Różnica między krzemem a germanem
Share
The kluczowa różnica między krzemem a germanem jest to, że German ma elektrony d, ale krzem nie ma elektronów d.
Krzem i german należą do tej samej grupy (grupa 14) układu okresowego pierwiastków. Dlatego mają cztery elektrony na zewnętrznym poziomie energii. Ponadto występują w dwóch stanach utlenienia, +2 i +4. Krzem i german mają podobne właściwości fizyczne i chemiczne, ponieważ oba są metaloidami. Istnieje jednak znaczna różnica między krzemem a germanem.
ZAWARTOŚĆ
1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest krzem
3. Co to jest german
4. Porównanie obok siebie - krzem vs german w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie
Co to jest krzem?
Krzem jest pierwiastkiem chemicznym o liczbie atomowej 14 i znajduje się w grupie 14 układu okresowego, tuż poniżej węgla. Możemy to oznaczyć symbolem Si. Jego konfiguracja elektronowa to 1s2) 2s2) 2szt6 3s2) 3p2). Krzem może usunąć cztery elektrony i utworzyć naładowany kation +4 lub może współdzielić te elektrony z utworzeniem czterech wiązań kowalencyjnych.
Co więcej, możemy scharakteryzować krzem jako metaloid, ponieważ ma on zarówno właściwości metalowe, jak i niemetaliczne. Jest to twarda i obojętna metaloidowa substancja stała. Temperatura topnienia tego pierwiastka chemicznego wynosi 1414 oC, a temperatura wrzenia wynosi 3265 oC. Krzem w postaci krystalicznej jest bardzo kruchy. Występuje bardzo rzadko jako czysty krzem w naturze. Występuje głównie jako tlenek lub krzemian.
Ponieważ krzem jest chroniony zewnętrzną warstwą tlenkową, jest mniej podatny na reakcje chemiczne. Ponadto ten pierwiastek wymaga wysokich temperatur do jego utlenienia. Natomiast krzem reaguje z fluorem w temperaturze pokojowej. Ponadto krzem nie reaguje z kwasami, ale reaguje ze stężonymi alkaliami.
Ryc. 01: Wygląd krzemu
Istnieje wiele przemysłowych zastosowań krzemu. Krzem jest półprzewodnikiem, dlatego jest stosowany w komputerach i urządzeniach elektronicznych. Istnieje wiele zastosowań związków krzemu, takich jak krzemionka lub krzemiany, w przemyśle ceramicznym, szklarskim i cementowym.
Co to jest german?
Naukowiec Clemens Winkler znalazł german w 1886 roku. Ten pierwiastek możemy oznaczyć symbolem Ge, a jego liczba atomowa wynosi 32. Jest to układ okresowy pod Si. Jego konfiguracja elektronowa to 1s2) 2s2) 2szt6 3s2) 3p6 4s2) 3d10 4p2). Ge jest metaloidem o strukturze krystalicznej podobnej do diamentu. Jest twardy, kruchy i ma szaro-biały kolor. Temperatura topnienia Ge wynosi około 937 oC, a temperatura wrzenia wynosi 2830 odo.
Naturalnie możemy znaleźć german w skorupie ziemskiej. Jest obecny w minerałach takich jak briartit, germanit i argyrodyt. Ma także pięć naturalnie występujących izotopów. Jednak Ge jest najczęstszym izotopem, który ma 36% obfitości.
Rycina 02: Wygląd germanu
Ponadto pierwiastek ten jest chemicznie i fizycznie podobny do krzemu. German jest stabilny w powietrzu i wodzie. Nie reaguje również z rozcieńczonymi kwasami i roztworami alkalicznymi. Podobnie jak krzem, używamy germanu również jako materiału półprzewodnikowego w tranzystorach i innych urządzeniach elektronicznych. Ponadto german zwykle ma zarówno stopień utlenienia +4, jak i +2, ale najczęściej występuje w stanie +4. Kiedy wystawiamy ten element na działanie powietrza, powoli przekształca się on w formę dwutlenku, GeO2).
Jaka jest różnica między krzemem a germanem?
Krzem jest pierwiastkiem chemicznym o liczbie atomowej 14 i symbolem chemicznym Si, natomiast german jest pierwiastkiem chemicznym o liczbie atomowej 32, a symbolem chemicznym jest Ge. Kluczowa różnica między krzemem a germanem polega na tym, że german ma elektrony d, ale krzem nie ma elektronów d. Ponadto konfiguracja elektronowa krzemu wynosi 1s2) 2s2) 2szt6 3s2) 3p2) zaś konfiguracja elektronowa germanu wynosi 1s2) 2s2) 2szt6 3s2) 3p6 4s2) 3d10 4p2). Dlatego jako znaczącą różnicę między krzemem a germanem możemy powiedzieć te konfiguracje.
Ponadto atom germanu ma większy promień niż krzem. Poza tym kolejną zauważalną różnicą między krzemem a germanem jest to, że w pewnych temperaturach german ma więcej wolnych elektronów niż krzem. Tak więc przewodność germanu jest wyższa.
Podsumowanie - krzem vs german
Zarówno krzem, jak i german są przydatne jako półprzewodniki. Istnieją jednak różnice między krzemem a germanem. Kluczowa różnica między krzemem a germanem polega na tym, że german ma elektrony d, ale krzem nie ma elektronów d.
Odniesienie:
1. Britannica, The Editors of Encyclopaedia. "Krzem." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 18 stycznia 2018 r. Dostępne tutaj
2. Libretexts. „Chemia germanu (Z = 32).” Chemistry LibreTexts, National Science Foundation, 26 listopada 2018. Dostępne tutaj
Zdjęcie dzięki uprzejmości:
1. „Krzem (14 Si)” według obrazów Hi-Res pierwiastków chemicznych (CC BY 3.0) przez Commons Wikimedia
2. „German (32 Ge)” Autor: Obrazy Hi-Res pierwiastków chemicznych (CC BY 3.0) przez Commons Wikimedia
