Германий — химический элемент ; он имеет символ Ge и атомный номер 32. Он блестящий, твердо-хрупкий, серовато-белый и внешне похож на кремний . Это металлоид углеродной группы , который по химическому составу подобен своим соседям по группе кремнию и олову . Как и кремний, германий в природе вступает в реакцию с кислородом и образует комплексы с ним .
Поскольку германий редко появляется в высоких концентрациях, он был обнаружен сравнительно поздно после открытия элементов . Германий занимает около 50-го места по относительному распространению элементов в земной коре . В 1869 году Дмитрий Менделеев предсказал его существование и некоторые его свойства , исходя из его положения в своей таблице Менделеева , и назвал элемент экакремнием . В 1886 году Клеменс Винклер из Фрайбергского университета обнаружил новый элемент, наряду с серебром и серой , в минерале аргиродите . Винклер назвал этот элемент в честь страны своего рождения — Германии . Германий добывается в основном из сфалерита (основная цинковая руда ), хотя германий также добывается в промышленных масштабах из серебряных, свинцовых и медных руд .
Элементарный германий используется в качестве полупроводника в транзисторах и различных других электронных устройствах. Исторически первое десятилетие полупроводниковой электроники было полностью основано на германии. В настоящее время основными конечными сферами применения являются оптоволоконные системы, инфракрасная оптика , солнечные элементы и светоизлучающие диоды (СИД). Соединения германия также используются в качестве катализаторов полимеризации , а совсем недавно они нашли применение в производстве нанопроволок . Этот элемент образует большое количество германийорганических соединений , таких как тетраэтилгерманий , полезных в металлоорганической химии . Германий считается технологически важным элементом . [8]
Германий не считается важным элементом для любого живого организма . Подобно кремнию и алюминию, встречающиеся в природе соединения германия, как правило, нерастворимы в воде и, следовательно, обладают небольшой пероральной токсичностью . Однако синтетические растворимые соли германия нефротоксичны , а синтетические химически активные соединения германия с галогенами и водородом являются раздражителями и токсинами.
В своем докладе « Периодический закон химических элементов» в 1869 году русский химик Дмитрий Менделеев предсказал существование нескольких неизвестных химических элементов , в том числе одного, который заполнит пробел в семействе углерода , расположенный между кремнием и оловом . [9] Из-за его положения в периодической таблице Менделеев назвал его экакремнием (Es) и оценил его атомный вес в 70 (позже 72).
В середине 1885 года на руднике недалеко от Фрайберга в Саксонии был обнаружен новый минерал , названный аргиродитом из-за высокого содержания серебра . [примечание 1] Химик Клеменс Винклер проанализировал этот новый минерал, который оказался комбинацией серебра, серы и нового элемента. Винклер смог выделить новый элемент в 1886 году и обнаружил, что он похож на сурьму . Первоначально он считал новым элементом эка-сурьму, но вскоре убедился, что это эка-кремний. [11] [12] Прежде чем Винклер опубликовал свои результаты по новому элементу, он решил, что назовет свой элемент нептунием , поскольку недавнему открытию планеты Нептун в 1846 году аналогичным образом предшествовали математические предсказания ее существования. [примечание 2] Однако название «нептуний» уже было дано другому предложенному химическому элементу (хотя и не тому элементу, который сегодня носит имя нептуний , который был открыт в 1940 году). [примечание 3] Вместо этого Винклер назвал новый элемент германием (от латинского слова Germania , обозначающего Германию) в честь своей родины. [12] Опытным путем было доказано, что аргиродит представляет собой Ag 8 GeS 6 . Поскольку этот новый элемент показал некоторое сходство с элементами мышьяк и сурьма, его правильное место в таблице Менделеева рассматривалось, но его сходство с предсказанным Дмитрием Менделеевым элементом «экасиликон» подтвердило это место в таблице Менделеева. [12] [19] Используя дополнительный материал из 500 кг руды из рудников в Саксонии, Винклер подтвердил химические свойства нового элемента в 1887 году. [11] [12] [20] Он также определил атомный вес 72,32 по формуле анализ чистого тетрахлорида германия ( GeCl
4), а Лекок де Буабодран вывел 72,3 путем сравнения линий искрового спектра элемента. [21]
Винклер смог получить несколько новых соединений германия, в том числе фториды , хлориды , сульфиды , диоксид и тетраэтилгерман (Ge(C 2 H 5 ) 4 ), первый органогерман. [11] Физические данные этих соединений, которые хорошо соответствовали предсказаниям Менделеева, сделали это открытие важным подтверждением идеи Менделеева о периодичности элементов . Вот сравнение прогноза и данных Винклера: [11]
До конца 1930-х годов германий считался металлом с плохой проводимостью . [22] Германий не стал экономически значимым до тех пор, пока в 1945 году не были признаны его свойства электронного полупроводника. Во время Второй мировой войны небольшое количество германия использовалось в некоторых специальных электронных устройствах , в основном в диодах . [23] [24] Первым крупным применением были точечные диоды Шоттки для обнаружения радиолокационных импульсов во время войны. [22] Первые кремний-германиевые сплавы были получены в 1955 году. [25] До 1945 года на плавильных заводах ежегодно производилось лишь несколько сотен килограммов германия, но к концу 1950-х годов годовое мировое производство достигло 40 метрических тонн (44 коротких тонны ). [26]
Разработка германиевого транзистора в 1948 году [27] открыла двери для бесчисленных применений твердотельной электроники . [28] С 1950 по начало 1970-х годов эта область обеспечивала растущий рынок германия, но затем кремний высокой чистоты начал заменять германий в транзисторах, диодах и выпрямителях . [29] Например, компания Fairchild Semiconductor была основана в 1957 году с целью производства кремниевых транзисторов. Кремний обладает превосходными электрическими свойствами, но требует гораздо большей чистоты, которая не могла быть коммерчески достигнута на заре полупроводниковой электроники . [30]
Между тем резко возрос спрос на германий для оптоволоконных сетей связи, инфракрасных систем ночного видения и катализаторов полимеризации . [26] Эти конечные применения составляли 85% мирового потребления германия в 2000 году. [29] Правительство США даже определило германий как стратегический и критически важный материал, призвав обеспечить в 1987 году запасы национальной обороны в объеме 146 тонн (132 тонны ). [26]
Германий отличается от кремния тем, что его запасы ограничены наличием пригодных для эксплуатации источников, а запасы кремния ограничены только производственными мощностями, поскольку кремний добывается из обычного песка и кварца . Если в 1998 году кремний можно было купить менее чем за 10 долларов за кг, [26] цена германия составляла почти 800 долларов за кг. [26]
В стандартных условиях германий представляет собой хрупкий серебристо-белый полуметаллический элемент. [31] Эта форма представляет собой аллотроп , известный как α-германий , который имеет металлический блеск и кубическую кристаллическую структуру алмаза , такую же, как алмаз . [29] В кристаллической форме германий имеет пороговую энергию смещения . [32] При давлениях выше 120 кбар германий становится аллотропным β-германием с той же структурой, что и β- олово . [33] Подобно кремнию, галлию , висмуту , сурьме и воде , германий является одним из немногих веществ, которое расширяется при затвердевании (т.е. замерзании ) из расплавленного состояния. [33]
Германий — полупроводник с непрямой запрещенной зоной , как и кристаллический кремний. Методы зонного рафинирования привели к производству кристаллического германия для полупроводников с примесью всего лишь одной части 10 10 , [34] что делает его одним из самых чистых материалов, когда-либо полученных. [35] Первым полуметаллическим материалом, обнаруженным (в 2005 году), который стал сверхпроводником в присутствии чрезвычайно сильного электромагнитного поля, был сплав германия, урана и родия . [36]
Известно, что чистый германий самопроизвольно выдавливает очень длинные винтовые дислокации , называемые нитевидными нитями германия . Рост этих усов является одной из основных причин выхода из строя старых диодов и транзисторов, изготовленных из германия, поскольку, в зависимости от того, с чем они в конечном итоге соприкасаются, это может привести к короткому замыканию . [37]
Элементарный германий начинает медленно окисляться на воздухе при температуре около 250 °C, образуя GeO 2 . [38] Германий нерастворим в разбавленных кислотах и щелочах , но медленно растворяется в горячих концентрированных серной и азотной кислотах и бурно реагирует с расплавленными щелочами с образованием германатов ( [GeO
3]2-
). Германий встречается в основном в степени окисления +4, хотя известно множество соединений +2. [39] Другие степени окисления редки: +3 встречается в таких соединениях, как Ge 2 Cl 6 , а +3 и +1 встречаются на поверхности оксидов, [40] или отрицательные степени окисления в германидах , например -4 в мг
2Ге . Кластерные анионы германия ( ионы Цинтла ), такие как Ge 4 2- , Ge 9 4- , Ge 9 2- , [(Ge 9 ) 2 ] 6-, получены экстракцией из сплавов, содержащих щелочные металлы и германий, жидким аммиаком в наличие этилендиамина или криптанда . [39] [41] Степени окисления элемента в этих ионах не являются целыми числами — аналогично озонидам O 3 - .
Известны два оксида германия: диоксид германия ( GeO
2, германия) и монооксид германия , ( GeO ). [33] Диоксид GeO 2 можно получить обжигом дисульфида германия ( GeS
2), представляет собой белый порошок, мало растворимый в воде, но реагирующий со щелочами с образованием германатов. [33] Моноксид, оксид германия, может быть получен высокотемпературной реакцией GeO 2 с элементарным Ge. [33] Диоксид (и родственные ему оксиды и германаты) проявляет необычное свойство: он имеет высокий показатель преломления для видимого света, но прозрачность для инфракрасного света. [42] [43] В качестве сцинтиллятора используется германат висмута Bi 4 Ge 3 O 12 (BGO) . [44]
Известны также бинарные соединения с другими халькогенами , например дисульфид ( GeS
2) и диселенид ( GeSe
2), а также моносульфид (GeS), моноселенид (GeSe) и монотеллурид ( GeTe). [39] GeS 2 образуется в виде белого осадка при пропускании сероводорода через сильнокислые растворы, содержащие Ge(IV). [39] Дисульфид хорошо растворим в воде и растворах едких щелочей или щелочных сульфидов. Тем не менее, он не растворяется в кислой воде, что позволило Винклеру открыть элемент. [45] При нагревании дисульфида в токе водорода образуется моносульфид (GeS), который сублимируется в тонкие пластинки темного цвета и металлического блеска и растворим в растворах едких щелочей. [33] При плавлении со щелочными карбонатами и серой соединения германия образуют соли, известные как тиогерманаты. [46]
Известны четыре тетрагалогенида . При нормальных условиях GeI 4 — твердое тело, GeF 4 — газ, остальные — летучие жидкости. Например, тетрахлорид германия GeCl 4 получается в виде бесцветной дымящей жидкости, кипящей при 83,1°С, при нагревании металла с хлором. [33] Все тетрагалогениды легко гидролизуются до гидратированного диоксида германия. [33] GeCl 4 используется в производстве германийорганических соединений. [39] Все четыре дигалогенида известны и в отличие от тетрагалогенидов являются полимерными твердыми веществами. [39] Кроме того, известны Ge 2 Cl 6 и некоторые высшие соединения формулы Ge n Cl 2 n +2 . [33] Получено необычное соединение Ge 6 Cl 16 , содержащее звено Ge 5 Cl 12 со структурой неопентана . [47]
Герман (GeH 4 ) — соединение, сходное по строению с метаном . Известны полигерманы — соединения, подобные алканам , с формулой Ge n H 2 n +2 , содержащие до пяти атомов германия. [39] Германоны менее летучи и менее реакционноспособны, чем их соответствующие кремниевые аналоги. [39] GeH 4 реагирует с щелочными металлами в жидком аммиаке с образованием белых кристаллов MGeH 3 , которые содержат анион GeH 3 - . [39] Гидрогалогениды германия с одним, двумя и тремя атомами галогена представляют собой бесцветные реакционноспособные жидкости. [39]
Первое германийорганическое соединение было синтезировано Винклером в 1887 г.; реакция тетрахлорида германия с диэтилцинком дала тетраэтилгерман ( Ge(C
2ЧАС
5)
4). [11] Органогерманы типа R 4 Ge (где R представляет собой алкил ), такие как тетраметилгерман ( Ge(CH
3)
4) и тетраэтилгерман доступны через самый дешевый доступный предшественник германия, тетрахлорид германия и алкилнуклеофилы. Органические гидриды германия, такие как изобутилгерман ( (CH
3)
2ЧЧЧ
2GeH
3) оказались менее опасными и могут использоваться в качестве жидкого заменителя токсичного германского газа в полупроводниковых приложениях. Известны многие реакционноспособные промежуточные соединения германия: гермильные свободные радикалы , гермилены (аналогичные карбенам ) и гермины (аналогичные карбинам ). [48] [49] О германийорганическом соединении 2-карбоксиэтилгермасесквиоксане впервые сообщалось в 1970-х годах, и какое-то время оно использовалось в качестве пищевой добавки и считалось, что оно, возможно, обладает противоопухолевыми свойствами. [50]
Используя лиганд под названием Eind (1,1,3,3,5,5,5,7,7-октаэтил-s-гидриндацен-4-ил) германий способен образовывать двойную связь с кислородом (германоном). Гидрид германия и тетрагидрид германия очень огнеопасны и даже взрывоопасны при смешивании с воздухом. [51]
Германий встречается в пяти природных изотопах :70
Ге
,72
Ге
,73
Ге
,74
Ге
, и76
Ге
. Из этих,76
Ге
очень слаборадиоактивен, распадается путем двойного бета-распада с периодом полураспада1,78 × 10 21 год .74
Ге
является наиболее распространенным изотопом, его естественная распространенность составляет около 36%.76
Ге
является наименее распространенным с естественной численностью около 7%. [52] При бомбардировке альфа-частицами изотоп72
Ге
будет генерировать стабильную77Се, высвобождая при этом электроны высокой энергии. [53] По этой причине он используется в сочетании с радоном для ядерных батарей . [53]
Также было синтезировано по меньшей мере 27 радиоизотопов с атомной массой от 58 до 89. Наиболее стабильным из них является68
Ге
, распадающийся за счет захвата электронов с периодом полураспада270,95 дней . Наименее стабильным является60
Ге
, с периодом полураспада30 мс . Хотя большая часть радиоизотопов германия распадается путем бета-распада ,61
Ге
и64
Ге
распадаться наβ+замедленная эмиссия протонов . [52] 84
Ге
через87
Ге
изотопы также демонстрируют незначительныеβ−пути распада эмиссии запаздывающих нейтронов . [52]
Германий создается в результате звездного нуклеосинтеза , в основном в результате s-процесса в асимптотических звездах ветви гигантов . S-процесс — это медленный нейтронный захват более легких элементов внутри пульсирующих красных гигантов. [54] Германий был обнаружен в некоторых самых далеких звездах [55] и в атмосфере Юпитера. [56]
Содержание германия в земной коре составляет примерно 1,6 ppm . [57] Лишь немногие минералы, такие как аргиродит , бриартит , германит , рениерит и сфалерит, содержат заметное количество германия. [29] [58] Лишь немногие из них (особенно германит) очень редко встречаются в пригодных для добычи количествах. [59] [60] [61] Некоторые цинк-медно-свинцовые рудные тела содержат достаточно германия, чтобы оправдать извлечение из конечного рудного концентрата. [57] Необычный природный процесс обогащения вызывает высокое содержание германия в некоторых угольных пластах, обнаруженных Виктором Морицем Гольдшмидтом во время обширного исследования месторождений германия. [62] [63] Самая высокая концентрация, когда-либо обнаруженная, была в угольной золе Хартли с содержанием германия до 1,6%. [62] [63] Угольные месторождения возле Силиньхаоте , Внутренняя Монголия , содержат примерно 1600 тонн германия. [57]
В 2011 году во всем мире было произведено около 118 тонн германия, в основном в Китае (80 т), России (5 т) и США (3 т). [29] Германий извлекается как побочный продукт из сфалеритовых цинковых руд, где его концентрация достигает 0,3%, [64] особенно из низкотемпературных осадочных массивных месторождений Zn – Pb – Cu (– Ba ). и карбонатные Zn-Pb месторождения. [65] Недавнее исследование показало, что по крайней мере 10 000 тонн извлекаемого германия содержится в известных запасах цинка, особенно в месторождениях типа Миссисипи-Вэлли , в то время как по крайней мере 112 000 тонн будет найдено в запасах угля. [66] [67] В 2007 году 35% спроса было удовлетворено за счет переработанного германия. [57]
Хотя его производят в основном из сфалерита , он также встречается в серебряных , свинцовых и медных рудах. Другим источником германия является летучая зола электростанций, работающих на угольных месторождениях, содержащих германий. Россия и Китай использовали его как источник германия. [69] Российские месторождения расположены на дальнем востоке острова Сахалин и к северо-востоку от Владивостока . Месторождения в Китае расположены главным образом в буроугольных рудниках вблизи Линьцана , Юньнань ; Уголь также добывается недалеко от Силиньхаоте во Внутренней Монголии . [57]
Рудные концентраты преимущественно сульфидные ; они превращаются в оксиды путем нагревания на воздухе в процессе, известном как обжиг :
Часть германия остается в образующейся пыли, а остальная часть превращается в германаты, которые затем выщелачиваются (вместе с цинком) из огарка серной кислотой. После нейтрализации в растворе остается только цинк, а германий и другие металлы выпадают в осадок. После удаления части цинка из осадка вельц-процессом оставшийся вельц-оксид выщелачивают во второй раз. Диоксид получают в виде осадка и превращают с помощью газообразного хлора или соляной кислоты в тетрахлорид германия , который имеет низкую температуру кипения и может быть выделен перегонкой: [ 69]
Тетрахлорид германия либо гидролизуется до оксида (GeO 2 ), либо очищается фракционной перегонкой, а затем гидролизуется. [69] Высокочистый GeO 2 теперь пригоден для производства германиевого стекла. Он восстанавливается до элемента путем реакции с водородом, в результате чего образуется германий, пригодный для инфракрасной оптики и производства полупроводников:
Германий для производства стали и других промышленных процессов обычно восстанавливают с помощью углерода: [70]
По оценкам, основные конечные области применения германия в 2007 году во всем мире составили: 35% для волоконной оптики , 30% для инфракрасной оптики , 15% для катализаторов полимеризации и 15% для электроники и солнечной энергетики. [29] Остальные 5% пошли на такие применения, как люминофор, металлургия и химиотерапия. [29]
Примечательными свойствами германия (GeO 2 ) являются его высокий показатель преломления и низкая оптическая дисперсия . Это делает его особенно полезным для широкоугольных объективов камер , микроскопии и сердцевины оптических волокон . [71] [72] Он заменил титан в качестве легирующей добавки для кварцевого волокна, исключив последующую термообработку, которая делала волокна хрупкими. [73] В конце 2002 года волоконно-оптическая промышленность потребляла 60% годового потребления германия в США, но это менее 10% мирового потребления. [72] GeSbTe — это материал с фазовым переходом , используемый из-за его оптических свойств, например, тот, который используется в перезаписываемых DVD . [74]
Поскольку германий прозрачен в инфракрасном диапазоне, он является важным инфракрасным оптическим материалом, из которого можно легко разрезать и полировать линзы и окна. Он особенно используется в качестве передней оптики в тепловизионных камерах , работающих в диапазоне от 8 до 14 микрон , для пассивного тепловидения и для обнаружения горячих точек в военных приложениях, мобильных системах ночного видения и пожаротушения. [70] Он используется в инфракрасных спектроскопах и другом оптическом оборудовании, требующем чрезвычайно чувствительных инфракрасных детекторов . [72] Он имеет очень высокий показатель преломления (4,0) и должен быть покрыт просветляющими веществами. В частности, очень твердое специальное просветляющее покрытие из алмазоподобного углерода (DLC) с показателем преломления 2,0 хорошо сочетается и создает алмазотвердую поверхность, способную противостоять значительному воздействию окружающей среды. [75] [76]
Германий можно легировать кремнием , а кремний-германиевые сплавы быстро становятся важным полупроводниковым материалом для высокоскоростных интегральных схем. Схемы, использующие свойства гетеропереходов Si-SiGe , могут работать намного быстрее, чем те, в которых используется только кремний. [77] SiGe-чипы, обладающие высокоскоростными свойствами, могут быть изготовлены с использованием недорогих, хорошо зарекомендовавших себя технологий производства кремниевых чипов . [29]
Высокоэффективные солнечные панели являются основным применением германия. Поскольку германий и арсенид галлия имеют почти одинаковую постоянную решетки , германиевые подложки можно использовать для изготовления солнечных элементов из арсенида галлия . [78] Германий является основой пластин для высокоэффективных многопереходных фотоэлектрических элементов для космического применения, таких как марсоходы для исследования Марса , в которых на германиевых элементах используется арсенид галлия с тройным переходом. [79] Светодиоды высокой яркости, используемые в автомобильных фарах и для подсветки ЖК-экранов, также являются важным применением. [29]
Подложки германий-на-изоляторе (GeOI) рассматриваются как потенциальная замена кремния в миниатюрных чипах. [29] Недавно появилась информация о КМОП-схеме на основе подложек GeOI. [80] Другие области применения в электронике включают люминофоры в люминесцентных лампах [34] и твердотельные светодиоды (LED). [29] Германиевые транзисторы до сих пор используются в некоторых педалях эффектов музыкантами, которые хотят воспроизвести характерный тональный характер «фузз»-тона ранней эпохи рок-н-ролла , в первую очередь в Dallas Arbiter Fuzz Face . [81]
Германий изучался как потенциальный материал для имплантируемых биоэлектронных датчиков, которые резорбируются в организме без образования вредного газообразного водорода, заменяя реализации на основе оксида цинка и индия-галлия-цинка . [82]
Диоксид германия также используется в катализаторах полимеризации при производстве полиэтилентерефталата ( ПЭТ). [83] Высокий блеск этого полиэстера особенно предпочтителен для ПЭТ-бутылок, продаваемых в Японии. [83] В США германий не используется в качестве катализаторов полимеризации. [29]
Из-за сходства кремнезема (SiO 2 ) и диоксида германия (GeO 2 ) неподвижная фаза кремнезема в некоторых газовых хроматографических колонках может быть заменена GeO 2 . [84]
В последние годы германий все чаще используется в сплавах драгоценных металлов. Например, в сплавах стерлингового серебра он уменьшает накипь , повышает устойчивость к потускнению и улучшает дисперсионное твердение. Устойчивый к потускнению серебряный сплав под торговой маркой Argentium содержит 1,2% германия. [29]
Полупроводниковые детекторы , изготовленные из монокристаллического германия высокой чистоты, могут точно идентифицировать источники радиации, например, в службах безопасности аэропортов. [85] Германий полезен для монохроматоров для линий луча , используемых в монокристаллическом рассеянии нейтронов и синхротронной дифракции рентгеновских лучей. Отражательная способность имеет преимущества перед кремнием в приложениях с нейтронами и рентгеновскими лучами высоких энергий . [86] Кристаллы германия высокой чистоты используются в детекторах для гамма-спектроскопии и поиска темной материи . [87] Кристаллы германия также используются в рентгеновских спектрометрах для определения фосфора, хлора и серы. [88]
Германий становится важным материалом для спинтроники и спиновых квантовых вычислений . В 2010 году исследователи продемонстрировали спиновый транспорт при комнатной температуре [89] , а совсем недавно было показано, что спины донорных электронов в германии имеют очень длительное время когерентности . [90]
Благодаря использованию в современной электронике и оптике германий считается технологически критически важным элементом (например, Европейским Союзом ), необходимым для осуществления перехода к «зеленой» и цифровой технологии . Поскольку Китай контролирует 60% мирового производства германия, он занимает доминирующее положение в мировых цепочках поставок. 3 июля 2023 года Китай внезапно ввел ограничения на экспорт германия (и галлия ), что усилило торговую напряженность с западными союзниками. Ссылаясь на «интересы национальной безопасности», министерство торговли Китая сообщило, что компаниям, которые намерены продавать продукцию, содержащую германий, потребуется экспортная лицензия. [91] Он рассматривает такие продукты как предметы «двойного назначения», которые могут иметь военные цели и, следовательно, требуют дополнительного уровня надзора. Новый спор открыл новую главу во все более ожесточенной технологической гонке, в которой Соединенные Штаты и, в меньшей степени, Европа столкнулись с Китаем. США хотят, чтобы их союзники жестко ограничили или полностью запретили передовые электронные компоненты , поставляемые на китайский рынок, чтобы помешать Пекину обеспечить глобальное технологическое превосходство. Китай отрицал какие-либо взаимные намерения, стоящие за ограничениями на экспорт германия. [92] [93] [94] После экспортных ограничений Китая российская государственная компания Ростех объявила об увеличении производства германия для удовлетворения внутреннего спроса. [95]
Германий не считается необходимым для здоровья растений и животных. [96] Германий в окружающей среде практически не оказывает воздействия на здоровье. В первую очередь это связано с тем, что он обычно встречается только в виде микроэлемента в рудах и углеродосодержащих материалах, а в различных промышленных и электронных приложениях используются очень небольшие количества, которые вряд ли попадут в организм. [29] По тем же причинам, германий для конечного использования мало влияет на окружающую среду как биологическая опасность. Некоторые реакционноспособные промежуточные соединения германия ядовиты (см. меры предосторожности ниже). [97]
Добавки германия, изготовленные как из органического, так и из неорганического германия, продаются как альтернативное лекарство , способное лечить лейкемию и рак легких . [26] Однако медицинских доказательств пользы нет ; некоторые данные свидетельствуют о том, что такие добавки активно вредны. [96] Исследование Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) пришло к выводу, что неорганический германий при использовании в качестве пищевой добавки «представляет потенциальную опасность для здоровья человека ». [50]
Некоторые соединения германия применялись практикующими врачами альтернативной медицины в виде растворов для инъекций, не разрешенных FDA. Растворимые неорганические формы германия, использованные вначале, особенно цитрат-лактатная соль, приводили к некоторым случаям почечной дисфункции, стеатозу печени и периферической невропатии у людей, принимавших их в течение длительного времени. Концентрация германия в плазме и моче у этих людей, некоторые из которых умерли, была на несколько порядков выше эндогенных уровней. Более поздняя органическая форма, бета-карбоксиэтилгерманий сесквиоксид ( пропагерманий ), не проявляла такого же спектра токсических эффектов. [98]
Некоторые соединения германия малотоксичны для млекопитающих , но оказывают токсическое действие на некоторые бактерии . [31]
Хотя использование германия само по себе не требует мер предосторожности, некоторые из искусственно полученных соединений германия весьма реакционноспособны и представляют непосредственную опасность для здоровья человека при воздействии. Например, тетрахлорид германия и германий (GeH 4 ) представляют собой жидкость и газ соответственно и могут вызывать сильное раздражение глаз, кожи, легких и горла. [99]
{{cite book}}
: |journal=
игнорируется ( помощь )Выберите 2008 год
{{cite web}}
: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ){{cite web}}
: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ){{cite book}}
: |journal=
игнорируется ( помощь )