Germanyum (Ge); periyodik sistemde 6. periyot 4A grubunda yer alan 32 atom numarasına sahip kimyasal elementtir.  Germanyum, elektriksel özellikleri ile elektronik sektörü için stratejik öneme sahip olan germanyum, insan sağlığına katkıları ile de dikkat çeken bir elementtir.

Element 1886 yılında Alman kimyager Clemens Winkler’in sülfiftli mineral olan argirodit üzerindeki deneyleri sırasında keşfedilmiştir. Argirodit minerali üzerinde  birkaç ay boyunca saflaştırma teknikleri uyguladı ve germanyumu izole ederek saf germanyum elde etti, aynı yıl içinde keşfi ile ilgili sonuçları yayınladı. Doğduğu ülke Almanya’ya atfen keşfettiği metalin ismini Latince “Germania” sözcüğünden türeyen “germanyum” olarak belirledi.

Kimyasal özellikleri

Saflaştırılmış germanyum
  • Erime Noktası: 1211.40 °K, 938.25 °C
  • Kaynama Noktası: 3106 °K, 2833 °C
  • Elektron Dizilimi: [Ar] 3d10 4s2 4p2

Germanyum, metaloid element serisinde olup gümüş grisi renktedir. Kristal yapısı elmasa benzer, ametaller ile metaller arasında yarı metal özellikler gösterir ve yarı iletkendir.

Normal şartlarda açık alanda oldukça kararlıdır, halojenlerle şiddetli reaksiyonlara girer. Nitrik asit ve derişik sülfürik asitle çözünür. Su, klorür asidi, seyreltik alkalilerle çözünmez. Saf germanyum, düşük sıcaklıklarda yalıtkandır. Oda sıcaklığında zayıf iletkenlik özelliği gösterir. İnce tozu klor ve kromla yanarak birleşir. Tetra klorür ve getmanyum 4 oksit en önemli iki bileşiğidir ve bunların yanında organik bişelikler de oluşturabilir.

Doğada serbest olarak bulunmaz; nadir olarak, mikro mineral ve tuz olarak bulunur ve çokluk açısından 36. sıradadır. Üretiminin büyük bölümü sülfürlü çinko cevherlerinden sağlanmaktadır. Çinkonun saflaştırılması ve yumuşak katranlı maden kömürünün yakılması sırasında yan ürün olarak elde edilir. Bu yöntemlerle uzun işlemler sonucu elde edilebilmektedir.

Kullanım alanları

Germanyum elementi özellikle 1945 yılından sonra önem kazandı. Yarı iletkenlik özelliklerinden ve saf germanyumun düşük sıcaklıklarda yalıtkan, oda sıcaklığında ise zayıf iletken gibi hareket etmesinden dolayı elektronik sanayi için önemlidir. Transistörlü aletler germanyum ile birlikte yaygın kullanım alanı bulmuştur.

Transistörler ve diyotlar uzun ömürlü araçlar olup, düşük güç kullanıp az miktarda ısı yayarlar. Enerji verildiğinde ısıtılması gereken bir flaman olmadığı için hemen çalışmaya başlarlar ve bu özelliklerinden dolayı radyo ve diğer ses iletim cihazlarında, yüksek voltaj ve yüksek güç kapasitesine sâhib olduğundan da televizyon ve bilgisayarlarda kullanılmaya başlanılmıştır.

Germanyum diyotları ince disk şeklinde ve çok ince telden ibarettir. Bunlar birbirlerine birleştirilir. Bir plastik içine konularak ısı ve nemden korunur. Bu bütün düzen bir mısır tanesi büyüklüğündedir. Transistörlerin, işitme cihazları gibi cihazlarda çok faydalı oldukları ortaya konmuştur. Bilgisayarlarla transistörlerin kullanılması basitleşmiş, aynı zamanda yaygınlaşmıştır.

Germanyum normal ışığa karşı şeffaf olmadığı hâlde, kızılötesi ışınlara karşı şeffaftır. Yüksek kırılma indisine sahip olan germanyum, optik elemanların yapılmasında kullanılır. Camlarda silisyum muhtevası, kısmen veya tamamen germanyum dioksitle değiştirilerek, optik aletlerin özelliklerini değiştirmek mümkündür.

Yüksek kırılma indisine sahip camlar, büyük açı kamera merkezlerinde, mikroskop objektiflerinde kullanılır. Germanyumlu camların kimyasal dirençleri de yüksektir. Isı şoklarına karşı dayanıklıdır. 400 °C’nin altında yumuşamazlar; erime dereceleri yaklaşık 1500 °C civarındadır. Kimyasal davranışları karbonunkine benzer. Bu sebeple organik bileşikleri, bir seri araştırma konusu olmuştur. Germanyumun, su gibi, donma noktası altında hacmi genişler. Alaşımlarında da bu özellik görülür.