Różnica między krzemem a węglem

2024 Autor: Alex Aldridge | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 13:47

Kluczowa różnica między krzemem a węglem polega na tym, że węgiel jest niemetalem, podczas gdy krzem jest metaloidem.

Węgiel i krzem, oba należą do tej samej grupy (grupa 14) układu okresowego. W związku z tym mają cztery elektrony na zewnętrznym poziomie energii. Występują na dwóch stopniach utlenienia +2 i +4. I obie istnieją jako gigantyczne sieci molekularne.

Co to jest krzem?

Krzem jest pierwiastkiem o liczbie atomowej 14, a także w grupie 14 układu okresowego, tuż pod węglem. Ma symbol chemiczny Si. Jego konfiguracja elektronowa to 1s²2s²2p⁶3s^23p2^{Krzem może usunąć cztery elektrony i utworzyć kation naładowany +4 lub może dzielić te elektrony, tworząc cztery wiązania kowalencyjne.}

Rysunek 01: Oczyszczony krzem

Możemy scharakteryzować krzem jako metaloid, ponieważ ma on zarówno właściwości metalowe, jak i niemetaliczne. Krzem jest twardym i obojętnym metaloidalnym ciałem stałym. Temperatura topnienia krzemu wynosi 1414 ^oC, a temperatura wrzenia wynosi 3265 ^{oC. Kryształopodobny krzem jest bardzo kruchy. W naturze występuje bardzo rzadko w postaci czystego krzemu. Głównie występuje jako tlenek lub krzemian. Ponieważ zewnętrzna warstwa tlenku chroni krzem, jest on mniej podatny na reakcje chemiczne. utlenianie wymaga wysokich temperatur. Natomiast krzem reaguje z fluorem w temperaturze pokojowej. Krzem nie reaguje z kwasami, ale ze stężonymi zasadami.}

Ponadto istnieje wiele przemysłowych zastosowań krzemu. Krzem jest półprzewodnikiem, dlatego przydatnym w komputerach i urządzeniach elektronicznych. Związki krzemu, takie jak krzemionka lub krzemiany, są bardzo ważne w przemyśle ceramicznym, szklarskim i cementowym.

Co to jest węgiel?

Węgiel jest wszędzie. Istnieją miliony związków zawierających węgiel. Możemy więc powiedzieć, że węgiel jest szkieletem naszego ciała. Jednym z powodów jest zdolność węgla do tworzenia czterech wiązań kowalencyjnych z dużą liczbą pierwiastków. Związki te są stabilne i mogą występować jako łańcuchy lub pierścienie. Atomy węgla są małe, co pozwala dwóm atomom węgla zbliżyć się do siebie, dzięki czemu elektrony na orbitalach p mogą się nakładać, tworząc wiązania wielokrotne.

Rysunek 02: Grafit i diament

Węgiel ma liczbę atomową sześć i jest niemetalem w grupie 14 układu okresowego pierwiastków. Konfiguracja elektronowa węgla to 1s²2s² 2p^{2 Węgiel jest czarno-szarą bryłą. Jako czysty węgiel, najczęstszymi formami są grafit, węgiel i diament. W graficie, heksagonalnie ułożone atomy węgla tworzą warstwy. Między warstwami jest niewielka przerwa, a elektrony ulegają delokalizacji w obrębie warstw. Z tego powodu grafit ma przewodność elektryczną. Diament to najtwardszy minerał, jaki znamy. W ten sposób każdy węgiel przyłącza się do czterech innych węgli za pomocą wiązań kowalencyjnych, a jednostka ta powtarza się, tworząc diamenty. Dlatego diament ma sztywną sieć czworościenną. Diament jest dobrym przewodnikiem ciepła i ma specjalne właściwości optyczne.}

Jaka jest różnica między krzemem a węglem?

Krzem jest pierwiastkiem o liczbie atomowej 14 i jest również w grupie 14 układu okresowego, tuż pod węglem, podczas gdy węgiel jest pierwiastkiem o liczbie atomowej 6 i jest również w grupie 14 układu okresowego stół, tuż nad silikonem. Jednak różnica między krzemem a węglem polega na tym, że węgiel jest niemetalem, podczas gdy krzem jest metaloidem.

Ponadto węgiel i krzem mają taką samą wspólną konfigurację elektronową jak s², p^{2 Ale jest różnica między krzemem i węgiel. W krzemie elektrony rozchodzą się na 3 poziom energetyczny, podczas gdy w węglu tylko na 2 poziom energetyczny. Ta różnica występuje z powodu węgla w 2. okresie, ale krzemu w 3. okresie. Atom krzemu jest większy niż atom węgla. Co więcej, kolejną różnicą między krzemem a węglem jest to, że krzem jest mniej reaktywny niż węgiel. W naturze występują również czyste związki węgla, takie jak diament, grafit i węgiel. Ale prawie nie ma czystych związków krzemu. Występują jako tlenki lub krzemiany.}

Poniższa infografika podsumowuje różnicę między krzemem a węglem w formie tabelarycznej.

Podsumowanie – Krzem kontra węgiel

Krzem i węgiel to dwa ważne pierwiastki chemiczne. Istnieje kilka różnic między nimi, jak podano powyżej. Kluczową różnicą między krzemem a węglem jest to, że węgiel jest niemetalem, podczas gdy krzem jest metaloidem.