ゲルマニウム (Ge)
元素 32 · 半金属 · 72.63 u
電子殻ごとの電子数: 2, 8, 18, 4
ゲルマニウムはシリコンに取って代わられる前、最初のトランジスタに使われた半導体だった。シリコンでは太刀打ちできない光ファイバーや赤外線光学の分野で再び活躍している。
1947年にベル研究所で作られた世界初のトランジスタは、シリコンではなくゲルマニウム製だった。
- 原子番号
- 32
- 原子質量
- 72.63 u
- 電子配置
- [Ar] 4s² 3d¹⁰ 4p²
- 族・周期・ブロック
- 14 · 4 · p
- 酸化数
- −4, +2, +4
- 電気陰性度
- 2.01 (Pauling)
- 融点
- 938 °C
- 沸点
- 2,833 °C
- 密度
- 5.323 g/cm³
- 常温での状態
- 固体
- 外観
- 灰白色でもろい半金属
- 発見
- Clemens Winkler, 1886
炭素族
用途
- 光ファイバーケーブルの芯線
- 赤外線暗視装置の光学系
- 高速動作するSiGeチップ
- 重合反応の触媒
原子構造
ゲルマニウムの中性原子は32個の陽子と32個の電子を持つ。最も多く存在する同位体はおよそ41個の中性子を持ち、これが質量数73の由来である。中性子の数が変われば同位体が変わり、陽子の数が変われば別の元素になる。
これらの電子は内側の電子殻から順に配置され、電子殻ごとの電子数は2, 8, 18, 4である。軌道表記では[Ar] 4s² 3d¹⁰ 4p²となる。
3D electron orbitals
See where ゲルマニウム's electrons actually are — a cloud of 26,000 points sampled from the probability density |ψ|², not a cartoon of a lobe.
周期表における位置
発見と名前の由来
ゲルマニウムはClemens Winklerによって1886年に発見された。名前の由来：ラテン語のGermania（「ドイツ」の意）にちなむ。
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原子量はIUPAC/CIAAWに基づき、物理的性質は米国国立医学図書館のPubChemに基づく。実測されていない値は推定値ではなく「未測定」として示している。
関連する計算機
よくある質問
ゲルマニウムの原子量はいくつか。
ゲルマニウムの標準原子量は72.63で、IUPACの同位体組成・原子量委員会（CIAAW）が定めている。
ゲルマニウムの陽子・中性子・電子の数はそれぞれいくつか。
ゲルマニウムは32個の陽子を持つ。原子番号はそのまま陽子の数を表し、これがゲルマニウムをゲルマニウムとして決定づける値である。中性の原子では電子の数も陽子と同じ32個になる。中性子の数は同位体によって異なるが、最も多く存在する同位体ではおよそ41個で、73 − 32 = 41という関係から求められる。
ゲルマニウムの電子配置はどうなっているか。
ゲルマニウムの電子配置は[Ar] 4s² 3d¹⁰ 4p²である。電子は4個の電子殻に2, 8, 18, 4のように分布する。
ゲルマニウムは金属か。
厳密には違う。ゲルマニウムは半金属（メタロイド）で、金属と非金属を分ける境界線上に位置し、両者の性質を併せ持つ。この性質こそ半導体産業が注目する点である。
ゲルマニウムは何族・何周期に属するか。
ゲルマニウムは14族（炭素族）、第4周期に位置し、pブロックに属する。族は縦の列、周期は横の行を指す。
ゲルマニウムのイオンの価数はいくつか。
ゲルマニウムは化合物中でイオン4+ / 2+になることが多い。全体として見ると、とりうる酸化数は−4, +2, +4である。
ゲルマニウムの融点はどのくらいか。
ゲルマニウムは938 °Cで融解し、2,833 °Cで沸騰する。室温では固体である。
ゲルマニウムは何に使われるか。
ゲルマニウムの主な用途には光ファイバーケーブルの芯線, 赤外線暗視装置の光学系, 高速動作するSiGeチップ, 重合反応の触媒が挙げられる。ゲルマニウムはシリコンに取って代わられる前、最初のトランジスタに使われた半導体だった。シリコンでは太刀打ちできない光ファイバーや赤外線光学の分野で再び活躍している。。
ゲルマニウムを発見したのは誰で、名前の由来は何か。
ゲルマニウムはClemens Winklerによって1886年に発見された。名前の由来：ラテン語のGermania（「ドイツ」の意）にちなむ。