铁血锗(zhě)
上回法国人德布瓦博德兰根据门捷列夫预言,找到了铝下元素,取名镓,以纪念祖国法兰西。住在第四主族路、第四周期街32号铁血锗,内心痒痒,渴望邻居31号元素预言镓分享自己,于是拉来了俄国人门捷列夫和德国人克莱门斯·温克勒。
门捷列夫,刚分享完预言镓,为了科学团结,于是分享铁血锗,他说:“1869年,我发表了《化学元素周期律》研究报告,预测数种未知元素存在,其中一种元素填补了碳族中硅和锡之间空缺。根据它在周期素位置,我把它命名为拟硅。”
温克勒说:“1886年,我成功从中分离出一种与锑相似的元素,依据门捷列夫预言,找到了拟硅元素,取名锗,英文名Germanium,代号Ge,纪念祖国德意志。铁血锗和后来者铁血宰相俾斯麦,都成为了德意志的名片。”
门捷列夫接着说:“这是锗预测值与测量值:
特性 | 拟硅(预测) | 锗 |
原子质量 | 72 | 72.59 |
密度(g/cm3) | 5.5 | 5.35 |
熔点(℃) | 高 | 947 |
颜色 | 灰色 | 灰色 |
氧化物种类 | 耐火二氧化物 | 耐火二氧化物 |
氧化物密度(g/cm3) | 4.7 | 4.7 |
氧化性 | 弱碱 | 弱碱 |
氯化物熔点 | 100℃以下 | 86℃ GeCl4 |
氯化物密度(g/cm3) | 1.9 | 1.9 |
比如:我预测锗的原子量是72,温克勒分析纯四氯化锗得出锗原子量为72.32,德布瓦博德兰比较该元素火花光谱线,得出72.3。”
小樟说:“太神奇了,我一直好奇门捷列夫怎样做到的?可能基于硅和锡性质预测锗性质。”
温克勒说:“我当时成功制备多种锗化合物:氟化物、氯化物、硫化物、二氧化锗及四乙基锗等。其中,四乙基锗是第一种有机锗烷。这些化合物物理数据符合门捷列夫预测。铁血锗发现和预言镓一样,成为门捷列夫元素周期律重要证据。”
小樟说:“真了不起,实验和理论两条腿走路!门捷列夫预测也得益于大量实验数据。”
预言镓说:“在标准状况下,铁血锗是一种银白色半金属元素,硬度大但易碎。他拥有日耳曼民族铁血性格:侠骨棱嶒傲九州,不信太刚刚则折(秋瑾诗)。在第二次世界大战期间,锗二极管就开始取代电子装置中真空管。铁血锗第一项主要用途为制造肖特基二极管接点,该二极管在二战期间用于雷达接收。1948年,锗晶体管出现开启大量固态电子产品应用。1987年,美国国家防御储备中心存入132公吨锗,把铁血锗定为战略及关键材料。”
铁血锗说:“众所众知,现代固态电子产品大量使用晶体硅。尽管我和硅是邻居,有许多相似点。但硅在自然界大量存在,产量只受生产力限制,而我的来源短缺。后来晶体管、二极管和整流器都开始转用高纯度硅。硅电子特性比我优越,但是硅所需纯度高得多,早年商业方法实现不了。”
小樟感叹:“学习铁血锗:他年成败利钝不计较,但恃铁血主义报祖国(秋瑾诗)。”
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