锗的理化性质

晶体结构：晶胞为面心立方晶胞，每个晶胞含有4个金属原子。晶胞参数如下：

据X射线研究证明，锗晶体里的原子排列与金刚石差不多，结构决定性能，所以锗与金刚石一样硬而且脆。

化学键能：（kJ /mol）

导电性

锗，就其导电的本领而言，优于一般非金属，劣于一般金属，这在物理学上称为“半导体”，对固体物理和固体电子学的发展有重要作用。锗有着良好的半导体性质，如电子迁移率、空穴迁移率等等。锗的发展仍具有很大的潜力。

化学性质

锗化学性质稳定，常温下不与空气或水蒸汽作用，但在600～700℃时，很快生成二氧化锗。与盐酸、稀硫酸不起作用。浓硫酸在加热时，锗会缓慢溶解。在硝酸、王水中，锗易溶解。碱溶液与锗的作用很弱，但熔融的碱在空气中，能使锗迅速溶解。锗与碳不起作用，所以在石墨坩埚中熔化，不会被碳所污染。

锗在元素周期表上的位置正好夹在金属与非金属之间，因此具有许多类似于非金属的性质，这在化学上称为“亚金属”，外层电子排布为4s²4p²。但它的化学性质类似于临近族的元素，尤其是砷和锑。化学上或毒物学上重要的锗化合物很少。锗的二氧化物，一种微溶于水的白色粉末，形成锗酸，这类似于硅酸。四氯化锗是一种不稳定的液体，四氟化锗是一种气体，它们很容易在水中水解。氢化锗（锗烷）是一种相对稳定的气体。有机锗化合物，烷基可以替换个多个Ge原子，和锡、汞、砷等类似，但毒性小的多。锗元素及其二氧化物毒性不强，四卤化锗是刺激性的，氢化锗毒性最 强。锗不溶于稀酸及碱，但溶于浓硫酸。

锗在室温下是稳定的，但也会生成GeO单层膜，时间长了会逐渐变成GeO2单层膜。而当锗的表面吸附了水蒸气便破坏了氧化膜的钝化性质，而生成厚的氧化物。

锗在较高温度下便氧化，且伴随有失重的现象，原因是生成了GeO，因其有较强的挥发性。 研究者研究了锗表面氧化的过程，先在600℃时用CO还原锗，以排除锗表面的结合氧或吸附氧。再在25~400℃，10kPa的氧压下氧化锗，仅1min即形成了第一氧化层。当温度超过250℃很快形成第二氧化层。再升高温度，氧化速度显著变慢。在400℃氧化3h，形成厚度为1.75nm的GeO₂膜。

锗在不同溶剂中的腐蚀溶解行为不同。n型锗的溶解电位比p型略正，所以在相同溶液中前者的溶解速度较快。锗易溶于加氧化剂的热酸、热碱和H₂O₂中。难溶于稀硫酸、盐酸和冷碱液。锗在100℃的水中是不溶的，而在室温下饱和氧的水中，溶解速度接近1ug/（cm.h）。

锗的化合物

锗与氧、卤素、酸、碱等物质反应都能生成化合物。

锗有两种氧化物：二氧化锗(GeO₂)和一氧化锗(GeO)。

锗共有四种已知的四卤化物：四碘化锗(GeI₄)为固体，四氟化锗(GeF₄)为气体，其余两种为挥发性液体。

锗还能与氧族元素生成二元化合物，例如二硫化物、二硒化物(GeSe₂)、一硫化物(GeS)、一硒化物(GeSe)及碲化物(GeTe)。

甲锗烷（GeH4）是一种结构与甲烷相近的化合物。

有机锗化合物(organogermanium compound)：四氯化锗与二乙基锌反应生成四乙基锗（Ge(C₂H₅)₄）R4Ge型（其中R为烃基）的有机锗烷，如四甲基锗（Ge(CH₃)₄）及四乙基锗，是由锗前驱物四氯化锗及甲基亲核剂反应而成。有机锗氢化物，如异丁基锗烷（(CH₃)₂CHCH₂GeH₃）的危险性比较低，因此半导体工业会用液体的氢化物来取代气体的甲锗烷。