[高瞻自然科學教育資源平台] 鍺(Germanium)的化學性質

高雄市立高雄女中化學科洪瑞和老師/國立中山大學董騰元教授責任編輯

鍺是兩性元素，主要生成 +2、+4 氧化態，它的化學性質比矽活潑，主要表現在以下幾方面：

1. 室溫下單質鍺穩定，不與水和氧作用。加熱到 973K 以上時，鍺與氧反應生成二氧化鍺

   Ge + O₂ → GeO₂

   若沒有氧化劑存在，則鍺與沸水也不會反應。
2. 在加熱下，鍺能與鹵素或硫反應生成鹵化物或硫化物：

   Ge + 2X₂ → GeX₄ (X = F、Cl、Br、I)
   Ge + S → GeS
   Ge + 2S → GeS₂

3. 鍺不與非氧化性酸作用，也不與稀酸作用，能溶於熱的濃硫酸，生成硫酸鍺：

   Ge + 4H₂SO₄ → Ge(SO₄)₂ + 2SO₂ + 4H₂O (973K)

   與濃硝酸作用，生成白色的二氧化鍺水合物沉澱：

   Ge + 4HNO₃ → GeO₂∙H₂O + 4NO₂ + H₂O

4. 鍺易溶於硝酸或氫氟酸的混合酸中，生成氟鍺酸：

   Ge + 4HNO₃ + 6HF → H₂GeF₆ + 4NO₂ + 4H₂O

5. 鍺與矽類似，易溶於熔融的苛性鈉（或鉀）中，生成鍺酸鈉（鉀）：

   Ge + 2NaOH + H₂O → Na₂GeO₃ + 2H₂

   在過氧化氫、次氯酸鈉等氧化劑存在下，鍺能溶解在鹼性溶液中生成鍺酸鹽。

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