Kluczowa różnica między krzemem a germanem polega na tym, że german ma elektrony d, ale krzem nie ma żadnych elektronów d.
Krzem i german należą do tej samej grupy (grupa 14) układu okresowego. W związku z tym mają cztery elektrony na zewnętrznym poziomie energii. Ponadto występują na dwóch stopniach 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.
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 1s22s22p63s23p2 Krzem może usunąć cztery elektrony i utworzyć kation naładowany +4 lub może dzielić te elektrony, tworząc cztery wiązania kowalencyjne.
Ponadto możemy scharakteryzować krzem jako metaloid, ponieważ ma on właściwości zarówno metalu, jak i niemetalu. Jest to twarde i obojętne ciało stałe metaloidalne. Temperatura topnienia tego pierwiastka chemicznego wynosi 1414 oC, a temperatura wrzenia wynosi 3265 oC. Krzem w postaci krystalicznej jest bardzo kruchy. W naturze występuje bardzo rzadko w postaci czystego krzemu. Głównie występuje jako tlenek lub krzemian.
Ponieważ krzem jest chroniony zewnętrzną warstwą tlenku, jest mniej podatny na reakcje chemiczne. Również ten pierwiastek wymaga wysokich temperatur do jego utleniania. Natomiast krzem reaguje z fluorem w temperaturze pokojowej. Ponadto krzem nie reaguje z kwasami, ale ze stężonymi zasadami.
Rysunek 01: Wygląd krzemu
Istnieje wiele przemysłowych zastosowań krzemu. Krzem jest półprzewodnikiem, dlatego stosuje się go 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. Możemy oznaczyć ten pierwiastek symbolem Ge, a jego liczba atomowa wynosi 32. Znajduje się to w układzie okresowym poniżej Si. Jego konfiguracja elektronowa to 1s22s22p63s23p64s23d104p2 Ge to metaloid o strukturze krystalicznej podobnej do diamentu. Jest twardy, kruchy i ma szarobiały kolor. Temperatura topnienia Ge wynosi około 937 oC, a temperatura wrzenia to 2830 oC.
Możemy znaleźć german w sposób naturalny w skorupie ziemskiej. Występuje w minerałach takich jak briartyt, germanit i argyrodyt. Ponadto zawiera pięć naturalnie występujących izotopów. Jednak Ge jest najczęstszym izotopem, którego obfitość wynosi 36%.
Rysunek 02: Wygląd germanu
Ponadto pierwiastek ten jest chemicznie i fizycznie podobny do krzemu. German jest stabilny w powietrzu i wodzie. Ponadto nie reaguje z rozcieńczonymi kwasami i roztworami zasad. Podobnie jak krzem, używamy germanu również jako materiału półprzewodnikowego w tranzystorach i innych urządzeniach elektronicznych. Ponadto german ma zwykle zarówno +4, jak i +2 stany utlenienia, ale najczęściej występuje w stanie +4. Kiedy wystawiamy ten pierwiastek na działanie powietrza, powoli przekształca się w dwutlenek, GeO2
Jaka jest różnica między krzemem a germanem?
Krzem jest pierwiastkiem chemicznym o liczbie atomowej 14 i symbolu chemicznym Si, podczas gdy german jest pierwiastkiem chemicznym o liczbie atomowej 32, a symbolem chemicznym jest Ge. Kluczową różnicą między krzemem a germanem jest to, że german ma elektrony d, ale krzem nie ma żadnych elektronów d. Ponadto konfiguracja elektronów krzemu to 1s22s22p63s 23p2 a konfiguracja elektronowa germanu to 1s22s22p 6 3s2 3p6 4s2 3d 10 4p2 Dlatego, jako znaczącą różnicę między krzemem a germanem, możemy powiedzieć te konfiguracje.
Ponadto atom germanu ma większy promień niż krzem. Poza tym inną zauważalną różnicą między krzemem a germanem jest to, że w pewnych temperaturach german ma więcej wolnych elektronów niż krzem. W ten sposób przewodność germanu jest wyższa.
Podsumowanie – Krzem kontra German
Zarówno krzem, jak i german są przydatne jako półprzewodniki. Istnieją jednak różnice między krzemem a germanem. Kluczową różnicą między krzemem a germanem jest to, że german ma elektrony d, ale krzem nie ma żadnych elektronów d.
