Fizikalne in kemijske lastnosti germanija. V medicini preučujejo nekatere organske spojine germanija, kar nakazuje, da so lahko biološko aktivne in pomagajo upočasniti razvoj malignih tumorjev ter znižujejo krvni tlak

GERMANIJ, Ge (iz latinščine Germania - Nemčija * a. germanij; n. Germanij; f. germanij; i. germanio), - kemični element Skupina IV periodni sistem Mendelejev, atomsko število 32, atomska masa 72,59. Naravni germanij je sestavljen iz 4 stabilnih izotopov 70 Ge (20,55 %), 72 Ge (27,37 %), 73 Ge (7,67 %), 74 Ge (36,74 %) in enega radioaktivnega 76 Ge (7,67 %) z razpolovno dobo. od 2,10 6 let. Leta 1886 ga je odkril nemški kemik K. Winkler v mineralu argiroditu; je leta 1871 napovedal D. N. Mendelejev (eksasilicij).

Germanij v naravi

Germanij spada med. Številčnost germanija je (1-2).10 -4%. Kot primes se nahaja v mineralih silicija, v manjši meri pa v mineralih in. Germanijevi lastni minerali so zelo redki: sulfosoli - argirodit, germanit, renerit in nekateri drugi; dvojno hidratiran oksid germanija in železa - stotit; sulfati - itoit, flajšerit in nekateri drugi. Praktično nimajo industrijskega pomena. Germanij se kopiči v hidrotermalnih in sedimentnih procesih, kjer se uresniči možnost njegove ločitve od silicija. Najdemo ga v povečanih količinah (0,001-0,1%) v in. Viri germanija vključujejo polimetalne rude, fosilne premoge in nekatere vrste vulkansko-sedimentnih nahajališč. Večino germanija dobimo kot stranski produkt iz katranske vode pri koksanju premogov, iz pepela termičnih premogov, sfalerita in magnetita. Germanij se ekstrahira s sublimacijo kisline obnovitveno okolje, fuzija s kavstično sodo itd. Predelujejo se koncentrati germanija klorovodikova kislina pri segrevanju se kondenzat očisti in hidrolitično razgradi, da nastane dioksid; slednji se reducira z vodikom v kovinski germanij, ki se očisti z metodami frakcijske in usmerjene kristalizacije ter conskim taljenjem.

Uporaba germanija

Germanij se uporablja v radijski elektroniki in elektrotehniki kot polprevodniški material za izdelavo diod in tranzistorjev. Iz germanija so izdelane leče za IR optiko, fotodiode, fotoupori in dozimetri. jedrsko sevanje, analizatorji rentgenske spektroskopije, pretvorniki energije radioaktivnega razpada v električno energijo itd. Zlitine germanija z nekaterimi kovinami, za katere je značilna povečana odpornost na kisline agresivna okolja, ki se uporablja v izdelavi instrumentov, strojništvu in metalurgiji. Nekatere zlitine germanija z drugimi kemičnimi elementi so superprevodniki.

Germanij- izjemno dragocen element periodnega sistema za ljudi. Njegovo edinstvene lastnosti, kot polprevodnik, je omogočil ustvarjanje diod, ki se pogosto uporabljajo v različnih merilnih instrumentih in radijskih sprejemnikih. Potreben je za proizvodnjo leč in optičnih vlaken.

Vendar pa je tehnični napredek le del prednosti tega elementa. Organske spojine germanija imajo redke terapevtske lastnosti, širok biološki učinek na človekovo zdravje in dobro počutje, ta lastnost pa je dražja od vseh plemenitih kovin.

Zgodovina odkritja germanija

Dmitrij Ivanovič Mendelejev je leta 1871 pri analizi svojega periodnega sistema elementov predlagal, da manjka še en element, ki pripada skupini IV. Opisal je njegove lastnosti, poudaril podobnosti s silicijem in ga poimenoval eka-silicij.

Nekaj let kasneje, leta 1886, februarja, je profesor na rudarski akademiji v Freibergu odkril argirodit, novo spojino srebra. Njegovo popolna analiza je bilo zaupano Clemensu Winklerju, profesorju tehnične kemije in najboljšemu analitiku na akademiji. Po študiju novega minerala je izoliral 7 % njegove teže kot ločeno neidentificirano snov. Temeljita študija njegovih lastnosti je pokazala, da je to eka-silicij, ki ga je napovedal Mendelejev. Pomembno je, da se metoda izolacije eca-silicija, ki jo uporablja Winkler, še vedno uporablja v svoji industrijski proizvodnji.

Zgodovina imena Nemčija

Ecasilicon v periodni sistem Mendelejev zaseda 32. mesto. Sprva ga je Clemens Winkler želel poimenovati Neptun, v čast planetu, ki je bil tudi prvi napovedan in pozneje odkrit. Izkazalo pa se je, da se ena lažno odkrita komponenta že imenuje tako in lahko pride do nepotrebne zmede in polemik.

Zaradi tega mu je Winkler v čast njegove domovine izbral ime Germanij, da bi odstranil vse razlike. Dmitrij Ivanovič je podprl to odločitev in to ime dodelil svojemu "otroku".

Kako izgleda germanij?

Ta drag in redek element, kot je steklo, je krhek. Standardni germanijev ingot izgleda kot valj s premerom od 10 do 35 mm. Barva germanija je odvisna od njegove površinske obdelave in je lahko črna, jeklena ali srebrna. Njegovo videz enostavno zamenjati s silicijem - njegovim najbližjim sorodnikom in konkurentom.

Če želite videti majhne germanijeve dele v napravah, ki jih potrebujete posebna sredstva porast.

Uporaba organskega germanija v medicini

Organsko spojino germanij je leta 1967 sintetiziral Japonec dr. K. Asai. Dokazal je, da ima protitumorske lastnosti. Nadaljnje raziskave so dokazale, da imajo različne germanijeve spojine pomembne lastnosti za ljudi kot lajšanje bolečin, zmanjšanje krvni pritisk, zmanjšanje tveganja za slabokrvnost, krepitev imunskega sistema in uničevanje škodljivih bakterij.

Smeri vpliva germanija na telo:

Spodbuja nasičenost tkiv s kisikom in.
Pospešuje celjenje ran,
Pomaga očistiti celice in tkiva toksinov in strupov,
Izboljša stanje centralnega živčnega sistema in njegovo delovanje,
Pospešuje okrevanje po hudih telesna aktivnost,
Poveča splošno človeško zmogljivost,
Krepi obrambne reakcije vse imunski sistem.

Vloga organskega germanija v imunskem sistemu in transportu kisika

Sposobnost germanija, da prenaša kisik na ravni telesnih tkiv, je še posebej dragocena za preprečevanje hipoksije (pomanjkanje kisika). S tem se zmanjša tudi verjetnost za razvoj krvne hipoksije, do katere pride, ko se zmanjša količina hemoglobina v rdečih krvničkah. Dostava kisika v katero koli celico zmanjša nevarnost kisikovo stradanje in pred smrtjo reši celice, ki so najbolj občutljive na pomanjkanje kisika: možgane, ledvično in jetrno tkivo ter srčno mišico.

Leta 1870 je D.I. Mendelejev temelji na periodični zakon napovedal še neodkrit element skupine IV in ga poimenoval eka-silicij ter opisal njegove glavne lastnosti. Leta 1886 je nemški kemik Clemens Winkler kemična analiza mineral argirodit odkril ta kemični element. Winkler je sprva hotel poklicati nov element"neptunij", vendar je to ime že dobil eden od predlaganih elementov, zato je bil element poimenovan v čast znanstvenikove domovine - Nemčije.

Biti v naravi, prejemati:

Germanij najdemo v sulfidnih rudah, železove rude, najdemo v skoraj vseh silikatih. Glavni minerali, ki vsebujejo germanij, so: argirodit Ag 8 GeS 6 , konfildit Ag 8 (Sn,Ce)S 6 , stotit FeGe(OH) 6 , germanit Cu 3 (Ge,Fe,Ga)(S,As) 4 , renierit Cu 3 ( Fe,Ge,Zn)(S,As) 4 .
Zaradi zapletenih in delovno intenzivnih postopkov obogatitve in koncentracije rude se germanij izolira v obliki GeO 2 oksida, ki se reducira z vodikom pri 600 °C v preprosto snov.
GeO 2 + 2H 2 =Ge + 2H 2 O
Germanij se čisti po metodi conskega taljenja, kar ga uvršča med kemično najčistejše materiale.

Fizične lastnosti:

Sivo-bela trdna snov s kovinskim leskom (tt 938 °C, vrelišče 2830 °C)

Kemijske lastnosti:

pri normalne razmere germanij je odporen na zrak in vodo, alkalije in kisline, topen v aqua regia in v alkalna raztopina vodikov peroksid. Oksidacijska stanja germanija v njegovih spojinah: 2, 4.

Najpomembnejše povezave:

Germanijev(II) oksid, GeO, sivo-črna, slabo topna. b-in, pri segrevanju disproporcionalira: 2GeO = Ge + GeO 2
Germanijev(II) hidroksid Ge(OH) 2, rdeče-oranžna. krist.,
Germanijev(II) jodid, GeI 2, rumena. kr., sol. v vodi, hidrol. adijo
Germanijev(II) hidrid, GeH 2, tv. bela pore, zlahka oksidira. in propad.

Germanijev(IV) oksid, GeO 2 , bela kristalno, amfoterno, pridobljeno s hidrolizo germanijevega klorida, sulfida, hidrida ali reakcijo germanija z dušikova kislina.
Germanijev(IV) hidroksid (germanska kislina), H 2 GeO 3 , šibek. undef. dvoosni na primer germanatne soli, na primer. natrijev germanat, Na 2 GeO 3 , bela kristal, sol. v vodi; higroskopski. Obstajajo tudi Na 2 heksahidroksogermanati (ortogermanati) in poligermanati
Germanijev(IV) sulfat, Ge(SO 4) 2, brezbarven. kristali, hidrolizirani z vodo v GeO 2, pridobljeni s segrevanjem germanijevega (IV) klorida z žveplovim anhidridom pri 160 °C: GeCl 4 + 4SO 3 = Ge(SO 4) 2 + 2SO 2 + 2Cl 2
Germanijevi (IV) halogenidi, fluorid GeF 4 - najboljši. plin, surov hidrol., reagira s HF in tvori H 2 - fluorovodikovo kislino: GeF 4 + 2HF = H 2,
klorid GeCl 4, brezbarven. tekočina, hid., bromid GeBr 4, siva kr. ali brezbarven tekočina, sol. v org. povezava,
jodid GeI 4, rumeno-oranžna. kr., počasen. hid., sol. v org. povezava
Germanijev(IV) sulfid, GeS 2, bela kr., slabo topen. v vodi, hidrol., reagira z alkalijami:
3GeS 2 + 6NaOH = Na 2 GeO 3 + 2Na 2 GeS 3 + 3H 2 O, ki tvorijo germanate in tiogermanate.
Germanijev (IV) hidrid, "germane", GeH 4 , brezbarven plin, organski derivati tetrametilgerman Ge(CH 3) 4, tetraetilgerman Ge(C 2 H 5) 4 - brezbarven. tekočine.

Uporaba:

Najpomembnejši polprevodniški material, glavna področja uporabe: optika, radioelektronika, jedrska fizika.

Germanijeve spojine so rahlo strupene. Germanij je element v sledovih, ki v človeškem telesu povečuje učinkovitost imunskega sistema, se bori proti raku in zmanjšuje bolečino. Ugotovljeno je tudi, da germanij pospešuje prenos kisika v telesna tkiva in je močan antioksidant – zaviralec prostih radikalov v telesu.
Dnevna potreba človeškega telesa je 0,4–1,5 mg.
Prvak v vsebnosti germanija med prehrambeni izdelki je česen (750 mcg germanija na 1 g suhe mase stroka česna).

Gradivo so pripravili študentje Inštituta za fiziko in kemijo Tjumenske državne univerze
Demchenko Yu.V., Bornovolokova A.A.
Viri:
Germanij//Wikipedia./ URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=63504262 (datum dostopa: 13.06.2014).
Germanium//Allmetals.ru/URL: http://www.allmetals.ru/metals/germanium/ (datum dostopa: 13.06.2014).

dr. Suponenko A. N.,

Generalni direktor Germatsentr LLC

Organski germanij. Zgodovina odkritja.

Kemik Winkler, ko je leta 1886 v srebrovi rudi odkril nov element periodnega sistema, germanij, si ni predstavljal, koliko pozornosti bo ta element pritegnil med medicinskimi znanstveniki v 20. stoletju.

Nemčija je bila prva, ki se je na Japonskem najbolj uporabljala v medicinske namene. Preskusi različnih organogermanijevih spojin v poskusih na živalih in v kliničnih raziskavah na ljudeh so pokazali, da v različni meri pozitivno vplivajo na človeško telo. Preboj se je zgodil leta 1967, ko je dr. K. Asai odkril, da organski germanij, katerega metoda sinteze je bila predhodno razvita pri nas, ima širok spekter bioloških učinkov.

Med biološke lastnosti organski germanij Njegove sposobnosti je mogoče opaziti:

· zagotavljanje prenosa kisika v tkivih telesa;

· povečati imunski status telesa;

kažejo protitumorsko delovanje

Tako so japonski znanstveniki ustvarili prvo zdravilo, ki vsebuje organski germanij, "Germanium-132", ki se uporablja za popravljanje imunskega statusa pri različnih človeških boleznih.

V Rusiji biološki učinek Nemčijo že dolgo preučujejo, vendar je ustvarjanje prvega ruskega zdravila "Germavit" postalo mogoče šele leta 2000, ko so ruski poslovneži začeli vlagati v razvoj znanosti in zlasti medicine, saj so razumeli, da je zdravje ljudi narod zahteva največjo pozornost, njegova krepitev pa je najpomembnejša socialna naloga naš čas.

Kje se nahaja germanij?

Treba je opozoriti, da je proces geokemične evolucije zemeljska skorja Znatna količina germanija je bila izprana z večine kopnega v oceane, tako da je trenutno količina tega elementa v sledovih v tleh izjemno zanemarljiva.

Med redkimi rastlinami, ki lahko absorbirajo germanij in njegove spojine iz zemlje, je vodilni ginseng (do 0,2%), ki se pogosto uporablja v tibetanski medicini. Germanij vsebuje tudi česen, kafro in alojo, ki se tradicionalno uporabljajo za preprečevanje in zdravljenje. razne bolezni oseba. V rastlinskih materialih je organski germanij v obliki karboksietil semioksida. Trenutno sintetizirano organske spojine germanij – seskvioksani s pirimidinskim delom. Ta spojina je po strukturi blizu naravni spojini germanija, ki jo vsebuje biomasa korenine ginsenga.

Germanij je redek element v sledovih in je prisoten v številnih živilih, vendar v mikroskopskih odmerkih. Priporočen dnevni odmerek germanija v organski obliki je 8 - 10 mg.

Ocena količine zaužitega germanija s hrano, izvedena z analizo 125 vrst živilskih izdelkov, je pokazala, da dnevno s hrano zaužijemo 1,5 mg germanija. 1 g surove hrane običajno vsebuje 0,1 - 1,0 mcg. Ta element v sledovih najdemo v paradižnikovem soku, fižolu, mleku in lososu. Vendar pa zagotoviti dnevna potreba V Nemčiji je treba na dan popiti na primer do 10 litrov paradižnikovega soka ali pojesti do 5 kg lososa, kar je glede na fizične zmožnosti človeškega telesa nerealno. Poleg tega cene teh izdelkov onemogočajo redno uživanje večine prebivalcev naše države.

Ozemlje naše države je preveliko in na 95% njenega ozemlja je pomanjkanje germanija od 80 do 90% zahtevane norme, zato se je pojavilo vprašanje o ustvarjanju zdravila, ki vsebuje germanij.

Porazdelitev organskega germanija v telesu in mehanizmi njegovega vpliva na človeško telo.

Pri poskusih ugotavljanja porazdelitve organskega germanija v telesu 1,5 ure po njegovem peroralnem dajanju so bili pridobljeni naslednji rezultati: veliko število Organski germanij se nahaja v želodcu, tankem črevesu, kostnem mozgu, vranici in krvi. Poleg tega njegova visoka vsebnost v želodcu in črevesju kaže, da ima proces njegove absorpcije v kri podaljšan učinek.

Visoka vsebnost organskega germanija v krvi je dr. Asaiju omogočila, da je predlagal naslednjo teorijo mehanizem njegovega delovanja v človeškem telesu. Predvideva se, da se organski germanij v krvi obnaša podobno kot hemoglobin, ki prav tako prenaša negativni naboj in tako kot hemoglobin sodeluje pri procesu prenosa kisika v tkivih telesa. To preprečuje nastanek pomanjkanja kisika (hipoksija) na tkivni ravni. Organski germanij preprečuje nastanek tako imenovane krvne hipoksije, ki se pojavi, ko se zmanjša količina hemoglobina, ki je sposoben vezati kisik (zmanjšanje kisikove kapacitete krvi), in se razvije med izgubo krvi, zastrupitvijo z ogljikovim monoksidom in izpostavljenostjo sevanju. Osrednji del je najbolj občutljiv na pomanjkanje kisika živčni sistem, srčna mišica, ledvično tkivo, jetra.

Kot rezultat poskusov je bilo tudi ugotovljeno, da organski germanij spodbuja indukcijo gama interferonov, ki zavirajo procese razmnoževanja hitro delečih se celic, aktivirajo specifične celice(celice T-ubijalke). Glavne smeri delovanja interferonov na ravni telesa so protivirusna in protitumorska zaščita, imunomodulacijske in radioprotektivne funkcije limfnega sistema.

V procesu preučevanja patoloških tkiv in tkiv s primarnimi znaki bolezni je bilo ugotovljeno, da je zanje vedno značilno pomanjkanje kisika in prisotnost pozitivno nabitih vodikovih radikalov H+. H+ ioni imajo izjemno negativen vpliv na celicah človeškega telesa, vse do njihove smrti. Kisikovi ioni, ki imajo sposobnost povezovanja z vodikovimi ioni, omogočajo selektivno in lokalno kompenzacijo poškodb celic in tkiv, ki jih povzročajo vodikovi ioni. Učinek germanija na vodikove ione je posledica njegove organske oblike – seskvioksidne oblike.

Nevezani vodik je zelo aktiven, zato zlahka sodeluje z atomi kisika, ki jih najdemo v germanijevih seskvioksidih. Normalno delovanje vseh telesnih sistemov mora biti zagotovljeno z neoviranim transportom kisika v tkivih. Organski germanij ima izrazito sposobnost dovajanja kisika do katere koli točke v telesu in zagotavljanja njegove interakcije z vodikovimi ioni. Tako delovanje organskega germanija pri interakciji z ioni H+ temelji na reakciji dehidracije (odvzem vodika iz organskih spojin), kisik, ki sodeluje pri tej reakciji, pa lahko primerjamo s »sesalnikom«, ki čisti telo. pozitivno nabitih vodikovih ionov, organskega germanija - z nekakšnim "notranjim lestencem Chizhevsky".