Forskellen mellem silicium og Germanium
Share
Det vigtigste forskel mellem silicium og germanium er det Germanium har d-elektroner, men Silicon har ingen d-elektroner.
Silicium og germanium er begge i den samme gruppe (gruppe 14) i det periodiske system. Derfor har de fire elektroner i det ydre energiniveau. Desuden forekommer de i to oxidationstilstande, +2 og +4. Silicium og germanium har lignende fysiske og kemiske egenskaber, da begge er metalloider. Der er imidlertid også en betydelig forskel mellem silicium og germanium.
INDHOLD
1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er Silicon
3. Hvad er Germanium
4. Sammenligning side ved side - Silicon vs Germanium i tabelform
5. Resume
Hvad er Silicon?
Silicium er et kemisk element med atomnummer 14, og det er i gruppe 14 i den periodiske tabel, lige under kulstof. Vi kan betegne det med symbolet Si. Dens elektronkonfiguration er 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2. Silicium kan fjerne fire elektroner og danne en +4 ladet kation, eller den kan dele disse elektroner til dannelse af fire kovalente bindinger.
Desuden kan vi karakterisere silicium som en metalloid, fordi det har både metal- og ikke-metale egenskaber. Det er et hårdt og inert metalloid fast stof. Smeltepunktet for dette kemiske element er 1414 oC, og kogepunktet er 3265 oC. Silicium i krystalform er meget sprødt. Det findes meget sjældent som ren silicium i naturen. Det forekommer hovedsageligt som oxid eller silikat.
Da silicium er beskyttet med et ydre oxidlag, er det mindre modtageligt for kemiske reaktioner. Dette element kræver også høje temperaturer for dens oxidation. I modsætning hertil reagerer silicium med fluor ved stuetemperatur. Desuden reagerer Silicium ikke med syrer, men reagerer med koncentrerede alkalier.
Figur 01: Silicon's udseende
Der er masser af industrielle anvendelser af silicium. Silicium er derfor en halvleder, derfor bruges i computere og elektroniske enheder. Der er mange anvendelser af siliciumforbindelser som silica eller silicater i keramik-, glas- og cementindustrien.
Hvad er Germanium?
Forskeren Clemens Winkler fandt Germanium i 1886. Vi kan betegne dette element med symbolet Ge, og dets atomnummer er 32. Dette er i den periodiske tabel, nedenfor Si. Dens elektronkonfiguration er 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p2. Ge er en metalloid, der har en krystalstruktur, der ligner diamanten. Det er hårdt, sprødt og har en grå-hvid farve. Smeltepunktet for Ge er omkring 937 oC, og kogepunktet er 2830 oC.
Vi kan finde Germanium naturligt i jordskorpen. Det findes i mineraler som briartite, germanit og argyrodite. Den har også fem naturligt forekommende isotoper. Ge er dog den mest almindelige isotop, der har 36% overflod.
Figur 02: Udseende af Germanium
Endvidere ligner dette element kemisk og fysisk som silicium. Germanium er stabilt i luft og vand. Det reagerer heller ikke med fortyndede syrer og alkaliløsninger. Som Silicon bruger vi Germanium også som et halvledermateriale i transistorer og andre elektroniske enheder. Derudover har Germanium ofte både +4 og +2 oxidationstilstande, men forekommer hyppigst i +4-tilstand. Når vi udsætter dette element for luft, konverteres det langsomt til dioxidformen, GeO2.
Hvad er forskellen mellem silicium og Germanium?
Silicium er et kemisk element med atomnummer 14 og kemisk symbol Si, mens germanium er et kemisk element med atomnummer 32 og kemisk symbol er Ge. Den vigtigste forskel mellem silicium og germanium er, at Germanium har d-elektroner, men Silicon har ikke nogen d-elektroner. Endvidere er elektronikonfigurationen af silicium 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2 og elektronkonfigurationen af germanium er 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p2. Derfor, som en betydelig forskel mellem silicium og germanium, kan vi sige disse konfigurationer.
Derudover har germaniumatom en større radius end silicium. Derudover er en anden bemærkelsesværdig forskel mellem silicium og germanium, at germanium i visse temperaturer har flere frie elektroner end silicium. Germaniums konduktivitet er således højere.
Resume - Silicon vs Germanium
Både silicium og germanium er nyttige som halvledere. Der er dog forskelle mellem silicium og germanium. Den vigtigste forskel mellem silicium og germanium er, at Germanium har d-elektroner, men Silicon har ikke nogen d-elektroner.
Reference:
1. Britannica, redaktionerne for encyklopædi. ”Silicon”. Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 18. januar 2018. Findes her
2. Libreteksts. “Kemi i Germanium (Z = 32).” Kemi LibreTexts, National Science Foundation, 26. november 2018. Findes her
Billede høflighed:
1. ”Silicon (14 Si)” Af Hi-Res-billeder af kemiske elementer (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
2. ”Germanium (32 Ge)” Af Hi-Res Images ofChemical Elements (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
