Forskjellen mellom silisium og germanium

De nøkkelforskjell mellom silisium og germanium er det Germanium har d elektroner, men Silicon har ingen d elektroner.

Silisium og germanium, er begge i samme gruppe (gruppe 14) i periodisk tabell. Derfor har de fire elektroner i det ytre energinivået. Videre forekommer de i to oksidasjonstilstander, +2 og +4. Silisium og germanium deler like fysiske og kjemiske egenskaper siden begge er metalloider. Det er imidlertid en betydelig forskjell mellom silisium og germanium også.

INNHOLD

1. Oversikt og nøkkelforskjell
2. Hva er Silicon
3. Hva er Germanium
4. Side ved side-sammenligning - Silikon vs Germanium i tabellform
5. Sammendrag

Hva er Silicon?

Silisium er et kjemisk element med atomnummer 14, og det er i gruppe 14 i det periodiske bordet, like under karbon. Vi kan betegne det ved symbolet Si. Dets elektronkonfigurasjon er 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p². Silisium kan fjerne fire elektroner og danne en +4 ladet kation, eller det kan dele disse elektronene for å danne fire kovalente bindinger.

Videre kan vi karakterisere silisium som metalloid fordi det har både metall og ikke-metalliske egenskaper. Det er et hardt og inert metalloid fast stoff. Smeltepunktet for dette kjemiske elementet er 1414 ^oC, og kokepunktet er 3265 ^oC. Silisium i krystallform er veldig sprøtt. Det eksisterer svært sjelden som ren silisium i naturen. Hovedsakelig oppstår det som oksid eller silikat.

Siden silisiumet er beskyttet med et ytre oksidlag, er det mindre utsatt for kjemiske reaksjoner. Også dette elementet krever høye temperaturer for oksydasjon. I kontrast reagerer silisium med fluor ved romtemperatur. Videre reagerer Silicon ikke med syrer, men reagerer med konsentrerte alkalier.

Figur 01: Utseende av silisium

Det er mange industrielle bruksområder av silisium. Silisium er en halvleder, derfor bruk i datamaskiner og elektroniske enheter. Det er mange bruksområder av silisiumforbindelser som silika eller silikater i keramikk, glass og sementindustrier.

Hva er Germanium?

Vitenskapsmannen Clemens Winkler fant Germanium i 1886. Vi kan betegne dette elementet med symbolet Ge, og atomnummeret er 32. Dette er i periodisk tabell, under Si. Dets elektronkonfigurasjon er 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p². Ge er en metalloid som har en krystallstruktur som ligner diamantens. Det er hardt, sprøtt og har en grå-hvit farge. Smeltepunktet for Ge er rundt 937 ^oC, og kokepunktet er 2830 ^oC.

Vi kan finne Germanium naturlig i jordskorpen. Det er tilstede i mineraler som briartite, germanite og argyrodite. Dessuten har det også fem naturlig forekommende isotoper. Ge er imidlertid den vanligste isotopen, som har 36% overflod.

Figur 02: Utseende av Germanium

Videre er dette elementet kjemisk og fysisk lik silisium. Germanium er stabilt i luft og vann. Det reagerer heller ikke med fortynnede syrer og alkaliløsninger. Som Silicon bruker vi Germanium også som halvledermateriale i transistorer og andre elektroniske enheter. Dessuten har Germanium vanligvis både +4 og +2 oksidasjonstilstander, men oftest forekommer i +4-tilstand. Når vi eksponerer dette elementet for luft, konverteres det sakte til dioksydformen, GeO₂.

Hva er forskjellen mellom Silicon og Germanium?

Silisium er et kjemisk element med atomnummer 14 og kjemisk symbol Si mens germanium er et kjemisk element med atomnummer 32 og kjemisk symbol er Ge. Hovedforskjellen mellom silisium og germanium er at Germanium har d elektroner, men Silicon har ingen d-elektroner. Videre er elektronens konfigurasjon av silisium 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p² og elektronkonfigurasjonen av germanium er 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p². Derfor, som en betydelig forskjell mellom silisium og germanium, kan vi si disse konfigurasjonene.

Videre har germanium atom en større radius enn silisium. Bortsett fra det, er en annen bemerkelsesverdig forskjell mellom silisium og germanium at i visse temperaturer har germanium flere fri elektroner enn silisium. Dermed er ledningsevnen til germanium høyere.

Sammendrag - Silikon vs Germanium

Både silisium og germanium er nyttige som halvledere. Det er imidlertid forskjeller mellom silisium og germanium. Hovedforskjellen mellom silisium og germanium er at Germanium har d elektroner, men Silicon har ingen d elektroner.

Henvisning:

1. Britannica, editors of Encyclopaedia. "Silicon." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 18. januar 2018. Tilgjengelig her  
2. Libretexts. "Kjemi av Germanium (Z = 32)." Kjemi LibreTexts, National Science Foundation, 26. november 2018. Tilgjengelig her  

Bilde Courtesy:

1. "Silisium (14 Si)" Av Hi-Res Bilder av kjemiske elementer (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia  
2. "Germanium (32 Ge)" Av Hi-Res Images ofChemical Elements (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia