Germanium

Germanium, Symbol Ge, in kristalliner Form hartes, grauweißes Element mit der Ordnungszahl 32, das in der vierten Hauptgruppe des Periodensystems steht. Auf Grund seiner metallischen sowie nichtmetallischen Eigenschaften wird Germanium zu den Halbmetallen gezählt.

Bereits 1871 sagte der russische Chemiker Dmitrij Mendelejew anhand seines Periodensystems Germanium voraus. Mendelejew stützte seine Vermutung u. a. auch auf das chemische Verhalten der Elemente Silicium und Zinn, denn nach seiner Auffassung sollte das neue Element genau zwischen diesen beiden stehen; deshalb gab er dem Halbmetall den Namen Eka-Silicium. Die eigentliche Entdeckung gelang schließlich 1885 dem deutschen Chemiker Clemens Alexander Winkler. Winkler fand das Halbmetall in dem Silbersulfiderz Agyrodit und gab ihm den heute gültigen Namen.

Germanium steht zusammen mit Kohlenstoff, Silicium, Zinn und Blei in der vierten Hauptgruppe und bildet wie diese Elemente auch organische Abkömmlinge, z. B. Tetraethyl- und Tetraphenylgermanium. Außerdem existieren von Germanium Hydride (in Analogie zu den Kohlenstoffverbindungen der Alkanreihe): Germaniumtetrahydrid oder Monogerman (GeH₄), Germaniumhexahydrid (Ge₂H₆) und Germaniumoctahydrid (Ge₃H₈) (siehe Chemie, organische). Die wichtigsten Germaniumverbindungen sind das Oxid GeO₂ (Germaniumdioxid) und die Halogenide. Durch Destillation des Germaniumtetrachlorids kann man Germanium von anderen Metallen abtrennen.

Germanium steht an 54. Stelle in der Häufigkeit der in der Erdkruste vorkommenden Elemente. Es schmilzt bei etwa 937 °C, siedet bei 2 830 °C und besitzt eine relative Dichte von 5,3; seine Atommasse beträgt 72,59 u.

Germanium tritt in kleinen Mengen in den Erzen von Silber, Kupfer und Zink auf. Das Mineral Germanit enthält etwa acht Prozent Germanium. Germanium und seine Verbindungen werden auf unterschiedlichste Weise eingesetzt. Speziell hergestellte Germaniumkristalle können sich so anordnen, dass sie elektrische Ströme nur in einer Richtung durchlassen. In dieser Form setzte man das Halbmetall nach dem 2. Weltkrieg in großem Umfang in Detektoren für ultrahochfrequente Radio- und Radarsignale ein. Außerdem werden Germaniumkristalle in der Halbleitertechnik verwendet. Germanium war das erste Metall, das im Transistor – dem elektronischen Bauteil mit einem viel geringeren Stromverbrauch als die Vakuumröhre – zur Anwendung kam. Germaniumoxid wird bei der Herstellung von optischem Glas und als Medikamentbestandteil bei der Behandlung von perniziöser Anämie verwendet.