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Eigenschaften

Allgemeine Daten

Name, Symbol, Ordnungszahl 

Germanium, Ge, 32 

Elementkategorie

Halbmetall

Schmelzpunkt 

1211,4 K (938,3 °C)

Siedepunkt 

3106 K (2830 °C) 

Kristallstruktur 

Diamantstruktur 

Dichte

5,323 g/cm³ (bei 20 °C) 

Mohshärte

6,0

Spezifischer elektrischer Widerstand

50 Ω·cm (bei 20 °C) 

Physikalische Eigenschaften

Germanium liefert den höchsten Brechungsindex aller Elemente

Germanium ist ein weißgraues, metallisch glänzendes Halbmetall, das hart, aber spröde ist. 
Es weist eine hohe Dichte, chemische Beständigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber Umwelteinflüssen auf.

Es ist durchlässig für Infrarotstrahlung, blockiert jedoch UV-Licht. Unter allen infrarotdurchlässigen Materialien weist es die geringste optische Dispersion auf, sodass Bilder besonders klar bleiben. Außerdem hat Germanium den höchsten Brechungsindex aller Elemente und bricht Licht stärker als andere Materialien – ein großer Vorteil für optische Anwendungen.

Diese Eigenschaften machen es möglich, die Lichtbrechung gezielt zu kontrollieren, weshalb Germaniumdioxid (GeO₂) zur Erhöhung der Lichtbrechung in optisches Glas eingearbeitet oder elementares Germanium direkt als Linsenmaterial verwendet wird. Damit ist Germanium ideal für den Einsatz in Mikroskopen, Weitwinkelobjektiven sowie Infrarot- und Wärmebildlinsen.

Charakteris­tische Eigenschaften

Seltenes Metall mit außer­gewöhnlichem Verhalten

Die Dichte des Elements ist im festen Zustand geringer als im flüssigen, das geschmolzene Germanium nimmt also weniger Raum ein als die gleiche Masse im festen Zustand. 
Dieses außergewöhnliche Verhalten zeigen sonst nur wenige Elemente, darunter Antimon, Bismut, Gallium, Lithium, Silizium und Tellur. 

Bedeutung und Anwendungen

Spitzen­technologie: Germanium gewinnt wieder an Relevanz

Das 1886 in Deutschland vom Chemiker Clemens Alexander Winkler entdeckte Halbmetall spielt eine bedeutende Rolle in zivilen, industriellen und militärischen Anwendungen. 
Der erste Transistor der Welt wurde 1947 auf Germaniumbasis entwickelt, das Halbmetall half also dabei, das moderne Elektronikzeitalter einzuläuten.

Später durch Silizium weitgehend verdrängt, erlebt Germanium heute durch den Einsatz in Silizium-Germanium-Chips eine technologische Renaissance. Diese Chips werden in moderner Elektronik eingesetzt, beispielsweise in Hochgeschwindigkeitsprozessoren, Glasfasernetzwerken und Hochfrequenzbauteilen. Darüber hinaus ist Germanium ein unverzichtbarer Rohstoff für moderne Kommunikations- und Energietechnologien.

Laut Fraunhofer-Institut könnte sich die Nachfrage bis 2035 verachtfachen, insbesondere durch den weltweiten Ausbau der Glasfaserkommunikation und die Verbreitung des Internet of Things (IoT).

In der Esoterik und in der Homöopathie hat Germanium als sogenannter „Wirkstoff“ eine gewisse Beliebtheit erlangt und wird zum Beispiel als kolloidales Germanium verkauft. In der EU ist das Halbmetall allerdings nicht als Nahrungsergänzung zugelassen und die Einnahme kann schwere gesundheitliche Risiken bergen.