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ゲルマンは化学式Ge H 4で表される化合物で、メタンのゲルマニウム類縁体です。ゲルマニウム水素化物の中で最も単純な化合物であり、ゲルマニウムの最も有用な化合物の 1 つです。関連化合物であるシランやメタンと同様に、ゲルマンは正四面体構造です。空気中で燃焼するとGeO 2と水を生成します。ゲルマンは第 14 族元素の水素化物です。
ゲルマンは通常、ゲルマニウム酸化物、特にゲルマニウム酸塩を、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウム、水素化ホウ素リチウム、水素化アルミニウムリチウム、水素化アルミニウムナトリウムなどの水素化物試薬で還元することによって調製されます。水素化ホウ素との反応はさまざまな酸によって触媒され、水または有機溶媒のどちらでも行うことができます。実験室規模では、ゲルマンは、Ge(IV)化合物とこれらの水素化物試薬との反応によって調製できます。 [ 4 ] [ 5 ]典型的な合成では、水素化ゲルマニウムカリウムと水素化ホウ素カリウムとの反応が行われました。[ 6 ]
ゲルマンの合成方法には、電気化学的還元法 とプラズマ法がある。[ 7 ] 電気化学的還元法では、水性電解質溶液に浸したゲルマニウム金属陰極と、モリブデンやカドミウムなどの金属からなる陽極対向電極に電圧を印加する。この方法では、陰極からゲルマンと水素ガスが発生し、陽極は反応して固体の酸化モリブデンまたは酸化カドミウムを形成する。プラズマ合成法では、高周波プラズマ源を使用して生成された水素原子（H）をゲルマニウム金属に照射して、ゲルマンとジゲルマンを生成する。
ゲルマンは弱酸性である。液体アンモニア中では、GeH 4はイオン化して NH 4 +とGeH 3 −を生成する。[ 8 ]液体アンモニア中でアルカリ金属と反応すると、 GeH 4は白色結晶性の MGeH 3化合物を生成する。カリウム化合物 (ゲルミルカリウムまたは三水素ゲルマニドカリウム KGeH 3 ) およびルビジウム化合物 (ゲルミルルビジウムまたは三水素ゲルマニドルビジウム RbGeH 3 ) は塩化ナトリウム構造を持ち、三水素ゲルマニド陰イオン GeH 3 −の自由回転を意味するが、対照的にセシウム化合物、ゲルミルセシウムまたは三水素ゲルマニドセシウム CsGeH 3はTlIの歪んだ塩化ナトリウム構造を持つ。[ 8 ]
このガスは600K（327℃、620°F）付近でゲルマニウムと水素に分解します。熱不安定性のため、ゲルマンは半導体産業においてMOVPEまたは化学ビームエピタキシーによるゲルマニウムのエピタキシャル成長に使用されています。[ 9 ]有機ゲルマニウム前駆体（例えば、イソブチルゲルマン、アルキルゲルマニウムトリクロリド、ジメチルアミノゲルマニウムトリクロリド）は、MOVPEによるGe含有膜の成膜において、ゲルマンよりも危険性の低い液体代替物として検討されています。[ 10 ]
ゲルマンは、非常に可燃性が高く、自然発火性があり、[ 11 ]非常に毒性の高いガスです。1970 年、米国産業衛生専門家会議(ACGIH) は最新の変更を発表し、8 時間時間加重平均の職業曝露閾値限界値を 0.2 ppmに設定しました。 [ 12 ]ラットの 1 時間曝露時の LC50は622 ppm です。[ 13 ]吸入または曝露により、倦怠感、頭痛、めまい、失神、呼吸困難、吐き気、嘔吐、腎臓障害、溶血作用を引き起こす可能性があります。[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]