| Диоксид германия | |
| Общие | |
|---|---|
| Систематическое наименование | Оксид германия(IV) |
| Сокращения | ACC10380, G-15 |
| Химическая формула | GeO2 |
| Физические свойства | |
| Состояние (ст. усл.) | белый порошок, бесцветные кристаллы |
| Молярная масса | 104.61 г/моль |
| Плотность | 4.228 г/см³ |
| Термические свойства | |
| Температура плавления | 1116[1] °C |
| Температура кипения | 1200[1] °C |
| Оптические свойства | |
| Показатель преломления | 1,7 |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 1310-53-8 |
| RTECS | LY5240000 |
Оксид германия(IV) (диоксид германия, двуокись германия) представляет собой бинарное неорганическое химическое соединение германия с кислородом. Химическая формула .
Содержание |
Формы диоксида германия очень сильно схожи с диоксидом кремния. Существует в виде двух кристаллических модификаций и третьей — аморфной:
Тетрагональный диоксида германия при 1033 °C переходит в гексагональную форму. ΔHα → β = 21,6 кДж/моль.
| Показатель | Кристаллическая модификация | Стеклообразный GeO2 | |
| α | β | ||
| T.пл., °C | 1086 | 1115 | — |
| Плотн., г/см³ | 6,277 | 4,28 | 3,667 |
| K−1 | 5,36·10−5(298—698 K) | 9,5·10−6(298—798 K) | 7,5·10−6(298—698 K) |
| ΔHпл., кДж/моль | 21,1 | 17,6 | — |
| S°298, Дж/(моль·К) | 39,71 | 55,27 | 69,77 |
| С°p, Дж/(моль·К) | 50,17 | 52,09 | 53 |
| ΔHобр., кДж/моль | -580,15 | -554,7 | -539,00 |
Получают двуокись германия гидролизом GeCl4 с последующей просушкой и прокаливанием осадка при 900 °C. При этом обычно образуется смесь аморфного и гексагонального GeO2.
При температуре выше 700 °C при помощи окисления германия получается двуокись германия:
Гидролизом сульфид германия(IV) в кипящей воде:
Растворяя германий в разбавленной азотной кислоте:
Окислением сульфида германия(II) концентрированной горячей азотной кислотой:
Гидролизом или окислением германоводородов:
Разрушение германатов разбавленной азотной кислотой:
α-GeO2 и аморфный GeO2 химически более пассивны, поэтому химические свойства описывают для β-GeO2.
Нагревание диоксида германия при температуре 1000 °C дает оксид германия (GeO) [3]:
Восстанавливается водородом и углеродом до металлического германия при нагревании:
Диоксид германия растворяется в воде, образуя слабую метагерманиевую кислоту:
Растворяется в щелочах, с разбавленными образует соли метагерманиевой кислоты, с концентрированными — ортогерманиевой:
Серый нитрид германия (Ge3N4) может быть получен действием NH3 на металлический германий (или GeO2) при 700 °C[4]:
Взаимодействует с галогеноводородами:
При нагревании разрушает соли более слабых кислот с образованием германатов:
С окислами щелочных металлов, в зависимости от их количества, образует различные германаты:
Двуокись германия является промежуточным продуктом при производстве чистого германия и его соединений.
Двуокись германия имеет показатель преломления ~1,7, что позволяет использовать его в качестве оптического материала для широкоугольных объективов и в линзах объективов оптических микроскопов. Прозрачен в инфракрасном диапазоне спектра.
Смесь диоксида кремния и диоксида германия используется в качестве материала для оптических волокон [5]. Изменяя соотношения компонентов позволяет точно управлять преломлением света. Двуокись германия позволяет заменить диоксид титана в качестве легирующей примеси, что исключает необходимость в последующей термической обработке, которая делает волокно хрупким.[6]
Двуокись германия также используется в качестве катализатора при производстве полиэтилентерефталовой смолы [7].
Используется в качестве сырья для производства некоторых люминофоров и полупроводниковых материалов.
Двуокись германия имеет низкую токсичность, но при более высоких дозах является нефротоксином. Двуокись германия используется в некоторых БАДах[8].
Оксид германия(IV).
