ყველა ამ სახელის კანდიდატი მე გახლდით. მშობლები დიდხანს ვალოდინე. როგორც ჩანს, ვერ გადამეწყვიტა, ამ ცოდვებით დამძიმებულ დედამიწაზე მოვსულიყავი თუ არა. ბოლოს მაინც მოვედი და მშობლებადაც საუკეთესო ადამიანები ავირჩიე. ზოგან სწამთ, რომ ბავშვის სული მომავალ მშობლებს თავად ირჩევს და მეც, დარწმუნებული ვარ, ორივე თავიდანვე შევათვალიერე.
მამას ეკას დარქმევა ნდომებია, დედას – ქრისტინესი. ბებიას გაუპროტესტებია, ეგ ბავშვი ჩემთვის მინდა, მე უნდა გავზარდოო (მართლაც, უზარმაზარი ამაგი აქვს ჩემზე). მისი ოფიციალური სახელი ქეთევანი იყო, საშინაო-საახლობლო კი -თებროლე. დედას თებროლეობისთვის არ გავემეტე (არადა, რა ლამაზი სახელია) და დავრჩი ქეთევანად.
მამას თავისი რომ გაეტანა, EKA ვიქნებოდი. EKA ბერძნულად „სხვას“ ნიშნავს – ასე მოიხსენიებდა მენდელეევი ჯერ კიდევ აღმოუჩენელ ელემენტებს.
თუმცა მოდი, ნაბიჯ-ნაბიჯ მივყვეთ.
დღეს მენდელეევის პერიოდულ სისტემაში 118 ელემენტია. მე-14 ჯგუფს ჩავხედოთ. იქ ისეთი ელემენტებია განლაგებული, რომლებსაც შეუძლია, ერთსა და იმავე დროს მეტალებისა და არამეტალების თვისებები გამოავლინოს.
ნახშირბადს ადამიანი უძველესი დროიდან იცნობს. ტიპური არამეტალია, თუმცა გრაფიტის ალოტროპიულ ფორმაში ელექტრული დენის გატარება შეუძლია. იგივე ითქმის მის შემდეგ მდგომ სილიციუმზე, რომელიც არაცოცხალი სამყაროს მთავარ ელემენტად მიიჩნევა და ასევე შერეულ თვისებებს ამჟღავნებს.
მერე რა მოდის? ერთიც ჩავხედოთ… ჰო, გერმანიუმი, კალა და ტყვია.
გერმანიუმის ატომური ნომერი 32–ია.მისი არსებობა იწინასწარმეტყველა მენდელეევმა. ცხრილში თავისუფალი ადგილიც კი დაუტოვა სილიციუმის ქვეშ და ეკა-სილიციუმი უწოდა. ივარაუდა, რომ მისი ატომური მასა დაახლოებით 71 მ.ა.ე. იქნებოდა, ხოლო სიმკვრივე – 5,5 გ/სმ3. ეს 1871 წელს მოხდა.
15 წლის შემდეგ გერმანიაში, ერთ მღვიმეში, სადაც ვერცხლს მოიპოვებდნენ, მუშებმა უცნაური მადანი აღმოაჩინეს და მაშინვე ფრაიბერგის მთის მეცნიერებათა აკადემიას გაუგზავნეს. იქ მეცნიერმა ალბინ ვაისბახმა შეისწავლა და დაადასტურა, რომ საქმე ახალ მინერალთან ჰქონდათ. მინერალს ანგეროდიტი დაარქვეს (ბერძნულიდან წარმოდგება და ვერცხლით მდიდარს ნიშნავს) და დაწვრილებითი ანალიზისთვის ქიმიკოს კლემენ ვინკლერს გადასცეს. ამ უკანასკნელმა გაარკვია, რომ მინერალის შემადგენლობაში, გარდა ვერცხლისა, შედიოდა გოგირდი და ახალი, შეუსწავლელი ელემენტი. ელემენტის სიმკვრივე 5,323 გ/სმ3 აღმოჩნდა, ატომური მასა – 72,59 მ. ა. ე. მეცნიერები მიხვდნენ, რომ ეს სწორედ ეკა-სილიციუმი იყო და გერმანიის პატივსაცემად გერმანიუმი უწოდეს.
შარიან-შურიან ხალხს რა გამოლევს. ჰოდა, ვინკლერს შარი მოსდეს: შენო მენდელეევის აღმოჩენა მიითვისეო. ადგა ვინკლერი და მენდელეევს წერილი მისწერა. აუხსნა, რომ ეკა-სილიციუმი აღმოაჩინა და რომ ეს პერიოდულობის კანონის ტრიუმფი იყო. მენდელეევმა ვინკლერი გერმანიუმის მამად მოიხსენია, მამას კი შვილისთვის სახელის დარქმევის უფლება აქვს (თუმცა ჩემს შემთხვევაში დედამ გაიმარჯვა).
მინერალ ანგეროდიტში 7% გერმანიუმია. თავად გერმანიუმს საკუთარი მინერალები არ აქვს, გაბნეული ელემენტია, თუმცა ლითოსფეროში ის ვერცხლზე მეტია. მოიპოვებენ ფერადი მეტალების სულფიდური მინერალებიდან, მაგალითად, ფალერიტიდან, სადაც მისი შემცველობა 0,1%-ს არ აღემატება.მინერალიდან გერმანიუმი თავდაპირველად ოქსიდურ ფორმაში გადაჰყავთ, GeO2–ად გარდაქმნიან, მერე კი წყალბადით აღადგენენ. ლაბორატორიაში ამისთვის დაგვჭირდება კიპის აპარატი, რომელშიც თუთია და გოგირდმჟავა იქნება.
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2
შტატივზე დავამაგროთ კვარცის მილი, შევიტანოთ შიგნით გერმანიუმის ოქსიდი და შეუშვათ კიპის აპარატში მიღებული წყალბადი. ოქსიდი გარედან გავახუროთ. წარიმართება შემდეგი ორი რეაქცია და მიიღება გერმანიუმი:
GeO2+H2=GeO+H2O
GeO+H2=Ge+H2O
ეს მეტალი ქვანახშირშიც ბევრია. ამ უკანასკნელის დაწვის შემდეგ დარჩენილ მასაში გერმანიუმის წილად 1% მოდის. წინათ ამ მასას – ზოლს – უსარგებლო ნარჩენად მიიჩნევდნენ, დღეს მისგან გერმანიუმის მიღების რამდენიმე მეთოდია ცნობილი. ერთი მათგანია შავ ფხვნილზე კონცენტრირებული მარილმჟავათი მოქმედება. ზოლში არის გერმანიუმის ოქსიდი, მასზე მარილმჟავას მოქმედების შედეგად გერმანიუმის ტეტრაქლორიდი წარმოიქმნება და ხსნარში გადადის. ის უნდა გაიფილტროს და გაზავდეს წყლით:
GeO2+4HCl=GeCl4+2H2O
GeCl4+2H2O=GeO2+4HCl
კვლავ ოქსიდი წარმოიქმნება, ოღონდ სუფთა სახით, მინარევების გარეშე. მას გაახურებენ და კვლავ წყალბადს გაატარებენ (წინა ექსპერიმენტის მსგავსად).
გერმანიუმს ალმასის მსგავსი კრისტალური მესერი აქვს, თუმცა მისი ატომების რადიუსი გაცილებით მეტია. ამის გამო გერმანიუმი მინასავით მყიფეა, მოთეთრო ვერცხლისფერია, მეტალივით ბზინავს, თუმცა ნახევრად მეტალია, მაშასადამე, სილიციუმის მსგავსად, შუალედური ადგილი უკავია მეტალებსა და არამეტალებს შორის. ამასთან, ნახევრად გამტარია, ესე იგი განსაზღვრულ პირობებში დენს ატარებს.
ამ თვისების გამო გერმანიუმი მეოცე საუკუნეში ტექნიკური პროგრესის ერთ-ერთ მთავარ წყაროდ იქცა, მის ბაზაზე სხვადასხვა აპარატურისთვის ნაწილების შექმნა დაიწყეს, თუმცა 70-იანი წლებიდან ის სილიციუმმა ჩაანაცვლა. დღეს გერმანიუმისგან კოსმოსური ხომალდებისთვის მზის ელემენტებს ამზადებენ.
ნორმალურ პირობებში გერმანიუმი ყოველგვარი ქიმიური ზემოქმედების მიმართ მდგრადია – არ რეაგირებს წყალთან, ჰაერსა და განზავებულ მჟავებთან, გაცხელებისას (500 გრადუსამდე) კი მაინც შედის რეაქციაში ჟანგბადთან. ასევე გაცხელებით რეაგირებს კონცენტრირებულ აზოტმჟავასა და გოგირდმჟავასთან, წარმოიქმნება გერმანიუმის ოქსიდი, წყალი და გოგირდის ან აზოტის დიოქსიდი (გააჩნია, რომელ მჟავასთან არის რეაქცია).
ტუტეებთან რეაქციაში არ შედის, მაგრამ თუ რომელიმე მჟანგავს (მაგალითად, წყალბადის პეროქსიდს) დავამატებთ, გერმანიუმმჟავას მარილი და წყალი წარმოიქმნება:
Ge+2NaOH+2H2O2=Na2GeO3+3H2O
გერმანიუმს შეუძლია, ნაერთები წარმოქმნას ზოგიერთ აქტიურ მეტალთან, მაგალითად, მაგნიუმთან. შევურიოთ მაგნიუმის ფხვნილი გერმანიუმის ოქსიდს პროპორციით 1:4. კარგად გავაცხელოთ, წარმოიქმნება მაგნიუმის გერმანიდი. თავად რეაქცია ძალიან აქტიურად მიმდინარეობს.
მაგნიუმის გერმანიდს გერმანიუმის „სარკის“ მისაღებად იყენებენ. ამისთვის გერმანიდის ფხვნილს ათავსებენ კვარცის მილში და აკავშირებენ გამყოფ ძაბრთან, რომელშიც მარილჟავაა მოთავსებული. წარმოიქმნება გერმანიუმის წყალბადნაერთი, რომლის გახურებისას გამოიყოფა სუფთა გერმანიუმი და კვარცის მილის კედლებზე ილექება. იქმნება ამრეკლავი სარკის შთაბეჭდილება.
Mg2Ge+4HCl=GeH4+2MgCl2
GeH4=Ge+2H2
სხვათა შორის, გერმანიუმს ოპტიკასა და პოლიმერების წარმოებაშიც იყენებენ.
პერიოდულ სისტემაში გერმანიუმს კალა მოსდევს. ეს უკვე ნამდვილი მეტალია და მის შესახებ ვრცელი წერილი ადრე შემოგთავაზეთ (https://mastsavlebeli.ge/?p=32776 ). ამჯერად მხოლოდ იმას შეგახსენებთ, რომ კალა საკმაოდ მდგრადი მეტალია. თუ კალის ნაჭერს ავიღებთ და გადატეხვას მოვუნდომებთ, ვერაფერს გავხდებით, თუმცა ერთგვარ ღრჭიალს გავიგონებთ. ქიმიკოსები ამას „კალის ყვირილს“ უწოდებენ და მეტალის შიგნით კრისტალური მესრის დეფორმაციით არის გამოწვეული.
კალის ლღობის ტემპერატურა 231 გრადუსია ცელსიუსით, ამიტომ მისგან ძველთაგანვე იოლად აკეთებდნენ ნაირ–ნაირ ჭურჭელს. კალის ჯარისკაცსაც იოლად დავამზადებთ: ტიგელში გავახუროთ კალის ნატეხები, გამლღვალი კალა ჩავასხათ თაბაშირისგან დამზადებულ ფორმაში (ფორმას, ვისაც როგორც გამოუვა, ისე დაამზადებს).
ცელსიუსით -13,2 გრადუსზე კალა დაშლას იწყებს და ფხვნილად იქცევა. ეს პროცესი მაქსიმალურ სიჩქარეს -33 გრადუსზე აღწევს. ამგვარად, კრისტალური მესრის გადაწყობით თეთრი კალა რუხ ფერს იღებს. თუ ასეთი ფხვნილით მყარ კალას შევეხეთ, ისიც დაშლას დაიწყებს, თითქოს დასნებოვნდაო. ამ მოვლენას „კალის ჭირს“ უწოდებენ.
დღეს კალის ნაკეთობებს მდგრადობისთვის ცოტაოდენ ბისმუტს ამატებენ.
მე-14 ჯგუფი რომ ამოვწუროთ, ტყვიაზეც უნდა ვილაპარაკოთ, მაგრამ მოდი, ეს სხვა დროს იყოს. მით უმეტეს, ტყვიის მონაწილეობით ერთი ლამაზი ექსპერიმენტიც მაქვს გასაზიარებელი.
