Diferența dintre siliciu și germaniu

diferența cheie între siliciu și germaniu este că Germaniul are electroni d, dar Siliconul nu are nici electroni.

Siliconul și germaniul sunt ambele în același grup (grupul 14) din tabelul periodic. Prin urmare, ele au patru electroni la nivelul energiei exterioare. Mai mult, ele apar în două stări de oxidare, +2 și +4. Siliconul și germaniul au caracteristici fizice și chimice similare, deoarece ambele sunt metaloide. Cu toate acestea, există o diferență considerabilă între siliciu și germaniu.

CUPRINS

1. Prezentare generală și diferență cheie
2. Ce este Silicon
3. Ce este germaniumul?
4. Comparație între ele - Silicon vs. Germaniu în formă tabulară
5. rezumat

Ce este Silicon?

Siliconul este un element chimic cu numărul atomic 14 și este în grupa 14 a tabelului periodic, chiar sub nivelul de carbon. Putem o denumi prin simbolul Si. Configurația sa de electroni este de 1 secunde² 2s² 2p⁶ 3s² 3p². Siliconul poate elimina patru electroni și poate forma un cation + 4 încărcat, sau poate împărți aceste electroni pentru a forma patru legături covalente.

Mai mult decât atât, putem caracteriza siliciul ca metaloid deoarece are atât proprietăți metalice, cât și proprietăți nemetalice. Este un solid metaloid dur și inert. Punctul de topire al acestui element chimic este 1414 ^oC, iar punctul de fierbere este 3265 ^oC. Siliciul în formă cristalină este foarte fragil. Există foarte rar ca siliciu pur în natură. În principal, apare ca oxid sau silicat.

Deoarece siliciul este protejat cu un strat de oxid exterior, acesta este mai puțin susceptibil de reacții chimice. De asemenea, acest element necesită temperaturi ridicate pentru oxidarea sa. Dimpotrivă, siliciul reacționează cu fluor la temperatura camerei. Mai mult, Siliconul nu reacționează cu acizii, ci reacționează cu alcalii concentrate.

Figura 01: Aspectul siliciului

Există o mulțime de utilizări industriale de siliciu. Siliconul este un semiconductor, prin urmare, utilizat în computere și dispozitive electronice. Există multe utilizări ale compușilor de siliciu cum ar fi silice sau silicați în industria ceramică, sticlă și ciment.

Ce este germaniumul??

Științificul Clemens Winkler a găsit germaniul în 1886. Putem denumi acest element prin simbolul Ge, iar numărul său atomic este de 32. Acesta este în tabelul periodic, sub Si. Configurația sa de electroni este de 1 secunde² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p². Ge este un metaloid având o structură de cristal similară cu cea a diamantului. Este greu, fragil și are o culoare gri-albă. Punctul de topire al lui Ge este în jurul valorii de 937 ^oC, iar punctul de fierbere este 2830 ^oC.

Putem găsi germaniul în mod natural în crusta pământului. Este prezent în minerale precum briartite, germanite și argyrodite. De asemenea, are cinci izotopi naturali, de asemenea. Totuși, Ge este cel mai comun izotop, care are o abundență de 36%.

Figura 02: Aspectul germaniului

În plus, acest element este similar chimic și fizic cu siliciul. Germaniul este stabil în aer și apă. De asemenea, nu reacționează cu acizii diluați și cu soluțiile alcaline. La fel ca Silicon, folosim și germaniul ca material semiconductor în tranzistori și alte dispozitive electronice. Mai mult decât atât, germaniul are de obicei atât stări de oxidare +4, cât și +2, dar cel mai frecvent apare în stare +4. Când expunem acest element la aer, acesta se transformă încet în forma dioxidului, GeO₂.

Care este diferența dintre siliciu și germaniu?

Siliconul este un element chimic cu numărul atomic 14 și simbolul chimic Si, în timp ce germaniul este un element chimic cu numărul atomic 32, iar simbolul chimic este Ge. Diferența cheie dintre siliciu și germaniu este că germaniul are electroni d, dar Siliconul nu are nici un electron. Mai mult, configurația electronilor de siliciu este de 1 s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p² iar configurația electronului germaniului este 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p². Prin urmare, ca o diferență semnificativă între siliciu și germaniu, putem spune aceste configurații.

Mai mult decât atât, atomul de germaniu are o rază mai mare decât siliciul. În afară de aceasta, o altă diferență notabilă între siliciu și germaniu este că, la anumite temperaturi, germaniul are mai mulți electroni liberi decât siliciul. Astfel, conductivitatea germaniului este mai mare.

Rezumat - Silicon vs Germanium

Atât siliciul cât și germaniul sunt utile ca semiconductori. Cu toate acestea, există diferențe între siliciu și germaniu. Diferența esențială dintre siliciu și germaniu este că germaniul are electroni d, dar Siliconul nu are nici un electron.

Referinţă:

1. Britannica, Editori de Enciclopedie. "Silicon" Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 18 ianuarie 2018. Disponibil aici  
2. Libretele. "Chimia germaniei (Z = 32)." Chemistry LibreTexts, National Science Foundation, 26 noiembrie 2018. Disponibil aici  

Datorită fotografiei:

1. "Silicon (14 Si)" Prin imagini de înaltă calitate ale elementelor chimice (CC BY 3.0) prin intermediul Commons Wikimedia  
2. "Germanium (32Ge)" Prin imagini hi-res elementelor chimice (CC BY 3.0) prin intermediul Commons Wikimedia