Forskjellen mellom silisium og germanium

2024 Forfatter: Alex Aldridge | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 13:46

Nøkkelforskjellen mellom silisium og germanium er at germanium har d-elektroner, men silisium har ingen d-elektroner.

Silisium og germanium er begge i samme gruppe (gruppe 14) i det periodiske systemet. Derfor har de fire elektroner i det ytre energinivået. Dessuten forekommer de i to oksidasjonstilstander, +2 og +4. Silisium og germanium deler lignende fysiske og kjemiske egenskaper siden begge er metalloider. Det er imidlertid en betydelig forskjell mellom silisium og germanium også.

Hva er silisium?

Silisium er et kjemisk grunnstoff med atomnummer 14, og det er i gruppe 14 i det periodiske system, like under karbon. Vi kan betegne det med symbolet Si. Elektronkonfigurasjonen er 1s² 2s² 2p⁶ 3s^23p2 ^{Silisium kan fjerne fire elektroner og danne en +4 ladet kation, eller det kan dele disse elektronene for å danne fire kovalente bindinger.}

Vi kan dessuten karakterisere silisium som et metalloid fordi det har både metall- og ikke-metallegenskaper. Det er et hardt og inert metalloid fast stoff. Smeltepunktet til dette kjemiske elementet er 1414 ^oC, og kokepunktet er 3265 ^{oC. Silisium i krystallform er veldig sprøtt. Det finnes svært sjelden som rent silisium i naturen. Det forekommer hovedsakelig som oksid eller silikat.}

Siden silisiumet er beskyttet med et ytre oksidlag, er det mindre utsatt for kjemiske reaksjoner. Dette elementet krever også høye temperaturer for oksidering. Derimot reagerer silisium med fluor ved romtemperatur. Videre reagerer ikke silisium med syrer, men reagerer med konsentrerte alkalier.

Figur 01: Utseende av silisium

Det er mange industrielle bruksområder for silisium. Silisium er en halvleder, og brukes derfor i datamaskiner og elektroniske enheter. Det er mange bruksområder for silisiumforbindelser som silika eller silikater i keramikk-, glass- og sementindustrien.

Hva er Germanium?

Vitenskapsmannen Clemens Winkler fant Germanium i 1886. Vi kan betegne dette grunnstoffet med symbolet Ge, og dets atomnummer er 32. Dette er i det periodiske systemet, under Si. Elektronkonfigurasjonen er 1s² 2s² 2p⁶ 3s^23p6 ^4s2 ^3d10 ^4p2 ^{Ge er en metalloid som har en krystallstruktur som ligner på diamanten. Den er hard, sprø og har en gråhvit farge. Smeltepunktet til Ge er rundt 937} o^{C, og kokepunktet er 2830} o^C.

Vi kan finne Germanium naturlig i jordskorpen. Det er tilstede i mineraler som briartitt, germanitt og argyrodite. Den har også fem naturlig forekommende isotoper. Ge er imidlertid den vanligste isotopen, som har 36 % overflod.

Figur 02: Utseende av Germanium

I tillegg er dette elementet kjemisk og fysisk likt silisium. Germanium er stabilt i luft og vann. Den reagerer heller ikke med fortynnede syrer og alkaliske løsninger. I likhet med silisium bruker vi Germanium også som halvledermateriale i transistorer og andre elektroniske enheter. Dessuten har Germanium ofte både +4 og +2 oksidasjonstilstander, men forekommer oftest i +4 tilstand. Når vi utsetter dette elementet for luft, konverteres det sakte til dioksidformen GeO₂

Hva er forskjellen mellom silisium og germanium?

Silisium er et kjemisk grunnstoff med atomnummer 14 og kjemisk symbol Si mens germanium er et kjemisk grunnstoff med atomnummer 32 og kjemisk symbol er Ge. Den viktigste forskjellen mellom silisium og germanium er at Germanium har d elektroner, men silisium har ingen d elektroner. Videre er elektronkonfigurasjonen til silisium 1s² 2s² 2p⁶ 3s ² 3p² og elektronkonfigurasjonen til germanium er 1s² 2s² 2p ⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d 10 ^4p2 ^{Derfor, som en betydelig forskjell mellom silisium og germanium, kan vi si disse konfigurasjonene.}

Dessuten har germaniumatomet en større radius enn silisium. Bortsett fra det er en annen bemerkelsesverdig forskjell mellom silisium og germanium at i visse temperaturer har germanium flere frie elektroner enn silisium. Dermed er konduktiviteten til germanium høyere.

Sammendrag – Silicon vs Germanium

Både silisium og germanium er nyttige som halvledere. Imidlertid er det forskjeller mellom silisium og germanium. Den viktigste forskjellen mellom silisium og germanium er at germanium har d-elektroner, men silisium har ingen d-elektroner.