锗单质

一: 物理性质

   锗为银白色的脆性金属。具有金刚石晶格。其熔点为1210K，沸点3103K，密度5.38g·cm-3，莫氏硬度为6.25。室温下锗的可塑性很小，加工性能似石英和玻璃，有明显的非金属性质。当液态锗凝固时，体积膨胀5%。超纯单晶锗是重要的半导体材料。

二：化学性质
   锗为两性金属元素，主要生成+2，+4氧化态的化合物，化学活性比硅强。
（1）与水和氧的反应

   在室温条件下，锗很稳定，不与水和氧作用，加热到973K以上时，锗与氧反应生成GeO2：

        Ge + O2 GeO2

（2）与其它非金属的反应

   在加热下，锗能与卤素，硫等反应：

        Ge + 2X2 GeX4（X=F，Cl，Br，I）

        Ge + S GeS

        Ge + 2S GeS2
（3）与酸的反应

   锗不与非氧化性酸反应。但能溶于热的浓硫酸和浓硝酸：
       Ge + 4H2SO4(浓) Ge(SO4)2 + 2SO2↑+ 4H2O
       Ge + 4HNO3(浓) GeO2.H2O + 4NO2↑+ H2O
（4）与碱的反应

   锗同硅相似，与强碱反应放出H2：
        Ge + 2OH- + H2O GeO32- + 2H2↑

在过氧化氢，次氯酸钠等氧化剂存在下，锗能溶解在碱性溶液中生成锗酸盐。

　

锗的氧化物

一：一氧化锗

   GeO为黑色针状晶体，983K即升华。在空气中加热很容易氧化成二氧化锗，而隔绝空气加热则发生歧化反应。

        2GeO + O2 2GeO2

        2GeO Ge + GeO2

   GeO易溶于酸和浓的强碱溶液中，产物都有明显的还原性。

二：二氧化锗

   GeO2有两种晶型，一种是白色四方晶体，熔点1359K，密度6.239g/cm3，不溶于水。另一种是白色六方晶体，熔点1388K，沸点1475K，密度4.228g/cm3，微溶于水，在室温下的溶解度为0.4g/100gH2O。

   GeO2在空气中和加热下都很稳定，难溶于酸，易溶于浓的强碱溶液中生成锗酸盐。

        GeO2 + 2NaOH Na2GeO3(锗酸钠) + H2O

　

锗酸

   Ge(OH)4实际上是以水合氧化物的形式存在，称为锗酸。在Ge(IV)的盐溶液中加碱，或者由GeCl4水解，或者将金属Ge与浓HNO3反应，都可得到锗酸。如：
         GeCl4 + 4H2O Ge(OH)4↓+ 4HCl
这是在制备锗的过程中的一个重要反应，它可以朝两个方向进行，究竟正向进行还是逆向进行，取决于溶液的酸度。生产上利用控制酸度的方法，将GeCl4转变为GeO2，再将GeO2转变为GeCl4，如此反复进行以达到纯化GeO2的目的。    

　

四氯化锗

   GeCl4在常温下为液态，在空气中因水解而发烟。GeCl4溶于乙醇和乙醚，在水中强烈水解，加盐酸可抑制其水解：

        GeCl4 + 4H2O Ge(OH)4 + 4HCl

   GeCl4与NH4Cl或碱金属氯化物作用生成H2[GeCl6]或M2[GeCl6]型的盐：

        GeCl4 + 2NH4Cl (NH4)2[GeCl6]

        GeCl4 + 2HCl H2[GeCl6]

GeCl4是制取Ge或其它锗化合物的中间化合物，也是制光导纤维所需要的一种原料。

　

锗的硫化物

   GeS不能溶解在碱金属硫化物中，但能溶于多硫化铵溶液，因为多硫离子有氧化性，它能将GeS氧化成硫代锗酸盐而溶解。例如
          GeS + S22- GeS32-
 在GeS32-盐溶液中加酸，将析出白色GeS2沉淀：
          GeS32- + 2H+ H2S↑+ GeS2↓
   GeS2能溶解在碱金属硫化物中，生成硫代锗酸盐：

        GeS2 + S2- GeS32-