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32 Ge
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Información general
Nombre, símbolo, número	Germanio, Ge, 32
Serie química	Metaloides
Grupo, período, bloque	14, 4, p
Masa atómica	72,64 u
Configuración electrónica	[Ar] 3d10 4s2 4p2
Dureza Mohs	6
Electrones por nivel	2, 8, 18, 4 (imagen)
Apariencia	Blanco grisáceo
Propiedades atómicas
Radio medio	125 pm
Electronegatividad	2,01 (escala de Pauling)
Radio atómico (calc)	125 pm (radio de Bohr)
Radio covalente	122 pm
Radio de van der Waals	Sin datos pm
Estado(s) de oxidación	+4, 0, -1, -2, -3, -4
Óxido	Anfótero
1.ª energía de ionización	762 kJ/mol
2.ª energía de ionización	1537,5 kJ/mol
3.ª energía de ionización	3302,1 kJ/mol
4.ª energía de ionización	4411 kJ/mol
5.ª energía de ionización	9020 kJ/mol
Líneas espectrales
Propiedades físicas
Estado ordinario	Sólido
Densidad	5323 kg/m3
Punto de fusión	1211,4 K (938 °C)
Punto de ebullición	3093 K (2820 °C)
Entalpía de vaporización	330,9 kJ/mol
Entalpía de fusión	36,94 kJ/mol
Presión de vapor	0,0000746 Pa a 1210 K
Punto crítico	245 K (−28 °C) 365 Pa
Volumen molar	9876 m3/mol
Varios
Estructura cristalina	Cúbica centrada en las caras
Calor específico	320 J/(kg·K)
Conductividad eléctrica	1,45 S/m
Conductividad térmica	59,9 W/(m·K)
Velocidad del sonido	5400 m/s a 293,15 K (20 °C)
Isótopos más estables
Artículo principal: Isótopos del germanio
iso AN Periodo MD Ed PD MeV 68Ge Sintético 270,8 d ε - 68Ga 70Ge 21,23% Estable con 38 neutrones 71Ge Sintético 11,26 d ε - 71Ga 72Ge 27,66%% Estable con 40 neutrones 73Ge 7,73% Estable con 41 neutrones 74Ge 35,94% Estable con 42 neutrones 76Ge 7,44% 1,78 × 1021 a β- -6555666 76Se
Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario.
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El germanio (latín: Germanium) es un elemento químico con número atómico 32, y símbolo Ge perteneciente al período 4 de la tabla periódica de los elementos.^[1]​^[2]​

Es un semimetal blanco grisáceo, brillante, duro y quebradizo en el grupo del carbono, químicamente similar a su grupo vecino, el silicio y el estaño. El germanio puro es un semiconductor con una apariencia similar al silicio elemental. Al igual que el silicio, el germanio reacciona naturalmente y forma complejos con el oxígeno en la naturaleza.

El germanio aparece rara vez en alta concentración, razón por la que fue descubierto relativamente tarde en la historia de la química. El germanio se ubica cerca del quincuagésimo lugar en abundancia relativa de los elementos en la corteza terrestre. En 1869, Dmitri Mendeléyev predijo su existencia y algunas de sus propiedades a partir de su posición en su tabla periódica, y llamó al elemento ekasilicio. Casi dos décadas después, en 1886, el alemán Clemens Winkler encontró el nuevo elemento, junto con plata y azufre, en un mineral poco común llamado argirodita. Aunque el nuevo elemento se parecía un poco al arsénico y al antimonio en apariencia, las proporciones de combinación en los compuestos coincidieron con las predicciones de Mendeleyev para un pariente del silicio. Winkler nombró al elemento en honor a su país, Alemania (en latín, Germania). Hoy en día, el germanio se extrae principalmente de la esfalerita (el mineral principal de zinc), aunque también se recupera comercialmente de los minerales de plata, plomo y cobre.

El germanio elemental se utiliza como semiconductor en transistores y otros dispositivos electrónicos. Históricamente, la primera década de la electrónica de semiconductores se basó completamente en germanio. En la actualidad, los principales usos finales son los sistemas de fibra óptica, la óptica infrarroja, las aplicaciones de células fotoeléctricas y los diodos emisores de luz (LED). Los compuestos de germanio también se utilizan para catalizadores de polimerización y recientemente han encontrado uso en la producción de nanocables. Este elemento forma una gran cantidad de compuestos de organogermanio, como el tetraetilgermanio, útiles en química organometálica. El germanio se considera un elemento crítico para la tecnología.^[3]​

No se cree que el germanio sea un elemento esencial para ningún organismo vivo. Se están investigando algunos compuestos orgánicos complejos de germanio como posibles productos farmacéuticos, aunque ninguno ha tenido éxito hasta ahora. Al igual que el silicio y el aluminio, los compuestos de germanio naturales tienden a ser insolubles en agua y, por lo tanto, tienen poca toxicidad oral. Sin embargo, las sales de germanio solubles sintéticas son nefrotóxicas y los compuestos de germanio sintéticos químicamente reactivos con halógenos e hidrógeno son irritantes y tóxicos.

Es un semimetal, de color blanco grisáceo lustroso, quebradizo, que conserva el brillo a temperaturas ordinarias. Presenta la misma estructura cristalina que el diamante y resiste a los ácidos y álcalis.

Forma gran número de compuestos órganos metálicos y es un importante material semiconductor utilizado en transistores y foto detectores. A diferencia de la mayoría de semiconductores, el germanio tiene una pequeña banda prohibida (band gap) por lo que responde de forma eficaz a la radiación infrarroja y puede usarse en amplificadores de baja intensidad.

Las aplicaciones del germanio se ven limitadas por su elevado costo y en muchos casos se investiga su sustitución por materiales más económicos.

• Fibra óptica.
• Electrónica: radares y amplificadores de guitarras eléctricas usados para recrear sonidos de la primera época del rock and roll; aleaciones de Germanato de Silicio (SiGe) en circuitos integrados de alta velocidad. También se utilizan compuestos sandwich Si/Ge para aumentar la movilidad de los electrones en el silicio (streched silicon).
• Óptica de infrarrojos, en forma de metal, ya que es opaco en la zona de la luz visible, pero transparente en el infrarrojo, entre 2 y 25 micrómetros.^[4]​ Espectroscopios, sistemas de visión nocturna y otros equipos.
• Lentes, con alto índice de refracción, de ángulo ancho y para microscopios.
• En joyería se usa la aleación Au con 12 % de germanio.
• Como elemento endurecedor del aluminio, magnesio y estaño.
• Quimioterapia.
• El tetracloruro de germanio es un ácido de Lewis y se usa como catalizador en la síntesis de polímeros (PET). Actualmente, este es su uso principal.^[4]​

Las propiedades del germanio (del latín Germania, Alemania) fueron predichas en 1871 por Mendeleyev en función de su posición en la tabla periódica, elemento al que llamó eka-silicio. El alemán Clemens Winkler demostró en 1886 la existencia de este elemento, descubrimiento que sirvió para confirmar la validez de la tabla periódica, habida cuenta de las similitudes entre las propiedades predichas y las observadas:

A mediados de 1885, en una mina cerca de Freiberg, Sajonia, se descubrió un nuevo mineral al que se denominó argyrodita por su alto contenido de plata.^[5]​ El químico Clemens Winkler analizó este nuevo mineral, que resultó ser una combinación de plata, azufre y un nuevo elemento. Winkler pudo aislar el nuevo elemento en 1886 y lo encontró similar al antimonio. Inicialmente consideró que el nuevo elemento era eka-antimonio, pero pronto se convenció de que era eka-silicio.^[6]​^[7]​] Antes de que Winkler publicara sus resultados sobre el nuevo elemento, decidió que llamaría a su elemento neptunio, ya que el reciente descubrimiento del planeta Neptuno en 1846 había sido precedido de manera similar por predicciones matemáticas de su existencia.Al igual que la existencia del nuevo elemento, la existencia del planeta Neptuno había sido predicha hacia 1843 por los dos matemáticos John Couch Adams y Urbain Le Verrier, utilizando los métodos de cálculo de la mecánica celeste. Lo hicieron para intentar explicar el hecho de que el planeta Urano, al ser observado muy de cerca, parecía ser arrastrado ligeramente fuera de su posición en el cielo.^[8]​ Sin embargo, el nombre "neptunio" ya se había dado a otro elemento químico propuesto, aunque no al elemento que hoy lleva el nombre de neptunio , que fue descubierto en 1940. R. Hermann publicó en 1877 su descubrimiento de un nuevo elemento por debajo del tantalio en la tabla periódica, al que llamó neptunio, en honor al dios griego de los océanos y los mares.^[9]​^[10]​ Entonces, en cambio, Winkler nombró al nuevo elemento germanio, de la palabra latina, Germania, para Alemania, en honor a su tierra natal. [10] Se demostró empíricamente que la argyrodita es Ag₈GeS₆. Porque este nuevo elemento mostró algunas similitudes con los elementos arsénico.y el antimonio, se estaba considerando su lugar adecuado en la tabla periódica, pero sus similitudes con el elemento "ekasilicio" predicho por Dmitri Mendeleev confirmaron ese lugar en la tabla periódica.^[7]​^[11]​ Con más material de 500 kg de mineral de las minas de Sajonia, Winkler confirmó las propiedades químicas del nuevo elemento en 1887.^[6]​^[7]​^[12]​ También determinó un peso atómico de 72,32 por análisis de tetracloruro de germanio puro (GeCl
4), mientras que Lecoq de Boisbaudran dedujo 72,3 por comparación de las líneas en el espectro de chispa del elemento.^[13]​

Winkler pudo preparar varios compuestos nuevos de germanio, incluidos fluoruros , cloruros , sulfuros , dióxido y tetraetilgermanio (Ge(C₂H₅)₄), el primer organogermanio.^[6]​ Los datos físicos de esos compuestos, que se correspondían bien con las predicciones de Mendeleev, hicieron del descubrimiento una importante confirmación de la idea de Mendeleev sobre la periodicidad de los elementos . Aquí hay una comparación entre la predicción y los datos de Winkler:^[6]​

Se obtiene de yacimientos de plata, zinc y cobre. Los únicos minerales rentables para la extracción del germanio son la germanita (69% de germanio) y garnierita (7-8% de germanio); además está presente en el carbón, la argirodita y otros minerales. La mayor cantidad, en forma de óxido (GeO₂), se obtiene como subproducto de la obtención del zinc o de procesos de combustión de carbón (en Rusia y China se encuentra el proceso en desarrollo).

La purificación del germanio pasa por su tetracloruro que puede ser destilado y luego es reducido al elemento con hidrógeno o con magnesio elemental.

Con pureza del 99,99%, para usos electrónicos se obtiene por refino mediante fusión por zonas resultando cristales de 25 a 35 mm usados en transistores y diodos; con esta técnica las impurezas se pueden reducir hasta 0,0001 ppm.

En 1926 se descubrió que el germanio era semiconductor, pero no se pudo utilizar en la práctica hasta 1942, al obtenerlo a un precio competitivo. El desarrollo de los transistores de germanio a partir de 1947 abrió la puerta a numerosas aplicaciones electrónicas que hoy son cotidianas. Entre 1950 y a principios de los 70, la electrónica constituyó el grueso de la creciente demanda de germanio hasta que empezó a sustituirse por el silicio por su coste muy inferior.^[4]​ Actualmente la gran parte del consumo se destina a fibra óptica (cerca de la mitad), equipos de visión nocturna y catálisis en la polimerización de plásticos, aunque se investiga su sustitución por catalizadores más económicos. En el futuro es posible que se extiendan las aplicaciones electrónicas de las aleaciones silicio-germanio en sustitución del arseniuro de galio especialmente en las telecomunicaciones sin cable.

Además se investigan sus propiedades bactericidas ya que su toxicidad para los mamíferos es escasa.

El germanio tiene cinco isótopos estables siendo el más abundante el Ge-74 (35,94%). Se han caracterizado 18 radioisótopos de germanio, siendo el Ge-68 el de mayor vida media con 270,8 días. Se conocen además 9 estados metaestables.

Algunos compuestos de germanio (tetrahidruro de germanio o germano) tienen una cierta toxicidad en los mamíferos pero son letales para algunas bacterias. También es letal para la taenia.

El germanio se encuentra más comúnmente en la naturaleza como un contaminante de diversos minerales y es obtenido de los residuos de cadmio remanentes del procesado de los minerales de zinc. Las investigaciones toxicológicas han demostrado que el germanio no se localiza en ningún tejido dado que se excreta rápidamente principalmente por la orina. Las dosis excesivas de germanio lesionan los lechos capilares de los pulmones. Produce una diarrea muy marcada que provoca una deshidratación, hemoconcentración, caída de la presión arterial e hipotermia.

• Monóxido de germanio

• Wikimedia Commons alberga una galería multimedia sobre Germanio.
• Enciclopedia libre
• USGS - Estadísticas sobre el germanio (producción, consumo y precios)