Германий
Химические свойства
По химическим свойствам Ge напоминает кремний. При обычных условиях устойчив к кислороду, парам воды, разбавленным кислотам. В присутствии сильных комплексообразователей или окислителей, при нагревании германий реагирует с кислотами:
Ge + H2SO4 (конц) = Ge(SO4)2 + 2SO2↑ + 4H2O,
Ge + 6HF = H2[GeF6] + 2H2↑,
Ge + 4HNO3 (конц) = H2GeO3 + 4NO2↑ + 2H2O
Ge реагирует с царской водкой:
Ge + 4HNO3 + 12HCl = GeCl4 + 4NO↑ + 8H2O.
С растворами щёлочей германий взаимодействует в присутствии окислителей:
Ge + 2NaOH + 2H2O2 = Na2[Ge(OH)6].
При нагревании на воздухе до 700 °C Ge загорается при температуре образуется диоксид германия GeO2. Ge легко взаимодействует с галогенами и серой:
Ge + 2I2 = GeI4.
С водородом, азотом, углеродом германий непосредственно в реакции не вступает, соединения с этими элементами получают косвенным путем. Например, нитрид Ge3N4 образуется при растворении дииодида германия GeI2 в жидком аммиаке:
GeI2 + NH3 (жидк) = [GeNH]n + Ge3N4.
Оксид германия (IV) GeO2, — белое кристаллическое вещество, существующее в двух модификациях. Одна из модификаций частично растворима в воде с образование сложных германиевых кислот. Проявляет амфотерные свойства.
С щелочами GeO2 взаимодействует как кислотный оксид:
GeO2 + 2NaOH = Na2GeO3 + H2O.
GeO2 взаимодействует с кислотами:
GeO2 + 4HCl = GeCl4 + 2H2O.
Тетрагалогениды Ge — неполярные соединения, легко гидролизующиеся водой.
3GeF4 + 2H2O = GeO2 + 2H2GeF6.
или термическим разложением:
BaGeF6 = GeF4 + BaF2
Гидриды германия по химическим свойствам подобны гидридам кремния, но моногерман GeH4 более устойчив, чем силан SiH4. Германы образуют гомологические ряды GenH2n+2, GenH2n и другие, но эти ряды короче, чем у силанов. Моногерман GeH4 — газ, устойчивый на воздухе, не реагирующий с водой. При длительном хранении разлагается на H2 и Ge. Получают моногерман восстановлением диоксида германия GeO2 борогидридом натрия NaBH4:
GeO2 + NaBH4 = GeH4↑ + NaBO2.
Очень неустойчивый монооксид GeO образуется при умеренном нагревании смеси германия и диоксида GeO2:
Ge + GeO2 = 2GeO.
Соединения Ge (II) легко диспропорционируют с выделением Ge:
2GeCl2 = Ge + GeCl4.
Дисульфид германия GeS2 — белое аморфное или кристаллическое вещество, получается осаждением H2S из кислых растворов GeCl4:
GeCl4 + 2H2S = GeS2 + 4HCl.
GeS2 растворяется в щелочах и сульфидах аммония или щелочных металлов:
GeS2 + 6NaOH = Na2[Ge(OH)6] + 2Na2S,
GeS2 + (NH4)2S = (NH4)2GeS3.
Ge может входить в состав органических соединений. Известны (CH3)4Ge, (C6H5)4Ge, (CH3)3GeBr, (C2H5)3GeOH и другие.