Germanio

El mundo que rodea al ser humano se encuentra conformado por elementos tangibles e intangibles, es decir, por cosas que se pueden ver y viceversa. La matemática conforma a todo lo cuantificable, la física se encarga de todo lo que se toca y se mueve, mientras que la química se encuentra en la composición de absolutamente todo lo que es visible.

• Símbolo: Ge
• Número atómico: 32
• Grupo: metaloides

¿Qué es el germanio?

El germanio es un elemento químico de la tabla periodicidad, de tipo metálico, color  gris plata, con físicas quebradizas y representado por el símbolo Ge. Se encuentra plenamente distribuido a lo largo de la corteza terrestre con una abundancia parcial de 6,7 partes por millón. El germanio se consigue como un sulfuro o se asociado a los sulfuros minerales de otros elementos, por lo general con los del cobre, del zinc, del plomo, del estaño y del antimonio.

Características del germanio

El germanio es caracterizado por tener una amalgama de tono de blanco y gris brillante, a su vez teniendo una consistencia frágil. Sin embargo, este conserva el brillo fácilmente cuando se le expone a temperaturas normales. Por su parte presenta la misma estructura cristalina que el diamante además de poder resistir a los ácidos y álcalis.

Se encuentra conformado de una gran cantidad de elementos organometaliscos y posee la particularidad de ser un material semiconductor que puede ser utilizado en transistores y fotodetectores.

A su vez, posee características que lo diferencian de otros semiconductores, como por ejemplo el hecho que posee una banda prohibida, a la cual se le da el nombre de band gap, gracias a la cual es capaz de responder rápida y eficazmente a la radiación infrarroja además de poder utilizarse en amplificadores de baja intensidad.

Historia

Las propiedades del germanio, termino el cual provine del latín Germania que se traduce al español neutro como  Alemania, fueron señaladas en 1871 por Mendeleyev con respecto a su posición dentro de la tabla periódica, al mismo elemento deicidio llamarlo eka-silicio.

Quien acaba descubriendo el elemento fue el alemán Clemens Winkler quien lo demostró en 1886 la existencia de este elemento el mismo hallazgo confirmo su aparición dentro de la tabla periódica, debido a las grandes similitudes entre las propiedades del que había sido señalado y el recién descubierto.

Quién descubrió el germanio

El germanio fue descubierto por el químico y científico Clemens Winler, en Alemania para el año 1886. El mismo lo consiguió obtener del mineral “argirodita” debido a que lo encontró en tierras alemanas decidió darle el al recién descubierto elemento químico el nombre “Germania”; termino que procede del Latín y se traduce como Alemania. Sin embargo, este descubrimiento ya había sido previsto por otro científico llamado Madeleiev para el año 1871.

Propiedades

El germanio antiguamente llamado Ekasilico presenta las siguientes propiedades:

• Es un elemento de tipo metálico.
• Se representa con el símbolo Ge.
• Su número atómico es el 32.
• El peso atómico del germanio es el 72,59.
• Su color es plateado.
• Posee físicas quebradizas.
• Su punto de ebullición es 2830ºC o 5130ºF.
• Su punto de fusión es 937.4ºC o 1719ºF.

Para qué sirve

Debido a los altos costos del germanio presenta un uso relativamente limitado y en muchos casos se investiga para sustituir a otros materiales más costosos. Algunos de sus usos son:

• En la fabricación de Fibra óptica.
• Dentro de la Electrónica: En la fabricación de radares, así como en la de amplificadores de guitarras, siendo este un elemento muy presente en los inicios de la era del Rock and Roll para recrear ciertos sonidos, para aleaciones de Germanato de Silicio (SiGe) dentro de circuitos integrados con altas velocidades de respuesta.
• Dentro de la óptica de infrarrojos: En los espectroscopios, en sistemas de visión nocturna militar y en lentes de microscopios especiales.
• En la creación de lentillas con alto índice de refracción de ángulos anchos.
• Dentro de la joyería se usa la aleación Au con 12% de germanio para mejorar el acabado de las piezas y aumentar su valor.
• Dentro de la herrería y la forja como un material para endurecer y reforzar al aluminio, magnesio y estaño.
• Dentro de la medicina en sesiones de quimioterapia.
• Dentro de la química se usa al tetracloruro de germanio el cual es un ácido y se usa como catalizador en la síntesis para sintetizar polímeros.

Dónde se encuentra el germanio

El germanio se puede obtener dentro de  yacimientos de plata, de zinc y de cobre. Por su parte Los únicos minerales recomendados para la extracción del germanio son tanto la germanita (posee un 69% de Ge) como la garnierita (posee 7-8% de Ge); conjuntamente está presente dentro del carbón, la argirodita y otros minerales que posean estructura química similar.

Para obtener la máxima cantidad de germanio que se encuentra en forma de óxido (GeO2), se debe obtener como un subproducto de la obtención del zinc o de procesos de combustión de carbón, sistema que actualmente en China y Rusia se encuentra en fase de desarrollo

Lograr purificar al germanio consta de un proceso en donde se debe pasar por su tetracloruro el cual puede ser destilado y posteriormente es reducido al elemento con hidrógeno o con magnesio elemental. Es así, que se termina consiguiendo un alto nivel de pureza en el elemento, aunque posteriormente tiene que ser sometida a diversos procesos químicos si su fin es ser usado en equipos eléctricos. Esto es alcanzado por un proceso especial de fusión, lo cual resulta en cristales que rondan los 30 milímetros usados en principalmente transistores y diodos.

Importancia

En cuanto a su importancia, hay que destacar el impacto que tuvo el germanio en la tecnología y su desarrollo. Un ejemplo claro de esto son los primeros diodos y transistores que salieron al mercado los cuales no fueron producidos con silicio, sino con germanio semiconductor.

Aunque actualmente los transistores de silicio se puede decir que son superiores al germanio en ciertos aspectos, funcionan solo cuando los materiales con los que trabaja son de alta pureza, por el contrario los transistores de germanio funcionan con materiales de media pureza con los que ya se contaba a mediados del siglo XX, a pleno inicio de la era de los semiconductores.

Por otro lado, el germanio es comúnmente utilizado para la fabricación de semiconductores. Sin embargo, en la actualidad su uso principal se encuentra en las fibras ópticas y en la óptica infrarroja, en los cuales los lentes de germanio parecen ser opacos ante el ojo humano pero son transparentes ante la luz  infrarroja visible.

A su vez, está siendo usado en sales de baño con propósitos medicinales sobretodo dentro de la sociedad Japonesa.