Sobre o Germânio
O germânio é um metalóide brilhante, duro, branco-acinzentado no grupo carbono, quimicamente semelhante aos seus vizinhos do grupo estanho e silício. O germânio puro é um semicondutor com aparência semelhante ao silício elementar.
Resumo
Elemento | Germânio |
Número atômico | 32 |
Categoria do elemento | Metalóides |
Fase em STP | Sólido |
Densidade | 5,323 g/cm3 |
Resistência à tração | 135 MPa |
Força de rendimento | 135 MPa |
Módulo de elasticidade de Young | 103 GPa |
Escala de Mohs | 6 |
Dureza Brinell | N/D |
Dureza Vickers | N/D |
Ponto de fusão | 938,3 °C |
Ponto de ebulição | 2820 °C |
Condutividade térmica | 59,9 W/mK |
Coeficiente de Expansão Térmica | 6 µm/mK |
Calor específico | 0,32 J/gK |
Calor de fusão | 36,94 kJ/mol |
Calor da vaporização | 330,9 kJ/mol |
Resistividade elétrica [nanoOhm meter] | 1E9 |
Suscetibilidade Magnética | −76,8e-6 cm3/mol |
Aplicações de Germânio
Na espectroscopia gama, o germânio é preferido devido ao seu número atômico ser muito maior que o silício e o que aumenta a probabilidade de interação de raios gama. Além disso, o germânio tem menor energia média necessária para criar um par elétron-buraco, que é de 3,6 eV para o silício e 2,9 eV para o germânio. Isso também fornece a este último uma melhor resolução em energia. Um semicondutor de germânio grande, limpo e quase perfeito é ideal como contador de radioatividade. No entanto, é difícil e caro fazer cristais grandes com pureza suficiente. Por outro lado, para atingir a máxima eficiência, os detectores devem operar em temperaturas muito baixas de nitrogênio líquido (-196°C), pois em temperatura ambiente o ruído causado pela excitação térmica é muito alto. Como os detectores de germânio produzem a resolução mais alta comumente disponível hoje, eles são usados para medir a radiação em uma variedade de aplicações, incluindo monitoramento pessoal e ambiental para contaminação radioativa, aplicações médicas, ensaios radiométricos, segurança nuclear e segurança de usinas nucleares.
Produção e preço do Germânio
Os preços das matérias-primas mudam diariamente. Eles são impulsionados principalmente pela oferta, demanda e preços de energia. Em 2019, os preços do germânio puro estavam em torno de 3600 $/kg.
Fonte: www.luciteria.com
Propriedades mecânicas do Germânio
Força do Germânio
Na mecânica dos materiais, a resistência de um material é sua capacidade de suportar uma carga aplicada sem falha ou deformação plástica. A resistência dos materiais considera basicamente a relação entre as cargas externas aplicadas a um material e a deformação resultante ou alteração nas dimensões do material. Ao projetar estruturas e máquinas, é importante considerar esses fatores, para que o material selecionado tenha resistência adequada para resistir às cargas ou forças aplicadas e manter sua forma original. A resistência de um material é sua capacidade de suportar esta carga aplicada sem falha ou deformação plástica.
Para tensão de tração, a capacidade de um material ou estrutura de suportar cargas que tendem a se alongar é conhecida como resistência à tração final (UTS). O limite de escoamento ou tensão de escoamento é a propriedade do material definida como a tensão na qual um material começa a se deformar plasticamente, enquanto o ponto de escoamento é o ponto onde a deformação não linear (elástica + plástica) começa.
Veja também: Resistência dos Materiais
Resistência à tração final do Germânio
A resistência à tração final do Germânio é de 135 MPa.
Força de rendimento de Germânio
O limite de escoamento do Germânio é de 135 MPa.
Módulo de elasticidade do Germânio
O módulo de elasticidade de Young do Germânio é 103 GPa.
Dureza do Germânio
Na ciência dos materiais, a dureza é a capacidade de suportar o recuo da superfície (deformação plástica localizada) e arranhões. O teste de dureza Brinell é um dos testes de dureza de indentação, que foi desenvolvido para testes de dureza. Nos testes Brinell, um penetrador esférico duro é forçado sob uma carga específica na superfície do metal a ser testado.
A dureza Brinell do Germânio é aproximadamente N/A.
O método de teste de dureza Vickers foi desenvolvido por Robert L. Smith e George E. Sandland na Vickers Ltd como uma alternativa ao método Brinell para medir a dureza dos materiais. O método de teste de dureza Vickers também pode ser usado como um método de teste de microdureza, que é usado principalmente para peças pequenas, seções finas ou trabalhos de profundidade de caixa.
A dureza Vickers do Germânio é aproximadamente N/A.
A dureza ao risco é a medida de quão resistente uma amostra é à deformação plástica permanente devido ao atrito de um objeto pontiagudo. A escala mais comum para este teste qualitativo é a escala de Mohs, que é usada em mineralogia. A escala Mohs de dureza mineral é baseada na capacidade de uma amostra natural de mineral riscar visivelmente outro mineral.
O Germânio tem uma dureza de aproximadamente 6.
Veja também: Dureza dos Materiais
Germânio – Estrutura Cristalina
Uma possível estrutura cristalina do Germânio é a estrutura cúbica de diamante de face centrada.
Nos metais e em muitos outros sólidos, os átomos estão dispostos em arranjos regulares chamados cristais. Uma rede cristalina é um padrão repetitivo de pontos matemáticos que se estende por todo o espaço. As forças de ligação química causam essa repetição. É esse padrão repetido que controla propriedades como força, ductilidade, densidade, condutividade (propriedade de conduzir ou transmitir calor, eletricidade, etc.) e forma. Existem 14 tipos gerais de tais padrões conhecidos como reticulados de Bravais.
Veja também: Estrutura Cristalina de Materiais
Estrutura Cristalina de Germânio

Propriedades Térmicas do Germânio
Germânio – Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição
O ponto de fusão do Germânio é 938,3 °C.
O ponto de ebulição do Germânio é 2820 °C.
Observe que esses pontos estão associados à pressão atmosférica padrão.
Germânio – Condutividade Térmica
A condutividade térmica do Germânio é 59,9 W/(m·K).
As características de transferência de calor de um material sólido são medidas por uma propriedade chamada condutividade térmica, k (ou λ), medida em W/mK. É uma medida da capacidade de uma substância de transferir calor através de um material por condução. Observe que a lei de Fourier se aplica a toda matéria, independentemente de seu estado (sólido, líquido ou gasoso), portanto, também é definida para líquidos e gases.
Coeficiente de Expansão Térmica do Germânio
O coeficiente de expansão térmica linear do Germânio é de 6 µm/(m·K).
A expansão térmica é geralmente a tendência da matéria de mudar suas dimensões em resposta a uma mudança na temperatura. Geralmente é expresso como uma mudança fracionária no comprimento ou volume por unidade de mudança de temperatura.
Germânio – Calor Específico, Calor Latente de Fusão, Calor Latente de Vaporização
O calor específico do Germânio é 0,32 J/g K.
A capacidade calorífica é uma propriedade extensiva da matéria, o que significa que é proporcional ao tamanho do sistema. A capacidade calorífica C tem a unidade de energia por grau ou energia por kelvin. Ao expressar o mesmo fenômeno como uma propriedade intensiva, a capacidade calorífica é dividida pela quantidade de substância, massa ou volume, portanto a quantidade é independente do tamanho ou extensão da amostra.
O calor latente de fusão do Germânio é 36,94 kJ/mol.
O calor latente de vaporização do Germânio é 330,9 kJ/mol.
Calor latente é a quantidade de calor adicionada ou removida de uma substância para produzir uma mudança de fase. Essa energia quebra as forças atrativas intermoleculares e também deve fornecer a energia necessária para expandir o gás (o pΔV trabalho). Quando o calor latente é adicionado, nenhuma mudança de temperatura ocorre. A entalpia de vaporização é uma função da pressão na qual essa transformação ocorre.
Germânio – Resistividade Elétrica – Suscetibilidade Magnética
A propriedade elétrica refere-se à resposta de um material a um campo elétrico aplicado. Uma das principais características dos materiais é sua capacidade (ou falta de capacidade) de conduzir corrente elétrica. De fato, os materiais são classificados por essa propriedade, ou seja, são divididos em condutores, semicondutores e não condutores.
Veja também: Propriedades Elétricas
A propriedade magnética refere-se à resposta de um material a um campo magnético aplicado. As propriedades magnéticas macroscópicas de um material são consequência das interações entre um campo magnético externo e os momentos de dipolo magnético dos átomos constituintes. Diferentes materiais reagem à aplicação do campo magnético de forma diferente.
Veja também: Propriedades Magnéticas
Resistividade elétrica do Germânio
A resistividade elétrica do Germânio é 1E9 nΩ⋅m.
A condutividade elétrica e seu inverso, a resistividade elétrica, é uma propriedade fundamental de um material que quantifica como o germânio conduz o fluxo de corrente elétrica. A condutividade elétrica ou condutância específica é o recíproco da resistividade elétrica.
Suscetibilidade Magnética do Germânio
A suscetibilidade magnética do Germânio é -76,8e-6 cm3/mol .
No eletromagnetismo, a suscetibilidade magnética é a medida da magnetização de uma substância. A suscetibilidade magnética é um fator de proporcionalidade adimensional que indica o grau de magnetização do germânio em resposta a um campo magnético aplicado.