацион небольшого количества соединений германия увеличивает продолжительность их жизни на 25-30%.

Некоторые его соединения токсичны для человека.

Германий хорошо усваивается организмом (около 95%) и его концентрация в теле человека примерно равномерна. Из организма он выводится преимущественно с мочой (90%).

Значение германия в организме человека состоит в следующем:

  • участвует в процессах переноса кислорода, тем самым обеспечивая антигипоксическое действие (предупреждает развитие в тканях кислородной недостаточности, поддерживает достаточный уровень гемоглобина в крови);
  • обладает антимикробным, противовирусным и противогрибковым действием, активирует макрофаги, стимулирует синтез интерферона, то есть стимулирует иммунную систему;
  • является сильным антиоксидантом, защищая наш организм от вредного действия свободных радикалов;
  • подавляет жизнедеятельность раковых клеток, препятствует появлению метастазов;
  • регулирует все клапанные системы организма (в желудочно-кишечном тракте, сердечно-сосудистой системе);
  • блокируя движение электронов в нейронах, оказывает обезболивающее действие.

Суточная потребность человеческого организма в германии составляет 0,4-1,5 мг. Потребность в нем возрастает во время инфекционных заболеваний, слабости и упадке сил, в восстановительном периоде после перенесенных операций и заболеваний, при малокровии, остеопорозе и иммунодефицитных состояниях.

Источники германия в организме человека

Самое высокое содержания германия обнаружено в чесноке (как в зубках, так и в зелени) (в зубках концентрация германия доходит до 750 мкг на 1 г сухой массы) и женьшене (до 0,2%).

Относительно высока его концентрация в следующих продуктах питания:

  • отруби;
  • бобовые;
  • белые грибы;
  • томаты;
  • рыба и морепродукты (мидии, кальмары, креветки);
  • морская капуста;
  • молоко.

Синергистом (усиливающим действие) германия является селен.

Нехватка германия в организме человека

Причины нехватки германия:

  • недостаточное поступление с пищей;
  • нарушения обмена веществ.

Симптомами нехватки германия являются:

  • развитие остеопороза и деминерализация костей;
  • повышение риска развития онкологических заболеваний.

Избыток германия в организме человека

В больших количествах соединения германия токсичны для организма. Особой токсичностью отличаются соединения двухвалентного германия.

Чаще всего причиной избытка германия является вдыхание паров чистого германия и его оксидов на вредном производстве, ПДК которых в воздухе составляет 2 мг/куб.м.

Роль германия (Ge) в организме: суточная потребность и полезные свойства вещества

Германий

В человеческом организме содержится огромное количество микро- и макроэлементов, без которых полноценное функционирование всех органов и систем было бы просто невозможным.

О некоторых из них люди слышат постоянно, а о существовании других вовсе не подозревают, но все они играют свою роль в хорошем самочувствии. К последней группе относится и германий, содержащийся в теле человека в органическом виде.

Что это за элемент, за какие процессы отвечает и какой его уровень считается нормой — читайте далее.

Описание и характеристика

В общем понимании германий является одним из химических элементов, представленных в известной таблице Менделеева (относится к четвертой группе). В природе он представлен в виде твердого, серо-белого вещества с металлическим отблеском, но в человеческом теле содержится в органической форме.

Надо сказать, что его нельзя назвать очень редким, поскольку он обнаруживается в железных и сульфидных рудах и силикатах, хоть собственных минералов германий практически не образует. химического элемента в коре Земли превышает концентрацию серебра, сурьмы и висмута в несколько раз, а в отдельных минералах его количество доходит до 10 кг на тонну.

Воды мирового океана содержат в себе около 6•10-5 мг/л германия. Многие растения, произрастающие на разных континентах, способны абсорбировать небольшое количество данного химического элемента и его соединений из грунта, после чего они могут попасть и в организм человека.

В органическом виде все такие составляющие принимают непосредственное участие в различных обменных и восстановительных процессах, о чем пойдет речь далее.

Функции и роль в организме

Еще совсем недавно ученные считали, что германий совершенно бесполезен для человека и в принципе не выполняет совершенно никакой функции в теле живых организмов.

Тем не менее, на сегодняшний день, точно известно, что отдельные органические соединения данного химического элемента могут успешно использоваться даже в роли лекарственных составов, хотя на счет их эффективности говорить пока рано.

Опыты, проводимые на лабораторных грызунах, показали, что даже небольшое количество германия способно увеличить продолжительность жизни животных на 25-30%, а это уже само по себе хорошая причина задуматься о его пользе и для человека. Уже проведенные исследования роли органического германия в человеческом организме позволяют выделить следующие биологические функции этого химического элемента:

  • предотвращение кислородного голодания организма путем перенесения кислорода к тканям (снижается риск так называемой «кровяной гипоксии», проявляющейся при снижении количества гемоглобина в эритроцитах);
  • стимуляция развития защитных функций организма путем подавления процессов распространения микробных клеток и активации специфических клеток иммунитета;
  • активное противогрибковое, противовирусное и антибактериальное воздействие за счет продуцирования интерферона, защищающего организм от вредоносных микроорганизмов;
  • мощное антиоксидантное воздействие, выражающееся в блокировке свободных радикалов;
  • задержка развития опухолевых новообразований и предупреждение образования метастаз (в данном случае германий нейтрализует действие отрицательно заряженных частиц);
  • выступает регулятором клапанных систем пищеварения, венозной системы и перистальтики;
  • за счет остановки движения электронов в нервных клетках, соединения германия способствуют снижению разнообразных болевых проявлений.

Все проводимые эксперименты, предусматривающие определение скорости распределения германия в человеческом организме после его перорального употребления, показали, что спустя 1,5 часа после приема больше всего данного элемента содержится в желудке, тонком кишечнике, селезенке, костном мозге, ну и, конечно же, в крови. То есть, высокий уровень германия в органах пищеварительной системы доказывает его пролонгированное действие при всасывании в кровоток.

Важно!Не стоит самостоятельно проверять на себе действие указанного химического элемента, ведь неправильный расчет дозировки вполне может привести к серьезному отравлению.

В чем содержится германий: продукты источники

Любой микроэлемент в нашем организме выполняет определенную функцию, поэтому для хорошего самочувствия и поддержания тонуса так важно обеспечить оптимальный уровень тех или иных составляющих. Это касается и германия.

Пополнить его запасы, можно ежедневно употребляя чеснок (именно здесь его содержится больше всего), пшеничные отруби, бобовые культуры, белые грибы, томаты, рыбу и морепродукты (в частности, кальмаров, креветок и мидий), морскую капусту, молоко и даже женьшень, черемшу и алоэ. Усилить же действие германия на организм можно с помощью селена.

Многие из указанных продуктов без проблем найдутся в доме у каждой хозяйки, поэтому никаких трудностей возникать не должно.

Суточная потребность и нормы

Не секрет, что переизбыток даже полезных компонентов может навредить ничуть не меньше чем их недостача, поэтому, прежде, чем переходить к восполнению утраченного количества германия, важно знать о его допустимой суточной норме. Обычно это значение колеблется в пределах от 0,4 до 1,5 мг и зависит от возраста человека и имеющегося дефицита микроэлемента.

Человеческий организм хорошо справляется с абсорбцией германия (поглощение указанного химического элемента составляет 95%) и сравнительно равномерно распределяет его по тканям и органам (неважно идет речь о внеклеточном или внутриклеточном пространстве). Вывод германия наружу происходит вместе с мочой (выходит до 90%).

Важно! Органические соединения данного химического элемента характеризуются очень высокими антиоксидантными свойствами, причем их уровень выше чем даже у витамина С, Е и коэнзима Q.

Дефицит и переизбыток

Как мы уже упоминали выше, любая крайность не к добру. То есть, как недостача, так и превышение количества германия в организме способно отрицательно сказаться на его функциональных особенностях.

Так, при дефиците микроэлемента (является результатом его ограниченного потребления вместе с пищей или нарушения обменных процессов в организме) возможно развитие остеопороза и деминерализации костной ткани, а также в несколько раз повышается возможность онкологических состояний.

Чрезмерное количество германия оказывает отравляющее воздействие на организм, причем особо опасными считаются соединения двухлетнего элемента.

В большинстве случаев его избыток можно объяснить вдыханием чистых паров в производственных условиях (ПДК в воздухе может составлять 2 мг/куб.м).

При непосредственном контакте с хлоридом германия не исключены местные раздражения кожи, а его попадание внутрь организма часто чревато поражениями печени и почек.

Как видим, описанный микроэлемент действительно нужен нашему организму, пусть его роль пока и не до конца изучена. Поэтому, чтобы поддерживать оптимальный баланс просто кушайте побольше перечисленных продуктов и постарайтесь не находиться во вредных производственных условиях.
Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

×
Рекомендуем посмотреть