Кіріспе
Германий диоксиді, германий ((IV) оксиді, германия және германий тұзы деп те аталады, химиялық формуласы GeO2 болатын органикалық емес қосылыс. Ол германийдің негізгі коммерциялық көзі болып табылады. Сондай-ақ атмосфералық оттегімен байланыста таза германийде пассивтеу қабаты ретінде қалыптасады.
Құрылымы
GeO2 екі басым полиморфтары алты бұрышты және төрт бұрышты болып табылады. Гео2 гексагональды β кварцтың құрылымымен бірдей, ал германийдің координациялық нөмірі 4. Тетрагональды GeO2 (аргутит минералы) стишовиттегі рутил тәрізді құрылысқа ие. Бұл мотивте германийдің координациялық нөмірі 6-да. ГеО2 аморфты (шыны тәрізді) түрі балқыған кремнийге ұқсас. Германий диоксиді кристалл және аморф түрінде дайындалуы мүмкін. Қоршаған ортаның қысымында аморфты құрылым GeO4 тетраэдр желісі арқылы қалыптасады. 9 ГПа-ға дейінгі жоғары қысымда германийдің орташа координациялық саны 4 -тен 5 шамасына дейін тұрақты түрде өседі, бұл GeO байланысы қашықтығының сәйкесінше өсуімен бірге. Жоғары қысымда, шамамен 15 ГПа-ға дейін, германийдің үйлестіру саны 6-ға дейін өседі, ал тығыз желілік құрылым GeO6 октаэдрлерден тұрады. Қысым кейіннен төмендеген кезде құрылым тетраэдр түріне қайта оралады.
Реакциялар
Германий диоксидімен порошок германийді 1000 °C температурада қыздыру германий моноксиді (GeO) құрайды. GeO2 қышқылда аз ғана ериді, бірақ сілтіде тез ериді, ол германат береді. Солы қышқылымен жанасқанда, ол ұшқыш және коррозиялық германий тетрахлоридін шығарады.
Қолданылуы
Германий диоксидінің сыну көрсеткіші (1.7) және оптикалық дисперсиялық қасиеттері оны кең бұрышты линзалар үшін оптикалық материал ретінде, оптикалық микроскоптың объектив линзаларында және оптикалық талшықты желілердің өзегі үшін пайдалы етеді. Өндіріс процесі туралы нақты мәліметтерді "Оптикалық талшықтар" бөлімінен қараңыз. Германий және оның шыны оксиді GeO2 инфрақызыл (IR) спектрінде мөлдір. Шыны IR терезелер мен линзаларға шығарылуы мүмкін, олар әскери, сәнді көліктердегі және термографиялық камералардағы түнгі көру технологиясында қолданылады. GeO2 басқа инфрақызыл мөлдір шыныларға қарағанда артықшылыққа ие, өйткені ол механикалық берік, сондықтан мықты әскери пайдалану үшін артықшылыққа ие. Силицил диоксиді мен германий диоксиді ("силика германия") қоспасы оптикалық талшықтар мен оптикалық толқын өткізгіштердің оптикалық материалы ретінде қолданылады. Элементтердің арақатынасын бақылау жарылу индексін дәл бақылауға мүмкіндік береді. Силика германия шыныларының тұтқырлығы төмен және таза кремнийге қарағанда жоғары сыну көрсеткіші бар. Германия силикон талшығы үшін кремний допанты ретінде титанды алмастырды, бұл талшықты сынық ететін кейінгі жылумен өңдеу қажеттілігін болдырмады. Германий диоксиді полиэтилен терефталат шайырларын өндіруде және басқа да германий қосылыстарын өндіруде катализатор ретінде қолданылады. Ол кейбір фосфорлар мен жартылай өткізгіш материалдарды өндіру үшін шикізат ретінде қолданылады. Германий диоксиді балдырлар өсіруінде балдырлар өсіруіндегі жағымсыз диатомиялық өсімді тежеуші ретінде қолданылады, өйткені салыстырмалы түрде тез өсетін диатомиялық өсімдіктермен ластану көбінесе балдырлардың бастапқы тұқымдарының өсуін тежейді немесе бәсекелеседі. Гео2 диатомиялық шөптермен оңай қабылданады және силиконды биохимиялық процестерде германиймен алмастыруға әкеледі, бұл диатомиялық шөптердің өсу жылдамдығын едәуір азайтады немесе тіпті оларды толық жояды, бұл диатомиялық емес балдырлар түрлеріне аз әсер етеді. Бұл қолданба үшін, әдетте, 1-10 мг/л аралығында, ластану сатысына және түріне байланысты, мәдениет ортасында қолданылатын германий диоксиді концентрациясы.
Токсикалық және медициналық
Германий диоксиді аз уытты, бірақ жоғары дозада нефротоксикалық әсер етеді. Германий диоксиді кейбір күмәнді тағамдық қоспаларда және "тәжірибелі емделулерде" германий қоспасы ретінде қолданылады. Олардың жоғары дозалары германиймен уланудың бірнеше жағдайларына әкелді.