Германий (Ge) в таблице Менделеева: период, группа, масса

Теория:

Германий (Ge) в периодической системе: 4‑й период, 14‑я группа (по устаревшей классификации — IV A), атомная масса 72,63 а.е.м.

Занимает положение в 4‑м периоде, что определяет его принадлежность к полуметаллам (металлоидам).

Германий — один из немногих элементов, существование которых было предсказано Д. И. Менделеевым (как «экасилиций») до его фактического открытия.

Являясь химическим аналогом кремния и олова, он входит в состав p-элементов, располагаясь в правой части таблицы Менделеева на границе между металлами и неметаллами.

Нахождение Германия в 14‑й группе и особенности строения его внешней оболочки обуславливают его ключевые параметры:

Наиболее характерные валентности II и IV.

А также стратегическое применение в производстве полупроводников, волоконной оптики и инфракрасной техники.

Структура атома подтверждается его электронной формулой (конфигурацией):

[Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p².

На которой наглядно можно определить его положение как p-блочного элемента, у которого заполняется 4p-подуровень.

Германий элемент таблицы Менделеева который можно определить на основании закона периодичности: положение в ряду полупроводников период 4, группа 14, а также по его порядковому номеру (Z = 32).

Содержание страницы

Как определить положение Германия в Таблице Менделеева

Локация германия в таблице описывается характеристиками его атомного ядра — его «химическим аттестатом» (паспортом):

Порядковый номер (атомный номер).
Наименование (название) элемента.
Группа (14-я группа, подгруппа углерода).
Период (горизонтальный ряд).
Электронное семейство (германий — p‑элемент).

Порядковый номер / атомный номер (Z = 32)

Служит уникальным кодом элемента в системе.
В ядре — 32 протона; в нейтральной оболочке — 32 электрона.
Электронное строение: [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p².

Важно: Германий является классическим полупроводником. Его электрическая проводимость сильно зависит от температуры и наличия примесей, что сделало его основой первых транзисторов.

Название и символ

Название: «германий» (в честь Германии, родины первооткрывателя).
Символ: Ge.
Примечание: Открыт Клеменсом Винклером в 1886 году в минерале аргиродите. В чистом виде — хрупкий, серебристо-белый металлоид с металлическим блеском.

Чтобы определить германий, можно воспользоваться его полной электронной формулой и сложить показатели степени — их сумма будет равна 32.

Группа (14 / IV A)

Расположен в 14‑й группе. В периодической системе германий находится в одной вертикальной колонке с кремнием (сверху) и оловом (снизу).

Химический потенциал:

Валентность германия: типичные валентности II и IV.
Степень окисления: +4 (наиболее устойчивая) и +2. Соединения германия широко используются в современной микроэлектронике.

Период (4‑й)

Находится в 4‑м периоде — его электроны распределены по четырем энергетическим уровням.

Влияние на свойства:

Химическая активность: Германий устойчив к воздействию воздуха и воды при комнатной температуре, растворяется только в сильных окислителях.
Техническое значение: Прозрачность германия в инфракрасном диапазоне делает его незаменимым для линз приборов ночного видения.

Все значения элементов в полной сводной таблице параметров химических элементов (Z, Ar, Группа, Период).

Относительная атомная масса (Ar)

Ar(Ge) ≈ 72,63 а.е.м.
Определение: среднее значение массы природных изотопов, которых у германия пять (наиболее распространенный — германий-74).

Все значения для всех элементов можно узнать в таблице атомных масс.

p‑Элемент (электронное семейство)

Заполняющимся является 4p‑подуровень (4p²).

Специфика блока: Как p-элемент IV группы, германий проявляет амфотерные свойства с преобладанием неметаллических признаков, что характерно для элементов «диагонали Менделеева».

Определение энергетических уровней Германия по Таблице Менделеева

Положение Германия (Ge) в системе Менделеева — это готовый «паспорт» его внутреннего устройства.

1. 4-й период (Количество этажей)

Номер периода определяет число электронных слоев.

Итог: У Германия 4 энергетических уровня.

2. Список «жильцов» (Распределение электронов)

Атомный номер Германия — 32. Его 32 электрона распределены по уровням следующим образом:

Ge ) 2 ) 8 ) 18 ) 4

3. 14-я группа (Химический характер)

Германий — элемент главной подгруппы IV группы (или 14-й группы).

p-элемент: Относится к семейству углерода.
Полупроводниковые свойства: Занимает промежуточное положение между металлами и диэлектриками.

Проверка знаний: Как определить германий по таблице Менделеева

Выберите три верных тезиса, которые однозначно характеризуют Германий (Ge) в структуре таблицы.

1) Порядковый номер элемента — 32.

2) Находится в 4-м периоде, 14-й группе.

3) Является p-элементом с высшей валентностью IV.

4) Относится к инертным газам.

5) Жидкий металл при комнатной температуре.

6) Является элементом 1-й группы (щелочным металлом).

Показать верные ответы и пояснения

Правильные ответы: 1, 2, 3

1) Номер 32. Соответствует количеству протонов в ядре.
2) 4-й период, 14-й группа. Его координаты в системе Менделеева.
3) p-элемент. На внешнем уровне 4 электрона ($4s^2 4p^2$).
4) Ошибка. Инертные газы — это 18-я группа.
5) Ошибка. Германий — твердое кристаллическое вещество.
6) Ошибка. В 1-й группе находятся активные металлы, германий же полупроводник.

Для полноценного понимания свойств, добычи и применения этого полупроводника, переходите к нашей главной статье: германий химический элемент.

Часто задаваемые вопросы:

Где находится Германий в таблице Менделеева?

Германий расположен в 4-м периоде, 14-й группе. Его порядковый номер — 32.

Сколько у него электронных уровней?

У германия 4 энергетических уровня.

Электронная схема: 2, 8, 18, 4.

К какому электронному семейству относится германий?

Германий является p-элементом. Его внешние электроны находятся на s- и p-орбиталях четвертого уровня.