Oksidit
Germaniumin yleisin hapetustila on +4, mutta sen tiedetään esiintyvän useissa yhdisteissä hapetustilassa +2. Muut hapetustilat ovat harvinaisia, kuten +3 yhdisteessä Ge2Cl6, ja +3 ja +1 hapetusasteita on mitattu oksidikerroksen pinnalta. On valmistettu useita germaniumia sisältäviä kationisia klusteri-ioneja (Zinter-ioneja), mukaan lukien Ge4, Ge9, Ge9 ja [(Ge9)2], joista yksi uutetaan germaniumista ja alkalimetalliseoksista nestemäisessä ammoniakissa etyleenidiamiinin tai kryptandien katalysoimana. . Germaniumin hapetusaste näissä ioneissa ei ole kokonaisluku - aivan kuten happi otsoniradikaali-ionissa. 250 asteessa germanium hapettuu hitaasti GeO2:ksi.
Germaniumissa on kaksi oksidia: germaniumdioksidi ja germaniummonoksidi. Germaniumdioksidia saadaan paahtamalla germaniumdisulfidia (GeS2). Germaniumdioksidi on valkoinen jauhe, joka liukenee heikosti veteen, mutta reagoi alkalien kanssa muodostaen germanaattia. Kun germaniumdioksidi reagoi germaniummetallin kanssa korkeassa lämpötilassa, syntyy germaniummonoksidia, jonka sulamispiste on 1115 astetta, tiheys 4,25 g/cm3, ja se liukenee heikosti veteen. Germaniumdioksidilla GeO2 on timanttityyppinen tetragonaalinen kidemuoto ja metastabiili -kvartsityyppinen kuusikulmainen kidemuoto, joiden sulamispiste on 1086 astetta, tiheys 6,24 g/cm3 ja se on veteen liukenematon. Germaniumdioksidi on suhteellisen stabiili huoneenlämmössä tai kuumennusolosuhteissa, se on vaikeasti liukeneva happoon ja liukenee helposti vahvoihin alkaliliuoksiin, jolloin muodostuu germanium(IV)-suoloja, joita käytetään pääasiassa korkean taitekertoimen omaavan optisen lasin valmistukseen. myös metallisen germaniumin valmistuksen raaka-aineet. [3]
GeS2+2O2=GeO2+SO2
GeO2+Ge=2GeO
GeO2+2NaOH=Na2GeO3+H2O
Germaniummonoksidi GeO on musta neulan muotoinen kide, joka hajoaa 700 asteessa. Se ei liukene veteen, mutta liukenee helposti happoon ja väkeviin vahvoihin alkaliliuoksiin. Se muuttuu helposti germaniumdioksidiksi ilmassa kuumennettaessa, ja se on helposti epäsuhtainen kuumennettaessa ilmatiiviissä tilassa. Germaniummonoksidia voidaan valmistaa pelkistämällä germaniumdioksidia vedyllä tai hiilimonoksidilla kuumennusolosuhteissa.
GeO2+H2=GeO+H2O
Oksidiyhdisteet
Ge voi myös muodostaa binäärisiä yhdisteitä happiryhmän alkuaineiden, kuten disulfidin, diselenidin (GeSe2), monosulfidin (GeS), monoselenidin (GeSe) ja telluridin (GeTe) kanssa. Kun vetysulfidikaasua johdetaan Ge(IV) sisältävän väkevän happoliuoksen läpi, muodostuu valkoinen sakka, eli germaniumdisulfidia. Germaniumdisulfidi liukenee hyvin veteen, natriumhydroksidiliuokseen ja alkalimetallisulfidiliuokseen. Se on kuitenkin liukenematon happamaan veteen, ja juuri tämän ominaisuuden vuoksi Winkler löysi germaniumin. Kun germaniumdisulfidia kuumennetaan vetyvirrassa, muodostuu germaniummonosulfidia (GeS), joka sublimoituu muodostaen tumman, mutta metallisen ohuen kerroksen, joka liukenee natriumhydroksidiliuokseen. Kun germaniumsulfidia, alkalimetallikarbonaattia ja rikkiä kuumennetaan yhdessä, syntyy germaniumsuolaa, jota kutsutaan tiogermanaatiksi.
Na4GeO4+4H2SO4→Ge(SO4)2+2Na2SO4+4H2O
Ge(SO4)2+2H2S→GeS2+2H2SO4
Halidit
On olemassa neljä tunnettua germaniumin tetrahalogenidia. Normaaleissa olosuhteissa germaniumtetrajodidi (GeI4) on kiinteä aine, germaniumtetrafluoridi (GeF4) on kaasu ja kaksi muuta ovat haihtuvia nesteitä. Kun germaniumia kuumennetaan kloorilla, saadaan väritöntä savuavaa nestettä, jonka kiehumispiste on 83,1 astetta, nimittäin germaniumtetrakloridia (GeCl4): väritöntä nestettä, joka muodostaa höyryjä hydrolysoituessaan kosteassa ilmassa. Se on haihtuvaa, sen sulamispiste on -51,50 astetta, kiehumispiste 86,55 astetta, tiheys 1,88 g/cm3, liukenee etanoliin ja eetteriin ja hydrolysoituu veteen . [3]
GeCl4+4H2O→Ge(OH)4+4HCl
Kaikki germaniumin tetrahalogenidit voidaan helposti hydrolysoida vesipitoiseksi germaniumdioksidiksi. Germaniumtetrakloridia käytetään orgaanisten germaniumyhdisteiden valmistukseen. Toisin kuin tetrahalogenidit, kaikki neljä tunnettua dihalogenidia ovat polymeerisiä kiinteitä aineita. Muita tunnettuja halogenideja ovat Ge2Cl6 ja GenCl2n+2. On myös erikoinen yhdiste, Ge6Cl16, joka sisältää neopentaanirakenteen omaavaa Ge5Cl12:ta.