Різниця між кремнієм та германієм

The ключова різниця між кремнієм і германієм є те, що У германію є d електрони, але у кремнію немає d електронів.

Кремній та германій - обидва в одній групі (група 14) періодичної таблиці. Отже, вони мають чотири електрони на зовнішньому енергетичному рівні. Більше того, вони відбуваються у двох окислювальних станах, +2 та +4. Кремній та германій мають однакові фізичні та хімічні характеристики, оскільки обидва є металоїдами. Однак між кремнієм та германієм також є значна різниця.

ЗМІСТ

1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке кремній
3. Що таке германій
4. Порівняльне порівняння - Кремній проти Германії в табличній формі
5. Підсумок

Що таке кремній?

Кремній є хімічним елементом з атомним номером 14, і він знаходиться в групі 14 періодичної таблиці, трохи нижче вуглецю. Ми можемо позначити його символом Si. Його електронна конфігурація становить 1с² 2с² 2р⁶ 3с² 3р². Кремній може видалити чотири електрони і утворювати +4 заряджений катіон, або він може розділяти ці електрони, утворюючи чотири ковалентні зв’язки.

Більше того, ми можемо охарактеризувати кремній як металоїд, оскільки він має як металеві, так і неметалічні властивості. Це тверде і інертне металоїдне тверде речовина. Температура плавлення цього хімічного елемента - 1414 ^оC, а температура кипіння - 3265 ^оC. Кремній у кристалічній формі дуже крихкий. Він існує дуже рідко як чистий кремній у природі. В основному, він відбувається як оксид або силікат.

Оскільки кремній захищений зовнішнім оксидним шаром, він менш чутливий до хімічних реакцій. Також цей елемент вимагає високих температур для його окислення. Навпаки, кремній реагує з фтором при кімнатній температурі. Крім того, кремній не реагує з кислотами, а реагує з концентрованими лугами.

Малюнок 01: Зовнішній вигляд кремнію

Є багато промислового використання кремнію. Кремній є напівпровідником, тому його використовують у комп’ютерах та електронних пристроях. У керамічній, скляній та цементній промисловості існує багато застосувань таких сполук кремнію, як кремнезем або силікати.

Що таке германій?

Вчений Клеменс Вінклер знайшов германій у 1886 р. Ми можемо позначити цей елемент символом Ge, а його атомне число - 32. Це в періодичній таблиці, нижче Si. Його електронна конфігурація становить 1с² 2с² 2р⁶ 3с² 3р⁶ 4с² 3d¹⁰ 4р². Ge - металлоїд, що має кристалічну структуру, подібну до алмазу. Він твердий, крихкий і має сіро-білий колір. Температура плавлення Ge становить близько 937 ^оC, а температура кипіння - 2830 ^оС.

Германій природним чином можна знайти в земній корі. Він присутній у таких мінералах, як бриарит, германіт та аргіродити. Крім того, він має п'ять природних ізотопів. Однак Ge - найпоширеніший ізотоп, який має 36%.

Малюнок 02: Зовнішній вигляд германію

Крім того, цей елемент хімічно і фізично схожий на кремній. Германій стійкий у повітрі та воді. Крім того, він не реагує з розведеними кислотами та лужними розчинами. Як і кремній, ми використовуємо германій також як напівпровідниковий матеріал в транзисторах та інших електронних пристроях. Більше того, германій зазвичай має як +4, так і +2 стани окислення, але найчастіше зустрічається у +4. Коли ми піддаємо цей елемент повітря, він повільно переходить у діоксидну форму, GeO₂.

Яка різниця між кремнієм та германієм?

Кремній - це хімічний елемент з атомним номером 14 і хімічним символом Si, а германій - хімічний елемент з атомним номером 32, а хімічний символ - Ge. Ключова відмінність кремнію від германію полягає в тому, що у германію є d електрони, але у кремнію немає d електронів. Крім того, конфігурація електронів кремнію дорівнює 1s² 2с² 2р⁶ 3с² 3р² а електронна конфігурація германію дорівнює 1s² 2с² 2р⁶ 3с² 3р⁶ 4с² 3d¹⁰ 4р². Тому як істотну різницю між кремнієм та германієм можна констатувати ці конфігурації.

Більше того, атом германію має більший радіус, ніж кремній. Крім цього, ще одна помітна відмінність між кремнієм та германієм полягає в тому, що в певних температурах германій має більше вільних електронів, ніж кремній. Таким чином, провідність германію вище.

Підсумок - Кремній проти Германії

І кремній, і германій корисні як напівпровідники. Однак між кремнієм та германієм є відмінності. Ключова відмінність кремнію від германію полягає в тому, що германій має d електронів, але у кремнію немає d електронів.

Довідка:

1. Британіка, редактори Енциклопедії. "Кремній". Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 18 січня 2018 р. Доступний тут  
2. Лібретексти. "Хімія германію (Z = 32)." Хімія LibreTexts, Національний науковий фонд, 26 листопада 2018 р. Доступний тут  

Надано зображення:

1. "Кремній (14 Si)" за зображеннями Hi-Res хімічних елементів (CC BY 3.0) через Wikimedia Commons  
2. ”Германій (32 Ге)” Зображення Hi-Res хімічних елементів (CC BY 3.0) через Вікісховище