Oxid germaničitý - Germanium dioxide - Wikipedia
| |||
| Jména | |||
|---|---|---|---|
| Název IUPAC Oxid germaničitý | |||
| Ostatní jména Oxid germaničitý Germania ACC10380 G-15 Oxid germania Germánský oxid Sůl germania | |||
| Identifikátory | |||
3D model (JSmol ) | |||
| ChemSpider | |||
| Informační karta ECHA | 100.013.801  | ||
PubChem CID | |||
| Číslo RTECS |
| ||
| UNII | |||
Řídicí panel CompTox (EPA) | |||
| |||
| |||
| Vlastnosti | |||
| Geo2 | |||
| Molární hmotnost | 104,6388 g / mol | ||
| Vzhled | bílý prášek nebo bezbarvé krystaly | ||
| Hustota | 4,228 g / cm3 | ||
| Bod tání | 1115 ° C (2039 ° F; 1388 K) | ||
| 4,47 g / l (25 ° C) 10,7 g / l (100 ° C) | |||
| Rozpustnost | rozpustný v HF, nerozpustný v jiné kyselině. Rozpustný za silných alkalických podmínek. | ||
| −34.3·10−6 cm3/ mol | |||
Index lomu (nD) | 1.650 | ||
| Struktura | |||
| šestihranný | |||
| Nebezpečí | |||
| NFPA 704 (ohnivý diamant) | |||
| Bod vzplanutí | Nehořlavé | ||
| Smrtelná dávka nebo koncentrace (LD, LC): | |||
LD50 (střední dávka ) | 3700 mg / kg (potkan, orálně) | ||
| Související sloučeniny | |||
jiný anionty | Germanium disulfid Germanium diselenid | ||
jiný kationty | Oxid uhličitý Oxid křemičitý Oxid cínatý Oxid olovnatý | ||
Související sloučeniny | Oxid germaničitý | ||
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |||
 ověřit (co je   ?) | |||
| Reference Infoboxu | |||
Oxid germaničitý, také zvaný oxid germania, germania, a sůl germania,[1] je anorganická sloučenina s chemickým vzorcem GeÓ2. Je to hlavní komerční zdroj germania. Také se tvoří jako pasivační vrstva na čistém germániu ve styku s atmosférickým kyslíkem.
Struktura
Dva převládající polymorfy GeO2 jsou šestihranné a čtyřúhelníkové. Šestihranný GeO2 má stejnou strukturu jako β-křemen, přičemž germanie má koordinační číslo 4. Tetragonální GeO2 (minerál argutit ) má rutil -jako struktura vidět v stishovite. V tomto motivu má germanium koordinační číslo 6. Amorfní (sklovitá) forma GeO2 je podobný tavený oxid křemičitý.[2]
Oxid germaničitý lze připravit v obou krystalický a amorfní formuláře. Při okolním tlaku je amorfní struktura tvořena sítí GeO4 čtyřstěn. Při zvýšeném tlaku až přibližně 9 GPa germánský průměr koordinační číslo stabilně se zvyšuje ze 4 na přibližně 5 s odpovídajícím zvětšením vzdálenosti vazby Ge-O.[3] Při vyšších tlacích až přibližně 15 GPa germanium koordinační číslo se zvyšuje na 6 a hustá síťová struktura se skládá z GeO6 oktaedra.[4] Když se tlak následně sníží, struktura se vrátí do čtyřboké formy.[3][4] Při vysokém tlaku se rutilová forma převádí na ortorombický CaCl2 formulář.[5]
Reakce
Ohřev oxidu germaničitého práškovým germanium při 1000 ° C oxid germaničitý (GeO).[2]
Hexagonální (d = 4,29 g / cm3) forma oxidu germaničitého je rozpustnější než forma rutilu (d = 6,27 g / cm3) a rozpouští se za vzniku kyseliny germánské, H4Geo4 nebo Ge (OH)4.[6] Geo2 je jen málo rozpustný v kyselině, ale snáze se rozpouští v zásadě germanates.[6]
V kontaktu s kyselina chlorovodíková, uvolňuje těkavé a žíravé látky chlorid germania.
Použití
The index lomu (1.7) a optická disperze Díky vlastnostem oxidu germaničitého je vhodný jako optický materiál pro širokoúhlé objektivy, v optický mikroskop objektivní čočky a pro jádro optických vedení. Vidět Optické vlákno pro specifika výrobního procesu. Germanium i jeho oxid skla, GeO2 jsou transparentní pro infračervený spektrum. Ze skla lze vyrábět infračervená okna a čočky používané pro noční vidění vojenské technologie, luxusní vozidla,[7] a Termografické kamery. Geo2 je upřednostňována před jinými IR průhlednými brýlemi, protože je mechanicky pevná, a proto je preferována pro náročné vojenské použití.[8]
Jako optický materiál se používá směs oxidu křemičitého a oxidu germaničitého („oxid křemičitý“) optická vlákna a optické vlnovody.[9] Řízení poměru prvků umožňuje přesnou kontrolu indexu lomu. Brýle na bázi křemičitého germania mají nižší viskozitu a vyšší index lomu než čistý oxid křemičitý. Germania nahrazena Titania jako dopant křemíku pro křemičitá vlákna, což eliminuje potřebu následného tepelného zpracování, díky kterému jsou vlákna křehká.[10]
Oxid germaničitý se také používá jako a katalyzátor ve výrobě polyethylentereftalát pryskyřice,[11] a pro výrobu dalších sloučenin germania. Používá se jako surovina pro výrobu některých fosfory a polovodičové materiály.
Oxid germaničitý se používá v algakultura jako inhibitor nežádoucích účinků rozsivka růst v kulturách řas, protože kontaminace poměrně rychle rostoucími rozsivkami často brzdí růst původních kmenů řas nebo překonává jejich původ. Geo2 je snadno absorbován rozsivkami a vede k nahrazení křemíku germaniem v biochemických procesech uvnitř rozsivek, což způsobí významné snížení rychlosti růstu rozsivek nebo dokonce jejich úplnou eliminaci, s malým účinkem na druhy bez rozsivek. Pro tuto aplikaci je koncentrace oxidu germaničitého typicky používaného v kultivačním médiu mezi 1 a 10 mg / l, v závislosti na stupni kontaminace a druhu.[12]
Toxicita a lékařství
Oxid germaničitý má nízkou toxicitu, ale ve vyšších dávkách ano nefrotoxický.
Oxid germaničitý se používá jako doplněk germania v některých sporných doplňky stravy a „zázračné léky“.[13] Jejich vysoké dávky vedly k několika případům otravy germániem.
Reference
- ^ „Patentová přihláška USA na esterifikační katalyzátory Patentová přihláška (přihláška č. 20020087027 vydaná 4. července 2002) - Justia Patents Search“. patents.justia.com. Citováno 2018-12-05.
- ^ A b Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemie prvků (2. vyd.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ A b J W E Drewitt; PS losos; A C Barnes; S Klotz; HE Fischer; W A Crichton (2010). "Struktura GeO2 sklo při tlaku do 8,6 GPa ". Fyzický přehled B. 81 (1): 014202. Bibcode:2010PhRvB..81a4202D. doi:10.1103 / PhysRevB.81.014202.
- ^ A b M Guthrie; C A Tulk; C J Benmore; J Xu; J L Yarger; D D Klug; J S Tse; H-k Mao; R J Hemley (2004). "Formace a struktura hustého oktaedrického skla". Dopisy o fyzické kontrole. 93 (11): 115502. Bibcode:2004PhRvL..93k5502G. doi:10.1103 / PhysRevLett.93.115502. PMID 15447351.
- ^ Strukturní vývoj rutilového typu a CaCl2-typ oxidu germaničitého při vysokém tlaku, J. Haines, J. M. Léger, C.Chateau, A. S. Pereira, Fyzika a chemie minerálů, 27, 8, (2000), 575–582,doi:10,1007 / s002690000092
- ^ A b Egon Wiberg, Arnold Frederick Holleman, (2001) Anorganická chemie, Elsevier ISBN 0-12-352651-5
- ^ „The Elements“ C. R. Hammond, David R. Lide, vyd. CRC Handbook of Chemistry and Physics, Edition 85 (CRC Press, Boca Raton, FL) (2004)
- ^ Minerální komoditní profil „Germanium“, US Geological Survey, 2005.
- ^ Robert D. Brown, Jr. (2000). "Germanium" (PDF). Americký geologický průzkum.
- ^ Kapitola III: Optické vlákno pro komunikaci Archivováno 2006-06-15 na Wayback Machine
- ^ Thiele, Ulrich K. (2001). „Současný stav katalýzy a vývoje katalyzátoru pro průmyslový proces polykondenzace poly (ethylentereftalátu)“. International Journal of Polymeric Materials. 50 (3): 387–394. doi:10.1080/00914030108035115.
- ^ Robert Arthur Andersen (2005). Techniky pěstování řas. Elsevier Academic Press. ISBN 9780120884261.
- ^ Tao, S.H .; Bolger, P.M. (Červen 1997). „Hodnocení rizik doplňků germania“. Regulační toxikologie a farmakologie. 25 (3): 211–219. doi:10.1006 / rtph.1997.1098. PMID 9237323.