Skillnad mellan silikon och germanium

De nyckelskillnad mellan kisel och germanium är det att Germanium har d elektroner, men Silicon har inga d-elektroner.

Silikon och germanium, är båda i samma grupp (grupp 14) i det periodiska bordet. Därför har de fyra elektroner i den yttre energinivån. Dessutom förekommer de i två oxidationstillstånd, +2 och +4. Silikon och germanium har samma fysikaliska och kemiska egenskaper eftersom båda är metalloider. Det finns dock en stor skillnad mellan kisel och germanium.

INNEHÅLL

1. Översikt och nyckelskillnad
2. Vad är Silicon
3. Vad är Germanium
4. Side vid sida Jämförelse - Silikon vs Germanium i tabellform
5. Sammanfattning

Vad är Silicon?

Silikon är ett kemiskt element med atomnummer 14 och ligger i grupp 14 i det periodiska bordet, strax under kol. Vi kan beteckna det med symbolen Si. Dess elektronkonfiguration är 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p². Silikon kan ta bort fyra elektroner och bilda en +4 laddad katjon, eller det kan dela dessa elektroner för att bilda fyra kovalenta bindningar.

Dessutom kan vi karakterisera kisel som metalloid eftersom det har både metall- och icke-metallegenskaper. Det är en hård och inert metalloid fast substans. Smältpunkten för detta kemiska element är 1414 ^oC och kokpunkten är 3265 ^oC. Kisel i kristallform är mycket spröd. Det finns mycket sällan som ren kisel i naturen. Huvudsakligen uppträder det som oxid eller silikat.

Eftersom silikonet är skyddat med ett yttre oxidskikt är det mindre känsligt för kemiska reaktioner. Även detta element kräver höga temperaturer för dess oxidation. I motsats härtill reagerar kisel med fluor vid rumstemperatur. Dessutom reagerar Silicon inte med syror men reagerar med koncentrerade alkalier.

Figur 01: Utseende av silikon

Det finns många industriella användningar av kisel. Silikon är en halvledare, därför används i datorer och elektroniska enheter. Det finns många användningar av kiselföreningar som kiseldioxid eller silikater i keramik, glas och cementindustrier.

Vad är Germanium?

Forskaren Clemens Winkler hittade Germanium 1886. Vi kan beteckna detta element med symbolen Ge, och dess atomnummer är 32. Detta finns i periodiska tabellen, under Si. Dess elektronkonfiguration är 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p². Ge är en metalloid med en kristallstruktur som liknar diamantens. Den är hård, spröd och har en gråvit färg. Smältpunkten för Ge är omkring 937 ^oC och kokpunkten är 2830 ^oC.

Vi kan hitta Germanium naturligt i jordskorpan. Det är närvarande i mineraler som briartit, germanit och argyrodit. Det har också fem naturligt förekommande isotoper. Ge är dock den vanligaste isotopen, som har 36% överflöd.

Figur 02: Utseende av Germanium

Vidare är detta element kemiskt och fysiskt liknande kisel. Germanium är stabil i luft och vatten. Det reagerar inte heller med utspädda syror och alkalilösningar. Liksom Silicon använder vi Germanium också som halvledarmaterial i transistorer och andra elektroniska enheter. Dessutom har Germanium vanligen både +4 och +2 oxidationstillstånd, men oftast förekommer i +4-tillstånd. När vi exponerar detta element för luft omvandlas det långsamt till dioxidformen, GeO₂.

Vad är skillnaden mellan silikon och germanium?

Silikon är ett kemiskt element med atomnummer 14 och kemisk symbol Si medan germanium är ett kemiskt element med atomnummer 32 och kemiska symbolen är Ge. Huvudskillnaden mellan kisel och germanium är att Germanium har d elektroner, men Silicon har inga d-elektroner. Vidare är elektronkonfigurationen av kisel 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p² och elektronkonfigurationen av germanium är 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p². Därför, som en signifikant skillnad mellan kisel och germanium, kan vi säga dessa konfigurationer.

Dessutom har germaniumatom en större radie än kisel. Bortsett från detta är en annan anmärkningsvärd skillnad mellan kisel och germanium att vid vissa temperaturer germanium har mer fria elektroner än kisel. Således är germaniums konduktivitet högre.

Sammanfattning - Silikon vs Germanium

Både kisel och germanium är användbara som halvledare. Det finns emellertid skillnader mellan kisel och germanium. Den viktigaste skillnaden mellan kisel och germanium är att Germanium har d elektroner, men Silicon har inga d elektroner.

Referens:

1. Britannica, Encyklopediens redaktörer. "Silicon." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 18 januari 2018. Tillgänglig här  
2. Libretexts. "Kemi av Germanium (Z = 32)." Kemi LibreTexts, National Science Foundation, 26 november 2018. Tillgänglig här  

Image Courtesy:

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