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ge是什么元素1
红外夜视仪
近期,乌克兰局势持续动荡,牵动着全世界人民的心。一觉醒来,局势又有了新的进展和变化。通过媒体,我们可以看到很多夜晚作战的画面。冷兵器时代,由于光线不足,士兵夜晚作战的限制很大。夜晚对现代军事行动的限制却越来越小,因为红外光学成像系统已经成为军人在黑夜中的眼睛,让人人都有“夜视眼”。红外导航与瞄准装备让战机在夜间或能见度较低的条件下也能行动自如,红外热像仪成为士兵夜色正浓时进行军事行动的秘密武器。而锗正是红外光学成像系统不可或缺的原材料。
锗金属
锗,化学符号是Ge,在化学元素周期表中位于第4周期、第IVA族,在地壳中的含量约为0.0007%,并不算最少,却非常分散,是一种典型的稀有分散元素。
1886年,德国化学家文克勒在分析矿物时,意外发现了锗,并以德国的拉丁名(germania)命名新元素为“germanium”,元素符号定为Ge。
锗是银灰色硬而脆的半导电金属,化学性质稳定,常温下不与空气作用。金属锗及其化合物具备良好的半导体性质、优良的红外光学性质和对微波的良好透过性等特质。据美国地质调查局(USGS)数据显示,全球锗的消费结构中光纤通信行业占30%,红外光学占20%,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)占20%,太阳能及电子领域占15%,医学等其他领域占15%。从这些数据中不难看出,锗在光纤通信、红外光学、半导体、航空航天、太阳能电池、化学催化剂和生物医学等领域都有广泛而重要的应用,是一种重要的战略资源。
天宫一号空间站
为什么锗的含量不多,应用领域却不少呢?这与锗元素的两面性息息相关。
锗虽属于金属,却具有许多类似于非金属的性质。
在元素周期表中可以清楚地看到,锗位于金属元素与非金属元素的分界线上,而分界线附近的元素常常兼具金属性和非金属性。
1991年的海湾战争是人类历史上第一次现代化战争,双方相差悬殊的战损比直接影响了人们对战争的看法,是传统机械化战争与现代信息化战争的分水岭,也是世界军事变革的分水岭,开创的战争模式和思路至今依然是各国军队所效仿的范本。说到海湾战争不得不提到首次亮相的武器“新秀”——红外热像系统。
红外监测仪
夜间低空红外导航与瞄准系统首次在实战中大规模应用,成为战机夜间作战的“眼睛”,使得士兵在黑夜也能如同白昼一样行动自如。
此后,各国军队均开始大批量装备红外热成像装备。而红外雷达、红外探测器、夜视仪、红外跟踪仪中关键的透镜、棱镜、窗口、滤光片等光学元器件材料的制造均离不开锗。
民用领域中,高清红外探测相机可以拍摄珍稀野生动物夜间活动影像,有助于人们更好地了解和保护野生动物,为生物多样性作出贡献。
此外,人类在浩瀚无垠的太空中探索宇宙也离不开锗。锗基太阳能电池具有良好的抗空间辐射和耐高温性能,更高的光电转化效率和更低的发电成本,广泛应用于空间站等领域。锗还是航空航天飞行器的“眼睛”——红外跟踪仪器的镜头组成材料。
锗在光纤中有所应用
在互联网时代,想必大家都有这样的经历,看新闻时加载进度条的迟迟不动让人心烦气躁,刷视频时的卡顿让人抓耳挠腮,运营商升级带宽则可解决上述问题。如果说宽带就是信息通信的“道路”,那光纤则是道路中的“高速公路”,而锗正是高速公路的“铺路石”。四氯化锗可以用于制作光纤预制棒,发挥掺杂作用和光电转化作用,是制作光纤必不可少的原材料。
光纤是被广泛采用的通信导体,且目前没有其他产品可以替代。21世纪以来全球光纤需求年增长率高达20%,尤其是发展中国家对通信领域的需求持续高速增长。随着我国“宽带中国”战略的开展,“互联网 ”概念和“提速降费”等政策的实施,以及5G万物互联时代的到来,对光纤的需求持续增加。
健康长寿自古以来就是人们关注的话题。《神农本草经》《本草纲目》等均把灵芝列为上药,是名贵药材中的珍品。现代医学研究表明,灵芝内含有多种生物碱,其主要成分为“锗”离子和高分子多糖体,能够增强人体自愈力和免疫力,增进人体健康。此外,人参、枸杞子、猢狲眼等名贵中草药,以及大蒜、土豆等蔬菜中均含有有机锗。我国学者测试发现,20年的野山参含锗量达400×10-6,而园参(人工培植)的则很少超过50×10-6。
灵芝
摄影/石可君
是不是含有锗的东西都可以吃呢?不一定。
锗分为无机锗和有机锗,无机锗主要来源于煤和硫化矿中,加工提取后形成的锗单晶、锗酸铋晶体(Bi12GeO20)等可用于红外光学领域。只有以有机盐形式存在的锗才称为有机锗,对人体有利。有机锗又可分为人工合成和纯天然。1887年合成了第一个有机锗——四乙基锗,至今已有200多种合成有机锗。其中,最重要的是1967年日本医学博士浅井一彦等合成了水溶性有机锗氧化物Ge-132(学名为β-羧乙基锗倍半氧化物)。它可以诱导人体产生γ-干扰素,能把“沉睡的”巨噬细胞诱发转变为抗肿瘤的巨噬细胞,从而诱发抗癌性干扰素的活性。自此,有机锗开始在药品、保健品和化妆品等领域大显身手。
目前,临床已用有机锗来治疗各种癌症、类风湿性关节炎、白内障、高血压等症状,医学界已把有机锗誉为21世纪人类的“救世锗”。
全球锗资源稀缺,但分布集中。锗作为一种稀散元素通常以分散状态藏身于其他矿物中或与其他矿物共生。锗资源较为贫乏,已探明的锗金属储量仅为8600吨,为黄金的1/10。锗资源在全球分布非常集中,美国和中国分别约占45%和41%。
我国由于加工工艺和生产设备落后,大量的锗初级产品出口国外,产量占全球的比例长期维持在65%-70%。但同时又从国外进口深加工锗产品,这造成了严重的资源和资金浪费。
美国锗储量世界第一,却不舍得开采,因为按照目前的开采速度,40多年后锗资源将耗尽。美国早在1984年就通过法案对锗予以保护并进行战略性储备保护,2013年以后更是全部停止了开采。2022年2月,美国地质调查局公布的最新50种关键矿产目录中,锗依然是“关键矿产目录”中的“老成员”。
显而易见,随着地缘政治持续动荡,由于锗在军事、通讯和太空等领域的重要性,其战略意义将进一步提升。锗作为21世纪的新兴材料矿产,是保证我国矿产资源安全的关键矿产和战略资源。
责编|刘 丹
排版|温宜妮
审核|刘 丹
地球杂志
ge是什么元素2
你还记得元素周期表中的行与列分别代表什么吗?你是否也曾对着它一遍又一遍地背诵化学元素的排列顺序:氢氦锂铍硼,碳氮氧氟氖……
或许你能够从久远的回忆里搜索到一点化学课堂的记忆。在元素周期表中,元素是根据它们的质子数或原子序数排列的。金属大多在左边,非金属在右边。排在最右边的一列是惰性气体,它们因不易与其他元素发生化学反应而得名。
现在我们当然知道,元素在周期表中的位置以及元素的化学性质与质子数和原子核外的电子分布有很大关系。但在150年前,当门捷列夫开始构建元素周期表时,人们并不知道原子内部是什么样子的。
有了元素周期表,我们一眼就能看尽几乎所有构成了自然界中全部化学物质的元素,也能清晰地看到不同元素之间的关系。现在,元素周期表仍在扩展当中,直到2016年还有四个新的元素被命名。
元素周期表(新春版)
今天,我们就来看几个元素的小故事,唤醒你可能已经忘却的化学记忆。
1. 香蕉的宝藏
香蕉看似平平无奇,却有一项非常厉害的技能——它可以产生反物质!这听起来非常不可思议,却是事实。因为香蕉含有钾-40,这是钾(K)的一种放射性同位素。钾-40在发生衰变的过程中,偶尔会产生正电子——也就是电子的反物质。真·星·宝藏水果<( ̄︶ ̄)>
2. 谁应该待在这里?
并不是人人都认为镥(Lu)和铹(Lr)属于它们现在所在的位置。英国皇家化学学会就把镧(La)和锕(Ac)放在了这两个位置上,他们优先考虑的是外层的电子构型,并把镥和铹放在f区的末端。自2015年起,负责化学命名的国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)就一直在研究这个位置问题。
3. 实验室之外
1896年,当法国物理学家亨利·贝克勒尔(Henri Becquerel)将铀(U)盐放在感光板上时,他意外地发现了放射性,并因此与居里夫妇共同获得1903年的诺贝尔物理学奖。铀是周期表中最后一种自然存在的元素,其余的元素必须在实验室中创造。
4. 特殊的光泽
金子,为什么是金灿灿的?事实上,如果我们不懂得爱因斯坦的狭义相对论,就无法解释金的颜色。在金(Au)原子中,电子以超过光速一半的速度绕着原子核旋转。这改变了电子的轨道,使得金吸收蓝光,反射出黄色的独特光泽。
5. 营地的线索
当美国探险家梅里韦瑟·刘易斯(Meriwether Lewis)和威廉·克拉克(William Clark)出发前往太平洋时(1804-1806年),他们携带了1300剂含汞(Hg)的泻药Rush’s Thunderbolts。近两个世纪后,人们在美国蒙大拿州洛罗的地下发现了水银。凭借着水银提供的线索,专家找到了其中一个探险者营地的位置。
6. 预测的能力
一开始,门捷列夫就极有先见之明地在元素周期表中留下空白,这样他就能对已知的元素进行正确的排列。1875年发现的31号元素镓(Ga)填补了周期表中的第一个空白。金属镓在室温下是固态的,但当温度高于29.7°C时,它便成了液态。如果用镓做成一个勺子,它能在手中或在热的茶水中融化,这是一个颇受欢迎的化学把戏。
7. 来自太阳
1868年,人们在太阳光谱中发现了一条亮黄色的线,经确认之后,科学家认为这是氦(He)元素。这一发现比在地球上发现氦早了近30年。2018年,我们首次在一颗系外行星的大气中发现了氦。
8. TRIAD
溴(Br)的相对原子质量为79.90,介于氯(Cl,35.45)和碘(I,126.90)之间,它们都很容易与金属反应生成盐。德国化学家德贝莱纳(Johann Wolfgang Döbereiner)在1817年就发现了这种关系,比门捷列夫提出自己周期表的时间早了半个多世纪。而且由于这三种元素表现出相似的性质,被德贝莱纳称为三联体(triad)。
9. 终点?
最新发现的Og是目前的元素周期表的终点,并且完美地填满了惰性气体一族。然而,这种元素并不像同族的其他惰性气体那样冷漠。据理论预测,它很容易失去或得到电子,它的原子也可以聚集在一起。它非常不稳定,化学家制造出的几个Og原子,存在时长不超过一毫秒。现在,科学家继续在实验室中进行“粉碎”原子的操作,目标是找到超越118号元素的新元素。
这些仅仅只是元素故事中的冰山一角。每个元素都具有其独特的性质,也各自拥有不同的发现故事。元素不仅被应用在生活的方方面面,它们中的一些也是探索基础物理必不可少的。例如,氢(H)、氦(He)、氮(N)、铌(Nb)、铁(Fe)、铅(Pb)、锗(Ge)、氙(Xe)等等,这些都是建造加速器、探测粒子、寻找暗物质,以及解决宇宙谜题的重要元素。而化学家在寻找119号或120号元素的同时,也在激烈讨论究竟什么是元素。
参考链接:
[1] https://www.sciencenews.org/article/periodic-table-elements-chemistry-fun-facts-history
[2] https://www.symmetrymagazine.org/article/july-2009/deconstruction-periodic-table
ge是什么元素3
“氢氦锂铍硼,碳氮氧氟氖。钠镁铝硅磷,硫氯氩钾钙。钾钙钠镁铝锌铁,锡铅氢,铜汞银铂金。”
相信很多人对这个元素周期表的背诵口诀,都是信手捏来。
元素周期表,具体分为七主族、七副族、VIII族、18族。在这118种元素里面,有的非常常见,价格也不贵。而其中的一些特别稀有的元素,你只要拥有一克,就能成为世界首富。
1 . 氢H:0.009元/克
2 . 氦He:0.156元/克
3 . 锂Li:0.53元/克
4 . 铍Be:5.57元/克
5 . 硼B:0.024元/克
6 . C 碳:0.0008元/克
7 . N 氮:0.0009元/克
8 . O 氧:0.001元/克
9 . F 氟:0.012元/克
10 . Ne 氖:1.56元/克
11 . Na 钠:0.0167元/克
12 . Mg 镁:0.015元/克
13 . Al 铝:0.0116元/克
14 . Si 硅:0.011元/克
15 . P 磷:0.0175元/克
16 . S 硫:0.0006元/克
17 . Cl 氯:0.00053元/克
18 . Ar 氩:0.00605元/克
19 . K 钾:0.079元/克
20 . Ca 钙:0.0144元/克
元素周期表的前二十号元素,很多都是日常生活中比较常见的元素。价格方面也比较便宜,如果是有化学爱好者,都能收集得起。
21 . Sc 钪:22.49元/克
22 . Ti 钛:0.072元/克
23 . V 钒:2.32元/克
24 . Cr 铬:0.06元/克
25 . Mn 锰:0.0118元/克
26 . Fe 铁:0.00276元/克
27 . Co 钴:0.213元/克
28 . Ni 镍:0.09元/克
29 . Cu 铜:0.04元/克
30 . Zn 锌:0.0166元/克
31 . Ga 镓:0.96元/克
32 . Ge 锗:5.96元/克
33 . As 砷:0.0065元/克
34 . Se 硒:0.14元/克
35 . Br 溴:0.0285元/克
36 . Kr 氪:1.885元/克
37 . Rb 铷:100.75元/克
38 . Sr 锶:0.042元/克
39 . Y 钇:0.2元/克
40 . Zr 锆:0.23元/克
41 . Nb 铌:0.4元/克
42 . Mo 钼:0.261元/克
43 . *Tc 锝:650元/克
44 . Ru 钌:68元/克
45 . Rh 铑:956元/克
46 . Pd 钯:322元/克
47 . Ag 银:4.91元/克
48 . Cd 镉:0.018元/克
49 . In 铟:1.086元/克
50 . Sn 锡:0.122元/克
51 . Sb 锑:0.038元/克
52 . Te 碲:0.413元/克
53 . I 碘:0.228元/克
54 . Xe 氙:11.7元/克
55 . Cs 铯:402元/克
56 . Ba 钡:0.0016元/克(医学用钡餐透视)
57 . La 镧:0.0311元/克
58 . Ce 铈:0.03元克
59 . Pr 镨:0.67元/克
60 . Nd 钕:0.374元/克
61 . * 钷:2990元/克(带*的都是放射性元素)
62 . Sm 钐:0.1元/克
63 . Eu 铕:0.204元/克
64 . Gd 钆:0.186元/克
65 . Tb 铽:4.3元/克
66 . Dy 镝:2元/克
67 . Ho 钬:0.37元/克
68 . Er 铒:0.172元/克
69 . Tm 铥:19.5元/克
70 . Yb 镱:0.1112元/克
71 . Lu 镥:4.18元/克
72 . Hf 铪:5.85元/克
73 . Ta 钽:1.94元/克
74 . W 钨:0.23元/克(灯泡里面就是钨丝)
75 . Re 铼:19.6元/克
76 . Os 锇:78元/克
77 . Ir 铱:360.8元/克
78 . Pt 铂:231元/克
79 . Au 金:403元/克(黄金,财富的象征)
80 . Hg 汞:0.2元/克
81 . Tl 铊:28元/克
82 . Pb 铅:0.015元/克
83 . Bi 铋:0.043元克
84 . * 钋:320000000000元/克(3200亿)
85 . *At 砹:无交易数据。
86 . *Rn 氡:无交易数据。
87 . *Fr 钫:无交易数据。
88 . *Ra 镭:无交易数据。(居里夫人发现的,她是诺贝尔奖获得者,她老公也是,她女儿也是。)
89 . * 锕:189000000000元/克(1890亿)
90 . *Th 钍:2.06元/克
91 . *Pa 镤:2006元/克
92 . *U 铀:0.72元/克
93 . *Np 镎:4300元/克
94 . * 钚:42200元/克
95 . * 镅:4832元/克
96 . * 锔:1302500元/克
97 . * 锫:1232500000元/克(12.325亿)
98 . * 锎:1206500000元/克(12.065亿)
99 . *Es 锿:无交易数据。
100 . *Fm 镄:无交易数据。
101 . *Md 钔:无交易数据。
102 . *No 锘:无交易数据。
103 . *Lr 铹:无交易数据。
104 . *Rf 钅卢:无交易数据。
105 . *Db 钅杜:无交易数据。
106 . *Sg 钅喜:无交易数据。
107 . *Bh 钅波:无交易数据。
108 . *Hs 钅黑:无交易数据。
109 . *Mt 鿏:无交易数据。
110 . *Ds 钅达:无交易数据。
111 . *Rg 钅仑:无交易数据。
112 . *Cn 钅哥:无交易数据。
113 . *Nh 钅尔:无交易数据。
114 . *Fl 钅夫:无交易数据。
115 . *Mc 镆:无交易数据。
116 . *Lv 钅立:无交易数据。
117 . *Ts 石田:无交易数据。
118 . *Og 气奥:无交易数据。
化学元素周期表有118种元素,其中有价格的元素是有94种。若把这94种元素全部购买一克,总价约为人民币5000多亿(约700亿美元)。这个价格,可能连世界首付也买不起。
最贵的十大元素1 . * 钋:3200亿元/克
2 . * 锕:1890亿元/克
3 . * 锫:12.325亿元/克
4 . * 锎:12.065亿元/克
5 . * 锔:130.25万元/克
6 . * 钚:42200元/克
7 . * 镅:4832元/克
8 . *Np 镎:4300元/克
9 . * 钷:2990元/克
10 . *Pa 镤:2006元/克
这十种元素,最便宜的也要2000多块钱一克。我们平日里昂贵黄金,也只有它1/5的价值。
最贵的达到了离谱的3200亿/克。要是能拥有一亿,卖给世界上顶尖的科学实验室,那别说这辈子,就是下辈子、下下辈子也花不完。
3200亿人民币存在银行,如果按照年化3.5%的利息计算,一年的利息就有112亿。
平均到每一天的话,就有利息3068万。
一天你要花3000多万,才能把一年的利息收益花完。人生有钱到这种地步,如果还有烦恼的话,应该就是忧愁如何把钱花完吧。
网传前世界首富比尔盖茨,收集起一整套的化作元素周期表?其实的了只是误传前世界首富比尔盖茨,就是一个化学元素资深迷。家里有一面墙,专门用来摆放收集到的化学元素。
有很多人就传言,说比尔盖茨把化学元素周期表里所有的元素,都收集齐了。这个只要稍微考虑一下,就知道是不可能的事情。
元素周期表里,有81种元素是没有放射性的。价格比较便宜,也容易收集。剩余有价格的元素,都是放射性元素。比尔盖茨敢在家里,摆放这么多的放射性物品?
而且,有很多元素,自然界根本就不存在。需要在高精密的化学实验室里,才能合成。而且,这些元素的半衰期特别短,根本没办法保存。
因此,比尔盖茨收集制成的化学元素展馆,里面也只不过是一般常见的元素而已。
化学元素周期表118种元素,有价格的最贵的前四种元素,价格都在亿元/克以上。
这些昂贵的稀有元素,你别说是弄来一克,就是弄到千分之一克,你这辈子就可以拥有享之不尽的锦衣玉食了。