A szerves germánium és alkalmazása az orvostudományban. szerves germánium

Ez az információ egészségügyi és gyógyszerészeti szakembereknek szól. A betegek ezt az információt nem használhatják orvosi tanácsként vagy ajánlásként.

A szerves germánium és alkalmazása az orvostudományban. szerves germánium. A felfedezés története.

Suponenko A. N.
K. x. PhD, a Germatsentr LLC vezérigazgatója

Winkler vegyész, miután 1886-ban felfedezte a periódusos rendszer germániumának új elemét az ezüstércben, nem sejtette, hogy az orvostudósok figyelmét ez az elem felkelti majd a XX. században.

Orvosi szükségletekre a germánium volt az első, amelyet Japánban a legszélesebb körben alkalmaztak. Különféle szerves germánium vegyületek állatkísérletekben és humán klinikai kísérletekben végzett vizsgálatai kimutatták, hogy különböző mértékben hatnak pozitívan az emberi szervezetre. Az áttörés 1967-ben következett be, amikor Dr. K. Asai felfedezte, hogy a szerves germánium, amelynek szintézisének módszerét korábban hazánkban is kidolgozták, széles biológiai hatásspektrummal rendelkezik.

A szerves germánium biológiai tulajdonságai között meg lehet jegyezni képességeit:

biztosítja az oxigén szállítását a test szöveteiben;

növeli a szervezet immunrendszerét;

tumorellenes aktivitást mutatnak

Így a japán tudósok megalkották az első szerves germániumot tartalmazó gyógyszert "Germanium - 132", amelyet különféle emberi betegségek immunállapotának javítására használnak.

Oroszországban a germánium biológiai hatását hosszú ideig tanulmányozták, de az első orosz „Germavit” gyógyszer létrehozása csak 2000-ben vált lehetségessé, amikor az orosz üzletemberek elkezdtek befektetni a tudomány és különösen az orvostudomány fejlesztésébe. , felismerve, hogy a nemzet egészsége igényli a legnagyobb odafigyelést, s ennek megerősítése korunk legfontosabb társadalmi feladata.

Hol található a germánium?

Megjegyzendő, hogy a földkéreg geokémiai evolúciója során a földfelszín nagy részéről jelentős mennyiségű germánium mosódott ki az óceánokba, ezért jelenleg ennek a nyomelemnek a mennyisége a talajban található. rendkívül jelentéktelen.

A néhány növény között, amely képes felvenni a germániumot és vegyületeit a talajból, a ginzeng (akár 0,2%) a vezető, amelyet széles körben használnak a tibeti gyógyászatban. A germánium fokhagymát, kámfort és aloét is tartalmaz, amelyeket hagyományosan különféle emberi betegségek megelőzésére és kezelésére használnak. A növényi nyersanyagokban a szerves germánium karboxi-etil-szemioxid formájában van. Jelenleg a germánium szerves vegyületeket, a pirimidin fragmenssel rendelkező szeszkvioxánokat szintetizálják. Ez a vegyület szerkezetében közel áll a ginzeng gyökér biomasszában található természetes germániumvegyülethez.

A germánium egy ritka nyomelem, amely számos élelmiszerben megtalálható, de mikroszkopikus dózisban.

Az étrendben lévő germánium mennyiségének becslése, amelyet 125 féle élelmiszer elemzésével végeztek, azt mutatta, hogy napi 1,5 mg germániumot fogyasztanak étellel. 1 g nyers élelmiszer általában 0,1-1,0 mcg-ot tartalmaz. Ez a nyomelem megtalálható a paradicsomlében, babban, tejben, lazacban. A szervezet napi germániumszükségletének kielégítéséhez azonban például akár napi 10 liter paradicsomlevet is meg kell inni, vagy akár 5 kg lazacot is meg kell enni, ami a szervezet fizikai adottságai miatt irreális. emberi test. Ráadásul ezeknek a termékeknek az árai lehetetlenné teszik hazánk lakosságának többségének rendszeres használatát.

Hazánk területe túl nagy, és területének 95%-án a germániumhiány a szükséges normának 80-90%-a, így felmerült a kérdés, hogy egy germánium tartalmú gyógyszert készítsünk.

A szerves germánium eloszlása ​​a szervezetben és az emberi szervezetre gyakorolt ​​hatásának mechanizmusai.

A szerves germánium szervezetben való eloszlását meghatározó kísérletek során 1,5 órával a szájon át történő beadása után a következő eredmények születtek: nagy mennyiségű szerves germánium található a gyomorban, a vékonybélben, a csontvelőben, a lépben és a vérben. Ráadásul a gyomorban és a belekben található magas tartalma azt mutatja, hogy a vérbe való felszívódásának folyamata elhúzódó hatású.

A vér magas szerves germániumtartalma lehetővé tette Dr. Asai számára, hogy a következő elméletet terjessze elő az emberi szervezetben való hatásmechanizmusáról. Feltételezik, hogy a szerves germánium a vérben a hemoglobinhoz hasonlóan viselkedik, amely szintén negatív töltést hordoz, és a hemoglobinhoz hasonlóan részt vesz a testszövetekben történő oxigénszállítás folyamatában. Ez megakadályozza az oxigénhiány (hipoxia) kialakulását szöveti szinten. A szerves germánium megakadályozza az úgynevezett vér hipoxia kialakulását, amely az oxigént kötni képes hemoglobin mennyiségének csökkenésével (a vér oxigénkapacitásának csökkenésével) következik be, és vérvesztéssel, szén-monoxid-mérgezéssel, sugárzással alakul ki. kitettség. Az oxigénhiányra a legérzékenyebb a központi idegrendszer, a szívizom, a vesék szövetei és a máj.

A kísérletek eredményeként az is kiderült, hogy a szerves germánium elősegíti a gamma interferonok indukcióját, amelyek elnyomják a gyorsan osztódó sejtek szaporodását és aktiválják a specifikus sejteket (T-killereket). Az interferonok fő hatásterületei a szervezet szintjén a vírus- és daganatellenes védelem, a nyirokrendszer immunmoduláló és radioprotektív funkciói.

A kóros szövetek és a betegség elsődleges jeleit mutató szövetek tanulmányozása során azt találták, hogy mindig oxigénhiány és pozitív töltésű hidrogén gyökök jelenléte jellemzi őket H +. A H + ionok rendkívül negatív hatással vannak az emberi test sejtjeire, egészen azok haláláig. A hidrogénionokkal kombinálható oxigénionok lehetővé teszik a sejtek és szövetek hidrogénionok által okozott károsodásának szelektív és lokális kompenzálását. A germánium hidrogénionokra gyakorolt ​​hatása szerves formájának – a szeszkvioxid formájának – köszönhető.

A kötetlen hidrogén nagyon aktív, ezért könnyen kölcsönhatásba lép a germánium-szeszkvioxidokban található oxigénatomokkal. Az összes testrendszer normál működésének garanciája az oxigén akadálytalan szállítása a szövetekben. A szerves germánium kifejezetten képes oxigént szállítani a test bármely pontjára, és biztosítja annak kölcsönhatását a hidrogénionokkal. Így a szerves germánium hatása a H + ionokkal való kölcsönhatásában a dehidratációs reakción (a hidrogén leválasztása a szerves vegyületekből) alapul, és a reakcióban részt vevő oxigén összehasonlítható egy „porszívóval”, amely a test pozitív töltésű hidrogénionokból, szerves germániumból - egyfajta "Csizsevszkij belső csillárral".

Általános információk és beszerzési módszerek

A germánium (Ge) egy szürkésfehér elem tömör állapotban és szürke, szórt állapotban. Ennek az elemnek a létezését és tulajdonságait 1871-ben D. I. Mengyelejev jósolta meg, aki ekasiliciumnak nevezte el. Egy új elemet fedezett fel A. Winklsr 1886-ban Freibergben (Németország) az argirodit 4 Ag 2 S - GeS 2 ásványban, és a tudós családja tiszteletére germániumnak nevezte el. Gyakorlati érdeklődés ezen elem iránt a második világháború idején, a félvezető elektronika fejlesztése kapcsán merült fel. A germánium ipari előállításának kezdete 1945-1950-re nyúlik vissza.

A germánium tartalma a földkéregben 7 * 10-4% (tömegszázalék). Az elem fő mennyisége diszpergált állapotban van szilikátokban, szulfidokban és ásványi anyagokban, amelyek szulfosók. Számos magas germániumtartalmú szulfosalt típusú ásvány ismert, amelyek ipari jelentőséggel nem bírnak: argrodit-Ag 8 GeS 6 (5-7%), germanit Cu 3 (Fe, Ge, Ca, Zn) (As, S) 4 (6-10%), reniernt (Cu, Fe) 3 (Fc, Ge, Zn, Sn) (S, As) 4 (6,37-7,8%). A germánium kinyerésének forrásai a szulfidércek, valamint az alacsony metamorfózisú szén és néhány vasérc (legfeljebb 0,01% Ge).

Az alapanyag összetételétől függően az elsődleges feldolgozásának különféle módszereit alkalmazzák:

Kénsavval történő kilúgozás, majd a germánium elválasztása az oldatoktól;

Anyagok szulfatálása;

GeS-szulfid vagy GcO-monoxid szublimációja redukáló közegben;

Az anyag szulfatizáló égetése;

Redukciós olvasztás réz vagy vas jelenlétében;

Kivonás;

Ioncsere szorpció.

A germánium-koncentrátumok az alábbi módokon izolálhatók oldatokból:

Kicsapás nehezen oldódó vegyületek formájában;

Együttes kicsapás vas-, cink-, cink-, réz-, stb. szulfidokkal;

Csapadék kénsavoldatokból cinkporon (cementálás).

A germánium-tetraklorid előállításához a germánium-koncentrátumokat klóráramban tömény sósavval kezelik. A keletkező germánium-tetrakloridot (GeCI 4) a magasabb forráspontú fém-kloridokból desztillálják le, a tisztított germánium-tetraklorid hidrolízise eredményeként germánium-dioxid Qe 0 2 keletkezik. hidrogén. A redukált germániumot további tisztításnak vetik alá a szennyeződésektől frakcionált kristályosítással. A kívánt elektrofizikai tulajdonságokkal rendelkező egykristályokat nagy tisztaságú germániumból zónaolvasztással vagy Czochralski-módszerrel növesztik. Az ipar poli- és egykristály germániumot gyárt.

A germánium minőségű GPZ-1 egykristályos ötvözött és adalékolt germánium gyártására szolgál, valamint speciális célú GPZ-2 minőségű - egykristályos adalékolt germánium gyártására és egyéb célokra, GPZ-3 minőségű - a ötvözetek és nyersdarabok gyártása optikai alkatrészekhez. A germániumot tömbök formájában szállítják szegmens formájában, amelyek mindegyike műanyag zacskóba van csomagolva. A polietilén csomagolású tuskót karton- vagy műanyag edénybe helyezik, és puha tömítéssel lezárják, amely biztosítja a biztonságát a szállítás és tárolás során. A kiszállítás bármilyen fedett fuvarozással történik.

Fizikai tulajdonságok

Atomjellemzők Atomszám 32, atomtömeg 72,59 amu, atomtérfogat 13,64-10^ 6 m 3 /mol, atomsugár 0,139 nm, ionsugár Qe 2 + 0,065 nm, Ge 4 + 0,044 nm. Egy szabad germánium atom elektronszerkezete 4s 2 p 2 . Ionizációs potenciálok / (eV): 7,88; 15,93; 34.21. Elektronegativitás 2.0. A germánium kristályrácsa egy köbös gyémánt típusú, amelynek periódusa a = 0,5657 nm. A kristályrács energiája 328,5 μJ/kmol. Koordinációs szám 4. Minden germánium atomot négy szomszédos atom vesz körül, amelyek egyenlő távolságra helyezkednek el a tetraéder csúcsaiban. Az atomok közötti kötéseket páros vegyértékelektronok alakítják ki.

Kémiai tulajdonságok

A vegyületekben a germánium +2 és +4, ritkábban +1 és +3 oxidációs állapotot mutat. A Ge reakció normál elektródpotenciálja -2e "= * * ± Ge 2 + f 0 \u003d - 0,45 V.

Száraz levegő atmoszférájában a germániumot vékony, körülbelül 2 nm vastag oxidréteg borítja, de nem változtatja meg a színét. Nedves levegőben a germánium, különösen a polikristályos germánium fokozatosan elhalványul. Az észrevehető oxidáció 500 °C-on kezdődik.

Egy sor feszültségben a germánium a hidrogén után helyezkedik el - a réz és az ezüst között. A germánium nem lép kölcsönhatásba vízzel, és nem oldódik híg és tömény sósavban. Forró tömény kénsavban feloldódik, és Ge (S 04) u keletkezik, és SO 2 képződik. Salétromsavval kölcsönhatásba lépve germánium-dioxid xGe 02- (/ H 2 0) csapadék képződik. Jól oldódik aqua regiában és a HF + HNC keveréke 4. A germániumhoz a legjobb oldószer a hidrogén-peroxid lúgos oldata. Az olvadt maró lúgok gyorsan feloldják a germániumot. Ilyenkor alkálifémcsírák képződnek, amelyeket a víz hidrolizál.

GeO 2-dioxidot kaphatunk a germánium levegőben történő égetésével, szulfidok égetésével, az elemi germánium 3%-os hidrogén-peroxidban való feloldásával platinatégelyben, majd az oldat bepárlásával és a maradék kalcinálásával. Ge 0 2 két polimorf módosulatban létezik: alacsony hőmérsékletű a tetragonális ráccsal (1123°C) és magas hőmérsékletű d hatszögletű ráccsal (1123°C felett). A Ge 0 2 olvadáspontja 1725 °C. Olvadáskor átlátszó olvadék képződik. A germánium-dioxid feloldódik a vízben germánsav HggeO3 képződésével, és könnyen lúgos oldatba kerül, és germánsav - germanátok - sókat képez. Hidrogén-peroxid hatására az "" ep-manátok koncentrált oldataira pergermánsav sói képződnek, amelyek kristályos hidrátokat képeznek, például Na 2 Ge 0 5 -4 H 2 0.

A germániumnak számos vegyülete van hidrogénnel. Megállapították a GeH, egy sötét, könnyen felrobbanó por létezését. Ismeretesek a német GenH 2 „+ 2 típusú vegyületek is (például Ge 2 H 4 , Ge 2 He ), amelyek alacsony n értéken illékonyak. A Monogermane GeH 4 színtelen gáz, forráspontja 88,9 °C. A Dngermane és a tngermane folyékony fázisban létezik szobahőmérsékleten és normál nyomáson. A hidrogén oldhatósága germániumban 800 °C-on nem haladja meg az 1,5-10 -7%-ot (et.).

A szén a germániumban gyakorlatilag nem oldódik. Az olvadáspont közelében lévő folyékony germániumban a szén oldhatóságát 0,23%-ra becsülik (at.). Különböző szerzők szerint az egykristályos germánium szénkoncentrációját 7*10 -4 és 5,2*10 -3% között határozták meg.

Amikor a germániumot nitrogénben vagy NH 3-ban 700-750 °C-ra melegítjük, Ge 3 N 4 és Ge 3 N 2 képződik. A germánium-nitrid Ge 3 N 2 egy sötétbarna kristály, amely könnyen hidrolizálódik. Az elemekre való termikus bomlás 500 °C-on kezdődik. Stabilabb a Ge 2 N 4 -nitrid, amely 1000 °C felett lebomlik.

A germánium közvetlen kölcsönhatása halogénekkel körülbelül 250 °C-on kezdődik. A GeCl 4 tetraklorid, a félvezető germánium gyártás fő köztes terméke, a legnagyobb gyakorlati jelentőséggel bír. A germánium jóddal Gel 4 jodidot képez, amely sárga anyag, olvadáspontja 146 °C, forráspontja 375 °C. A Gel 4-et nagy tisztaságú germánium előállítására használják szállítási reakciókkal. A halogenidek vízzel szemben instabilak.

A kéntartalmú vegyületek közül ismert a GeS2 diszulfid, amely négy vegyértékű germániumsók erősen savas oldataiból szabadul fel intenzív hidrogén-szulfidáram áthaladásakor. A kristályos GcS 2 gyöngyházfényű fehér pelyhek, az olvadék borostyánsárga átlátszó masszává szilárdul és félvezető tulajdonságokat kölcsönöz.A GeS 2 olvadáspontja -825 °С. A germánium-monoszulfid GeS amorf és egykristályos állapotban létezik. A kristályos GeS sötétszürke színű, 615 °C-on olvad. Minden germánium-kalkogén (szulfidok, szelenidek és telluridok) félvezető tulajdonságokat mutat. A foszforral a germánium adja a GeP vegyületet.

Technológiai tulajdonságok

A germániumot viszonylag nagy keménység, nagy ridegség jellemzi, ezért nem lehet hidegen nyomással megmunkálni. A deformáció az olvadásponthoz közeli hőmérsékleten és minden tekintetben egyenetlen összenyomás esetén lehetséges.

Gyémántfűrésszel a germánium tuskó vékony szeletekre fűrészelhető. A lemezek felületét finom korundporral csiszolják üvegre, és filcre polírozzák alumínium-oxid szuszpenzióval.

Felhasználási területek

A germánium kivételes szerepet játszik a rádióelektronikában. Kristályos egyenirányítók (diódák) és kristályos erősítők (triódák) gyártására használják, amelyeket számítógépekben, telemechanikában, radarberendezésekben stb.

Germánium alapú, nagy teljesítményű, nagy hatásfokú egyenirányítókat is létrehoztak a normál frekvenciájú váltakozó áram egyenirányításához, amelyeket 10 000 A-ig vagy annál nagyobb áramerősségig terveztek.

A germánium-triódákat széles körben használják elektromos rezgések erősítésére, generálására vagy átalakítására.

A rádiótechnikában az 1000 ohmtól több megaohmig terjedő filmellenállás terjedt el.

A sugárzás hatására bekövetkező vezetőképesség jelentős változása miatt a germániumot különféle fotodiódákban és fotoellenállásokban használják.

A germániumot termisztorok gyártására használják (ebben az esetben a germánium elektromos ellenállásának erős hőmérséklet-függését alkalmazzák).

A nukleáris technológiában germánium detektorokat használnak sugárzásra.

Az arannyal adalékolt germánium lencsék az infravörös technológiás eszközök szerves részét képezik. A speciális, magas törésmutatójú optikai üvegek germánium-dioxidból készülnek. A germániumot a rendkívül érzékeny hőelemek ötvözeteinek összetételébe is beépítik.

Jelentősen növekszik a germánium, mint katalizátor felhasználása a műszálak gyártásában.

A germánium átmenetifémekkel alkotott vegyületeinek egy része magas átmeneti hőmérséklettel rendelkezik a szupravezető állapotba, különösen az Nb 3 Ge vegyületen alapuló anyagok (T „>22 K).

Feltételezik, hogy egyes szerves germániumvegyületek biológiailag aktívak: késleltetik a rosszindulatú daganatok kialakulását, csökkentik a vérnyomást, fájdalomcsillapító hatásúak.

A masszázságy görgős kivetítője, az ötgolyós projektor, valamint a kiegészítő szőnyeg kerámiája Tourmániumból készült.

Most beszéljünk részletesebben a természetes anyagokról, amelyek alapján a turmánium keletkezik.

Ez egy ásvány, egy anyag, amelyet a föld belsejében az élettelen természet erői hoznak létre. Több ezer ásvány ismert.
de közülük csak körülbelül 60 rendelkezik a drágakövek tulajdonságaival. Ez a turmalin.
A turmalinok összehasonlíthatatlan színű kövek. Nevük a szingaléz „tura mali” szóból származik, ami „vegyes színű kő”-t jelent.

A Földön található ásványok közül csak a turmalin hordoz állandó elektromos töltést, ezért kristálymágnesnek nevezik. A kövek végtelen választékában a turmalin abszolút bajnoknak számít a színek és árnyalatok számát tekintve. Ennek az értékes, sokszínű ásványnak a természetes ragyogása, átlátszósága és keménysége ékszerkőként megérdemelt hírnevet szerzett neki.
A turmalin tartalmaz: káliumot, kalciumot, magnéziumot, mangánt, vasat, szilíciumot, jódot, fluort és egyéb összetevőket. Csak 26 nyomelem a periódusos rendszerből.

Melegítéskor a turmalin alacsony frekvenciájú mágneses teret hoz létre, és anionokat bocsát ki, amelyek a következők szerint működnek:
fokozza a sejtek anyagcseréjét, javítja az anyagcserét;
javítja a helyi véráramlást;
helyreállítja a nyirokrendszer működését;
helyreállítja az endokrin és hormonális rendszert;
javítja a táplálkozást a szervekben és szövetekben;
erősíti az immunitást;
hozzájárulnak az autonóm idegrendszer egyensúlyához (ez a psziché gerjesztésének és gátlásának rendszere);
a testet életadó energiával látja el;
javítja a vér minőségét, serkenti a vérkeringést és a vér elvékonyodását, hogy a vér a legfinomabb hajszálerekbe kerüljön, vitalitást adva a szervezetnek.

Úgy ér, mint az arany – törékeny, mint az üveg.
A germánium egy mikroelem, amely az emberi szervezetben számos folyamatban részt vesz. Ennek az elemnek a hiánya befolyásolja a gyomor-bél traktus működését, a zsíranyagcserét és más folyamatokat, különösen az érelmeszesedés kialakulását.
Japánban először került szóba a germánium jótékony hatása az emberi egészségre. 1967-ben Dr. Katsuhiho Asai felfedezte, hogy a germániumnak számos biológiai hatása van.

A germánium hasznos tulajdonságai

Oxigén szállítása a testszövetekbe .
A germánium a vérbe kerülve a hemoglobinhoz hasonlóan viselkedik. Az oxigén, amelyet a szervezet szöveteibe juttat, garantálja az összes létfontosságú rendszer normális működését, és megakadályozza az oxigénhiány kialakulását a hipoxiára legérzékenyebb szervekben.

Az immunitás stimulálása .
Germánium szerves vegyületek formájában
elősegíti a gamma-interferonok termelődését, amelyek elnyomják a gyorsan osztódó mikrobasejtek szaporodását, aktiválják a makrofágokat és a specifikus immunsejteket.

Daganatellenes hatás .
A germánium késlelteti a rosszindulatú daganatok kialakulását és megakadályozza a metasztázisok megjelenését, védő tulajdonságokkal rendelkezik a radioaktív expozíció ellen. A hatásmechanizmus a germánium atom és a daganatképződmények negatív töltésű részecskéinek kölcsönhatásával jár. A germánium megszabadítja a daganatsejtet az "extra" elektronoktól, és megnöveli annak elektromos töltését, ami a daganat halálához vezet.

Biocid hatás (gombaellenes, vírusellenes, antibakteriális).
A szerves germániumvegyületek serkentik az interferon termelődését, amely egy védőfehérje, amely az idegen mikroorganizmusok behurcolására válaszul képződik.

Fájdalomcsillapító hatás .
Ez a nyomelem megtalálható a természetes élelmiszerekben, például fokhagymában, ginzengben, chlorellában és különféle gombákban. Nagy érdeklődést váltott ki az orvosi közösségben az 1960-as években, amikor Dr. Katsuhiho Asai felfedezte a germániumot élő szervezetekben, és kimutatta, hogy növeli a szövetek oxigénellátását, és segít a kezelésben:

Folyami rák;
ízületi gyulladás, csontritkulás;
candidiasis (a Candida albicans élesztő mikroorganizmus túlszaporodása);
AIDS és más vírusos fertőzések.

Ezenkívül a germánium képes felgyorsítani a sebgyógyulást és csökkenti a fájdalmat.

A kelta "fehér kő" ("el" - szikla, "van" - kő) fordítása.
- ez egy gránit-porfír, kvarc és ortoklász fenokristályai kvarc-földpát alaptömegben turmalinnal, csillámmal, pinittel.
A koreaiak úgy vélik, hogy ennek az ásványnak gyógyító tulajdonságai vannak. Az Elvan jót tesz a bőr egészségének: tisztító krémekhez adják. Segít az allergiában.

Ez az ásvány lágyítja a vizet és megtisztítja a szennyeződésektől, felszívja a káros anyagokat és a nehéz elemeket.
Az Elvant belső térben használják. Padlók, falak, ágyak, szőnyegek, szauna padok, kályhák, gázégők készülnek belőle.
Széles körben használják edények gyártásában. Egyes éttermekben az elvan-t grillezésben használják, hogy a grillsütőt megtöltsék gyógyító gőzeivel. Az elvan hozzáadásával főtt tojás is nagyon népszerű Koreában. A tojás elnyeri a füstölt hús ízét és illatát, és színében a húsvéti tojásainkra emlékeztet.

Az Elvan kő számos nyomelemet tartalmaz, hosszú hullámú infravörös sugárzás forrása.

Ezek egy vulkánkitörés eredményeként keletkezett kőzetek. Nekik köszönhetően a turmánium kerámia nyeri keménységét.

A vulkáni kőzetek nagyon sok értékes és hasznos tulajdonsággal rendelkeznek az ember számára.

1. Megtartják a Föld ősmágneses terét, ami a felszínen erősen lecsökkent.
2. Nyomelemekkel dúsított. De a vulkáni kőzetek fő tulajdonsága, hogy hosszú ideig megtartják a szerves hőt. Ez lehetővé teszi a maximális hatás elérését a bemelegítésből.

A vulkáni kőzetek hajlamosak a méreganyagok eltávolítására is a szervezetből, és tisztító hatást fejtenek ki.
Ez egy tiszta és a civilizáció által nem szennyezett fajta, amelyet aktívan használnak gyógyászati ​​​​célokra.

GERMANIUM, Ge (a lat. Germania - Németországból * a. germánium; n. germánium; f. germánium; és. germanio), - a Mengyelejev-periódusrendszer IV. csoportjába tartozó kémiai elem, 32 rendszám, 72,59 atomtömeg. A természetes germánium 4 stabil izotópból áll: 70 Ge (20,55%), 72 Ge (27,37%), 73 Ge (7,67%), 74 Ge (36,74%) és egy radioaktív 76 Ge (7, 67%), felezési idővel 2,10 6 év. K. Winkler német kémikus fedezte fel 1886-ban az argyrodit ásványban; 1871-ben D. N. Mengyelejev (ecasilicon) jósolta meg.

germánium a természetben

Germánium utal. A germánium prevalenciája ben (1-2).10 -4%. Szennyeződésként a szilícium ásványokban, kisebb mértékben az ásványokban és. A germánium saját ásványai nagyon ritkák: szulfosók - argirodit, germanit, rennyrit és néhány más; germánium és vas kettős hidratált oxidja - schtottit; szulfátok - itoit, fleischerit és néhány más, gyakorlatilag nincs ipari értékük. A germánium hidrotermális és üledékes folyamatokban halmozódik fel, ahol elválasztható a szilíciumtól. Megnövelt mennyiségben (0,001-0,1%) található, ill. A germánium forrásai a polifémes ércek, a fosszilis szén és bizonyos típusú vulkáni-üledékes lerakódások. A germánium fő mennyiségét véletlenül a kátrányvízből nyerik a szénkokszolás során, a termikus szén hamujából, a szfaleritből és a magnetitből. A germániumot savval extrahálják, redukáló közegben szublimálják, nátronlúggal olvasztják stb. A germánium-koncentrátumokat hevítéskor sósavval kezelik, a kondenzátumot megtisztítják és hidrolitikus lebontásnak vetik alá, így dioxid keletkezik; ez utóbbit hidrogénnel fémes germániummá redukálják, amelyet frakcionált és irányított kristályosítással, zónaolvasztással tisztítanak.

Germánium alkalmazása

A germániumot a rádióelektronikában és az elektrotechnikában félvezető anyagként használják diódák és tranzisztorok gyártásához. A germániumból IR optika lencséit, fotodiódákat, fotoellenállásokat, nukleáris sugárzási dózismérőket, röntgenspektroszkópiai analizátorokat, radioaktív bomlási energiát elektromos energiává konvertáló készülékekhez stb. A germánium egyes fémekkel alkotott ötvözeteit, amelyekre jellemző a savas agresszív környezettel szembeni fokozott ellenállás, a műszergyártásban, a gépgyártásban és a kohászatban használják. Néhány germániumötvözet más kémiai elemekkel szupravezetők.

A germánium a periódusos rendszerben 32-es rendszámú kémiai elem, amelyet Ge (ger. Germánium).

A germánium felfedezésének története

Az ekasilicium elem, a szilícium analógjának létezését D.I. Mengyelejev még 1871-ben. És 1886-ban a Freibergi Bányászati ​​Akadémia egyik professzora felfedezett egy új ezüst ásványt - az argiroditot. Ezt az ásványt azután a műszaki kémia professzorának, Clemens Winklernek adták teljes elemzés céljából.

Ez nem véletlenül történt: a 48 éves Winklert tartották az akadémia legjobb elemzőjének.

Elég gyorsan rájött, hogy az ásványban az ezüst 74,72%, a kén - 17,13, a higany - 0,31, a vas-oxid - 0,66, a cink-oxid - 0,22%. És az új ásvány tömegének csaknem 7% -át valamilyen érthetetlen elem tette ki, amely valószínűleg még mindig ismeretlen. Winkler kiemelte az argyrodita azonosítatlan összetevőjét, tanulmányozta tulajdonságait, és rájött, hogy valóban talált egy új elemet - a Mengyelejev által megjósolt magyarázatot. Ez a 32-es rendszámú elem rövid története.

Téves volna azonban azt gondolni, hogy Winkler munkája zökkenőmentesen, zökkenőmentesen, zökkenőmentesen ment. Mengyelejev ezt írja erről a Kémia Alapjai című könyv nyolcadik fejezetének kiegészítésében: „Eleinte (1886 februárjában) az anyaghiány, az égő lángjának spektrumának hiánya és sok germániumvegyület oldhatósága tette. nehéz tanulmányozni Winklert...” Ügyeljen a „láng spektrumának hiányára. Hogy hogy? Valóban, 1886-ban már létezett a spektrális elemzés módszere; A rubídiumot, céziumot, talliumot, indiumot már ezzel a módszerrel fedezték fel a Földön, a héliumot pedig a Napon. A tudósok biztosan tudták, hogy minden kémiai elemnek teljesen egyedi spektruma van, és hirtelen nincs spektrum!

A magyarázat később jött. A germániumnak jellegzetes spektrális vonalai vannak - 2651,18, 3039,06 Ǻ és még néhány hullámhosszúsággal. De mindegyik a spektrum láthatatlan ultraibolya részében rejlik, és szerencsésnek tekinthető, hogy Winkler ragaszkodása a hagyományos elemzési módszerekhez vezetett sikerhez.

A germánium izolálására szolgáló Winkler-féle módszer hasonló a 32-es számú elem előállításának egyik jelenlegi ipari módszeréhez. Először az argaritban lévő germániumot dioxiddá alakították, majd ezt a fehér port hidrogénatmoszférában 600...700°C-ra hevítették. A reakció nyilvánvaló: GeO 2 + 2H 2 → Ge + 2H 2 O.

Így először sikerült viszonylag tiszta germániumot kapni. Winkler eredetileg neptuniumnak szánta az új elemet a Neptunusz bolygóról. (A 32-es elemhez hasonlóan ezt a bolygót is megjósolták, mielőtt felfedezték volna.) De aztán kiderült, hogy egy ilyen nevet korábban egy hamisan felfedezett elemhez rendeltek, és Winkler feladta első szándékát, mivel nem akarta veszélyeztetni felfedezését. Nem fogadta el azt a javaslatot, hogy az új elemet szögletesnek, i.e. „szögletes, ellentmondásos” (és ez a felfedezés valóban sok vitát váltott ki). Igaz, a francia kémikus, Rayon, aki egy ilyen ötlettel állt elő, később azt mondta, hogy javaslata nem több, mint vicc. Winkler az új elemet germániumnak nevezte el országáról, és a név megmaradt.

A germánium megtalálása a természetben

Megjegyzendő, hogy a földkéreg geokémiai evolúciója során a földfelszín nagy részéről jelentős mennyiségű germánium mosódott ki az óceánokba, ezért jelenleg ennek a nyomelemnek a mennyisége a talajban található. rendkívül jelentéktelen.

A földkéreg teljes germániumtartalma 7 × 10–4 tömegszázalék, vagyis több, mint például az antimon, ezüst, bizmut. A germánium a földkéregben lévő jelentéktelen tartalma és egyes elterjedt elemekkel való geokémiai rokonsága miatt korlátozottan képes saját ásványokat képezni, és szétszóródik más ásványok rácsában. Ezért a germánium saját ásványai rendkívül ritkák. Szinte mindegyik szulfosó: germanit Cu 2 (Cu, Fe, Ge, Zn) 2 (S, As) 4 (6 - 10% Ge), argirodit Ag 8 GeS 6 (3,6 - 7% Ge), konfildit Ag 8 (Sn, Ge) S 6 (legfeljebb 2% Ge) stb. A germánium nagy része a földkéregben nagyszámú kőzetben és ásványban eloszlik. Így például egyes szfaleritekben a germániumtartalom eléri a kilogrammot tonnánként, az enargitokban az 5 kg/t-t, a pirargiritben a 10 kg/t-t, a szulvanitban és a frankeitben az 1 kg/t-t, más szulfidokban és szilikátokban. - több száz és tíz g/t. A germánium számos fém lelőhelyében koncentrálódik - színesfémek szulfidérceiben, vasércekben, egyes oxid ásványokban (kromit, magnetit, rutil stb.), gránitokban, diabázokban és bazaltokban. Ezenkívül a germánium szinte minden szilikátban jelen van, egyes szén- és olajlelőhelyekben.

Nyugta Németország

A germániumot főként a színesfémércek feldolgozásának melléktermékeiből nyerik (cink keverék, cink-réz-ólom polifém koncentrátumok), amelyek 0,001-0,1% Németországot tartalmaznak. Nyersanyagként a szénégetésből származó hamut, a gázfejlesztőkből származó port és a kokszgyárak hulladékát is felhasználják. A germánium koncentrátumot (2-10% Németország) kezdetben a felsorolt ​​forrásokból nyerik ki, az alapanyag összetételétől függően. A germánium koncentrátumból történő kinyerése általában a következő lépésekből áll:

1) a koncentrátum klórozása sósavval, klórral való elegyítése vizes közegben vagy más klórozószerrel műszaki GeCl 4 előállítására. A GeCl 4 tisztítására rektifikálást és a szennyeződések tömény sósavval történő extrakcióját alkalmazzák.

2) GeCl 4 hidrolízise és hidrolízistermékek kalcinálása GeO 2 előállítására.

3) GeO 2 redukálása hidrogénnel vagy ammóniával fémmé. A félvezető eszközökben használt nagyon tiszta germánium izolálásához a fémet zónánként megolvasztják. A félvezetőiparhoz szükséges egykristályos germániumot általában zónaolvasztással vagy Czochralski-módszerrel állítják elő.

GeO 2 + 4H 2 \u003d Ge + 2H 2 O

A 10 -3 -10 -4% szennyezőanyag-tartalmú félvezető tisztaságú germániumot az illékony GeH 4 monogermán zónaolvasztásával, kristályosításával vagy termolízisével nyerik:

GeH 4 \u003d Ge + 2H 2,

amely az aktív fémek vegyületeinek germanidokkal történő savakkal történő bomlásakor keletkezik:

Mg 2 Ge + 4HCl \u003d GeH 4 - + 2MgCl 2

A germánium polifém-, nikkel- és volfrámércekben, valamint szilikátokban fordul elő adalékanyagként. Az érc dúsítására és koncentrálására irányuló összetett és időigényes műveletek eredményeként a germániumot GeO 2 oxid formájában izolálják, amelyet hidrogénnel 600 ° C-on egyszerű anyaggá redukálnak:

GeO 2 + 2H 2 \u003d Ge + 2H 2 O.

A germánium egykristályok tisztítását és szaporítását zóna olvasztással végezzük.

Tiszta germánium-dioxidot először 1941 elején nyertek a Szovjetunióban. Nagyon magas fénytörésmutatójú germániumüveget készítettek belőle. A 32-es számú elem és lehetséges előállítási módszereinek kutatása a háború után, 1947-ben folytatódott. A germánium akkoriban éppen félvezetőként érdekelte a szovjet tudósokat.

Fizikai tulajdonságok Németország

Megjelenésében a germánium könnyen összetéveszthető a szilíciummal.

A germánium gyémánt típusú köbös szerkezetben kristályosodik, egységcella paramétere a = 5,6575Å.

Ez az elem nem olyan erős, mint a titán vagy a volfrám. A szilárd germánium sűrűsége 5,327 g/cm 3 (25 °C); folyadék 5,557 (1000 °C); tpl 937,5 °C; forráspontja körülbelül 2700 °C; hővezetési együttható ~60 W/(m K), vagy 0,14 cal/(cm s fok) 25°C-on.

A germánium majdnem olyan törékeny, mint az üveg, és ennek megfelelően tud viselkedni. Még normál hőmérsékleten is, de 550 ° C felett, képlékeny deformációra képes. Keménység Németország ásványtani skálán 6-6,5; összenyomhatósági együttható (0-120 Gn/m 2 vagy 0-12000 kgf/mm 2 nyomástartományban) 1,4 10 -7 m 2 /mn (1,4 10 -6 cm 2 /kgf); felületi feszültség 0,6 N/m (600 dyn/cm). A germánium egy tipikus félvezető 1,104 10-19 J vagy 0,69 eV (25°C) sávszélességgel; elektromos ellenállás nagy tisztaságú Németország 0,60 ohm-m (60 ohm-cm) 25°C-on; az elektronok mobilitása 3900, a lyukak mobilitása 1900 cm 2 /v sec (25 °C) (10 -8%-nál kisebb szennyeződéstartalommal).

A kristályos germánium minden "szokatlan" módosítása jobb a Ge-I-nél és az elektromos vezetőképességnél. Ennek a tulajdonságnak a megemlítése nem véletlen: a félvezető elem elektromos vezetőképességének (vagy reciprok értékének - ellenállásának) értéke különösen fontos.

Kémiai tulajdonságok Németország

A kémiai vegyületekben a germánium általában 4-es vagy 2-es vegyértéket mutat. A 4-es vegyértékű vegyületek stabilabbak. Normál körülmények között ellenáll a levegőnek és víznek, lúgoknak és savaknak, oldódik vízben és lúgos hidrogén-peroxid oldatban. Germánium-ötvözeteket és germánium-dioxid alapú üvegeket használnak.

A kémiai vegyületekben a germánium általában 2-es és 4-es vegyértéket mutat, míg a 4 vegyértékű germánium vegyületei stabilabbak. Szobahőmérsékleten a germánium ellenáll a levegőnek, víznek, lúgos oldatoknak, híg sósavnak és kénsavnak, de könnyen oldódik vízben és lúgos hidrogén-peroxid oldatban. A salétromsav lassan oxidálódik. Levegőn 500-700°C-ra hevítve a germánium GeO és GeO 2 oxidokká oxidálódik. Németország oxid (IV) - fehér por, t pl 1116°C; vízben való oldhatósága 4,3 g/l (20°C). Kémiai tulajdonságai szerint amfoter, lúgokban és ásványi savakban nehezen oldódik. A GeCl 4-tetraklorid hidrolízise során felszabaduló hidratált csapadék (GeO 3 nH 2 O) kalcinálásával nyerik. A GeO 2 más oxidokkal való fúziója a germánsav származékait - fémgermanátokat (Li 2 GeO 3, Na 2 GeO 3 és mások) - magas olvadáspontú szilárd anyagokat kaphat.

Amikor a germánium halogénekkel reagál, a megfelelő tetrahalogenidek keletkeznek. A reakció legkönnyebben fluorral és klórral megy végbe (már szobahőmérsékleten), majd brómmal (gyenge melegítés) és jóddal (700-800°C-on CO jelenlétében). Az egyik legfontosabb vegyület Németország A GeCl 4 tetraklorid színtelen folyadék; tpl -49,5 °C; olvadáspont: 83,1 °C; sűrűsége 1,84 g/cm3 (20°C). A víz erősen hidrolizál, és oxidált (IV) csapadék válik ki. A fémes Németország klórozásával vagy a GeO 2 tömény sósavval való kölcsönhatásával nyerik. Ismeretesek a németországi GeX2 általános képletű dihalogenidek, GeCl-monoklorid, Ge2Cl6-hexaklór-digermán és németországi oxikloridok (például CeOCl2).

A kén 900-1000 °C-on heves reakcióba lép Németországgal, és GeS2-diszulfidot képez, fehér szilárd anyag, olvadáspont: 825 °C. Leírják a GeS-monoszulfidot és Németország hasonló szelén- és tellúr-vegyületeit is, amelyek félvezetők. A hidrogén enyhén reakcióba lép a germániummal 1000-1100°C-on, így germinum (GeH) X, egy instabil és könnyen illékony vegyület keletkezik. Germanidokat híg sósavval reagáltatva a Ge n H 2n+2 sorozatból Ge 9 H 20-ig terjedő germanohidrogének nyerhetők. A GeH 2 germilén összetétel is ismert. A germánium közvetlenül nem lép reakcióba nitrogénnel, azonban van Ge 3 N 4 nitrid, amelyet ammónia germániumra gyakorolt ​​hatására kapnak 700-800 °C-on. A germánium nem lép kölcsönhatásba a szénnel. A germánium számos fémmel képez vegyületet - germanidokat.

Számos németországi komplex vegyület ismeretes, amelyek egyre fontosabbá válnak mind a germánium analitikai kémiájában, mind pedig előállítási folyamataiban. A germánium komplex vegyületeket képez szerves hidroxil-tartalmú molekulákkal (többértékű alkoholokkal, többbázisú savakkal és másokkal). Heteropolyacids Németországot kaptunk. A IV. csoport más elemeihez hasonlóan Németországra fémorganikus vegyületek képződése jellemző, ilyen például a tetraetil-germán (C 2 H 5) 4 Ge 3.

Kétértékű germánium vegyületei.

Germánium(II)-hidrid GeH 2 . Fehér, instabil por (levegőben vagy oxigénben robbanással bomlik). Reagál lúgokkal és brómmal.

Germánium (II) monohidrid polimer (poligermin) (GeH 2) n . Barnás fekete por. Vízben rosszul oldódik, levegőn azonnal lebomlik és 160 °C-ra melegítve vákuumban vagy inert gáz atmoszférában felrobban. A nátrium-germanid NaGe elektrolízise során keletkezik.

Germánium(II)-oxid GeO. Fekete kristályok alapvető tulajdonságokkal. 500°C-on GeO 2-re és Ge-re bomlik. Vízben lassan oxidálódik. Sósavban kevéssé oldódik. Helyreállító tulajdonságokat mutat. CO 2 hatására fém germániumra, 700-900 °C-ra melegítve, lúgokkal germánium(II)-kloridon, Ge (OH) 2 kalcinálásával vagy GeO 2 redukálásával nyerik.

Germánium-hidroxid (II) Ge (OH) 2. Vörös-narancssárga kristályok. Melegítéskor GeO-vá alakul. Amfoter jelleget mutat. Germánium (II) sók lúgokkal történő kezelésével és germánium (II) sók hidrolízisével nyerik.

Germánium(II)-fluorid GeF 2 . Színtelen higroszkópos kristályok, t pl =111°C. Hevítés közben a GeF 4 gőzeinek germánium fémre gyakorolt ​​hatására keletkezik.

Germánium(II)-klorid GeCl 2. Színtelen kristályok. t pl \u003d 76,4 ° C, t bp = 450 ° C. 460°C-on GeCl 4 -re és fém germániumra bomlik. Vízzel hidrolizálva, alkoholban gyengén oldódik. GeCl 4 gőzök hatására germánium fémre hevítés közben.

Germánium(II)-bromid GeBr 2. Átlátszó tűkristályok. t pl \u003d 122 °C. Vízzel hidrolizál. benzolban kevéssé oldódik. Alkoholban, acetonban oldódik. Germánium(II)-hidroxid és hidrogén-bromid kölcsönhatása révén nyerik. Melegítéskor aránytalanul fémes germániummá és germánium(IV)-bromiddá válik.

Germánium(II)-jodid GeI 2 . Sárga hatszögletű lemezek, diamágneses. t pl =460 kb. C. Kloroformban és szén-tetrakloridban kevéssé oldódik. 210°C fölé hevítve fémes germániumra és germánium-tetrajodidra bomlik. Germánium(II)-jodid hipofoszforsavval történő redukciójával vagy germánium-tetrajodid hőbontásával nyerik.

Germánium(II)-szulfid GeS. Száraz úton érkezett - szürkésfekete ragyogó rombuszos átlátszatlan kristályok. t pl \u003d 615 ° C, sűrűsége 4,01 g / cm3. Vízben és ammóniában kevéssé oldódik. Kálium-hidroxidban oldódik. Nedves-vörös-barna amorf csapadék érkezett, sűrűsége 3,31 g/cm 3 . Ásványi savakban és ammónium-poliszulfidban oldódik. Germánium kénnel való melegítésével vagy hidrogén-szulfid germánium (II) sóoldaton való átengedésével nyerik.

Négyértékű germánium vegyületei.

Germánium(IV)-hidrid GeH 4 . Színtelen gáz (sűrűsége 3,43 g/cm 3 ). Mérgező, nagyon kellemetlen szagú, -88 o C-on forr, -166 o C körül olvad, 280 o C felett termikusan disszociál. A GeH 4-et fűtött csövön átengedve fémes germániumból fényes tükröt nyernek falaira. LiAlH 4 germánium(IV)-klorid éterben történő hatására vagy germánium(IV)-klorid oldat cinkkel és kénsavval történő kezelésével nyerhető.

Germánium-oxid (IV) GeO 2. Két kristályos módosulat formájában létezik (hatszögletű, 4,703 g / cm 3 sűrűséggel és tetraéderes, amelynek sűrűsége 6,24 g / cm 3). Mindkettő légálló. Vízben kevéssé oldódik. t pl \u003d 1116 °C, t kip = 1200 °C. Amfoter jelleget mutat. Az alumínium, magnézium, szén hevítéskor fémes germániummá redukálja. Elemekből szintézissel, germánium sók illékony savakkal való kalcinálása, szulfidok oxidációja, germánium-tetrahalogenidek hidrolízise, ​​alkálifém germanitok savakkal, fém germánium tömény kénsavval vagy salétromsavval történő kezelésével nyerik.

Germánium(IV)-fluorid GeF 4. Színtelen gáz, amely a levegőben füstölög. t pl \u003d -15 kb C, t kip = -37 °C. Vízzel hidrolizál. Bárium-tetrafluor-germanát lebontásával nyerik.

Germánium(IV)-klorid GeCl 4. Színtelen folyadék. t pl \u003d -50 o C, t kip \u003d 86 o C, sűrűsége 1,874 g / cm 3. Vízzel hidrolizálva, alkoholban, éterben, szén-diszulfidban, szén-tetrakloridban oldódik. Germánium klórral való hevítésével és hidrogén-klorid germánium-oxid szuszpenzión (IV) való átvezetésével nyerik.

germánium(IV)-bromid GeBr4. Oktaéderes színtelen kristályok. t pl \u003d 26 o C, t kip \u003d 187 o C, sűrűsége 3,13 g / cm 3. Vízzel hidrolizál. Oldódik benzolban, szén-diszulfidban. Ezt úgy nyerik, hogy brómgőzt vezetnek át hevített fémgermániumon, vagy hidrogén-bromid hatását germánium(IV)-oxidra.

Germánium(IV)-jodid GeI 4 . Sárga-narancssárga oktaéderes kristályok, t pl = 146 ° C, t kip = 377 ° C, sűrűsége 4,32 g / cm 3. 445 °C-on lebomlik. Oldódik benzolban, szén-diszulfidban, és vízben hidrolizál. Levegőben fokozatosan germánium(II)-jodidra és jódra bomlik. Megköti az ammóniát. Jódgőzt fűtött germániumon átvezetve vagy jódhidrogénsav germánium(IV)-oxidon történő hatására nyerik.

Germánium (IV)-szulfid GeS 2. Fehér kristályos por, t pl \u003d 800 ° C, sűrűsége 3,03 g / cm 3. Vízben enyhén oldódik és lassan hidrolizál benne. Ammóniában, ammónium-szulfidban és alkálifém-szulfidokban oldódik. Úgy nyerik, hogy germánium(IV)-oxidot kén-dioxid-áramban kénnel hevítenek, vagy hidrogén-szulfidot germánium(IV)-só-oldaton vezetnek át.

Germánium-szulfát (IV) Ge (SO 4) 2. Színtelen kristályok, sűrűségük 3,92 g/cm 3 . 200 o C-on lebomlik. Szén vagy kén hatására szulfiddá redukálódik. Reagál vízzel és lúgos oldatokkal. Germánium(IV)-klorid kén-oxiddal (VI) való melegítésével nyerjük.

A germánium izotópjai

Öt izotóp található a természetben: 70 Ge (20,55 tömeg%), 72 Ge (27,37%), 73 Ge (7,67), 74 Ge (36,74%), 76 Ge (7,67%). Az első négy stabil, az ötödik (76 Ge) kétszeres béta-bomláson megy keresztül, felezési ideje 1,58×10 21 év. Ezen kívül van még két "hosszú életű" mesterséges: 68 Ge (felezési idő 270,8 nap) és 71 Ge (felezési idő 11,26 nap).

Germánium alkalmazása

A germániumot az optika gyártásában használják. A spektrum infravörös tartományában mutatott átlátszósága miatt a fémes ultranagy tisztaságú germánium stratégiai jelentőséggel bír az infravörös optika optikai elemeinek gyártásában. A rádiótechnikában a germánium tranzisztorok és detektordiódák jellemzői eltérnek a szilíciumokétól, mivel a germániumban alacsonyabb a pn-átmenet triggerfeszültség - 0,4 V, szemben a szilícium eszközök 0,6 V-tal.

További részletekért lásd a germánium alkalmazása című cikket.

A germánium biológiai szerepe

A germánium állatokban és növényekben található. Kis mennyiségű germániumnak nincs élettani hatása a növényekre, de nagy mennyiségben mérgező. A germánium nem mérgező a penészgombákra.

Az állatok számára a germánium alacsony toxicitású. A germániumvegyületeknek nem találtak farmakológiai hatást. A germánium és oxidjának megengedett koncentrációja a levegőben 2 mg / m³, azaz megegyezik az azbesztporéval.

A kétértékű germániumvegyületek sokkal mérgezőbbek.

A szerves germánium szervezetben való eloszlását meghatározó kísérletek során 1,5 órával a szájon át történő beadása után a következő eredmények születtek: nagy mennyiségű szerves germánium található a gyomorban, a vékonybélben, a csontvelőben, a lépben és a vérben. Ráadásul a gyomorban és a belekben található magas tartalma azt mutatja, hogy a vérbe való felszívódásának folyamata elhúzódó hatású.

A vér magas szerves germániumtartalma lehetővé tette Dr. Asai számára, hogy a következő elméletet terjessze elő az emberi szervezetben való hatásmechanizmusáról. Feltételezik, hogy a szerves germánium a vérben a hemoglobinhoz hasonlóan viselkedik, amely szintén negatív töltést hordoz, és a hemoglobinhoz hasonlóan részt vesz a testszövetekben történő oxigénszállítás folyamatában. Ez megakadályozza az oxigénhiány (hipoxia) kialakulását szöveti szinten. A szerves germánium megakadályozza az úgynevezett vér hipoxia kialakulását, amely az oxigént kötni képes hemoglobin mennyiségének csökkenésével (a vér oxigénkapacitásának csökkenésével) következik be, és vérvesztéssel, szén-monoxid-mérgezéssel, sugárzással alakul ki. kitettség. Az oxigénhiányra a legérzékenyebb a központi idegrendszer, a szívizom, a vesék szövetei és a máj.

A kísérletek eredményeként az is kiderült, hogy a szerves germánium elősegíti a gamma interferonok indukcióját, amelyek elnyomják a gyorsan osztódó sejtek szaporodását és aktiválják a specifikus sejteket (T-killereket). Az interferonok fő hatásterületei a szervezet szintjén a vírus- és daganatellenes védelem, a nyirokrendszer immunmoduláló és radioprotektív funkciói.

A kóros szövetek és a betegség elsődleges jeleit mutató szövetek tanulmányozása során azt találták, hogy mindig oxigénhiány és pozitív töltésű hidrogén gyökök jelenléte jellemzi őket H +. A H + ionok rendkívül negatív hatással vannak az emberi test sejtjeire, egészen azok haláláig. A hidrogénionokkal kombinálható oxigénionok lehetővé teszik a sejtek és szövetek hidrogénionok által okozott károsodásának szelektív és lokális kompenzálását. A germánium hidrogénionokra gyakorolt ​​hatása szerves formájának – a szeszkvioxid formájának – köszönhető. A cikk elkészítésekor Suponenko A.N. anyagait használták fel.