Sự khác biệt giữa Silicon và Germanium

Các sự khác biệt chính giữa silicon và gecmani là Germanium có d electron, nhưng Silicon không có electron d.

Silicon và gecmani, đều thuộc cùng một nhóm (nhóm 14) của bảng tuần hoàn. Do đó, chúng có bốn electron ở mức năng lượng bên ngoài. Hơn nữa, chúng xảy ra ở hai trạng thái oxy hóa, +2 và +4. Silic và gecmani có chung đặc điểm vật lý và hóa học vì cả hai đều là các kim loại. Tuy nhiên, có một sự khác biệt đáng kể giữa silicon và gecmani.

NỘI DUNG

1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Silicon là gì
3. Germanium là gì
4. So sánh cạnh nhau - Silicon vs Germanium ở dạng bảng
5. Tóm tắt

Silicon là gì?

Silicon là một nguyên tố hóa học có số nguyên tử 14, và nó nằm trong nhóm 14 của bảng tuần hoàn, ngay dưới carbon. Chúng ta có thể biểu thị nó bằng ký hiệu Si. Cấu hình electron của nó là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p². Silic có thể loại bỏ bốn electron và tạo thành cation tích điện +4 hoặc nó có thể chia sẻ các electron này để tạo thành bốn liên kết cộng hóa trị.

Hơn nữa, chúng ta có thể mô tả silicon là một kim loại vì nó có cả tính chất kim loại và phi kim. Nó là một chất rắn kim loại cứng và trơ. Điểm nóng chảy của nguyên tố hóa học này là 1414 ^oC, và điểm sôi là 3265 ^oC. Silic ở dạng tinh thể rất giòn. Nó tồn tại rất hiếm khi là silicon nguyên chất trong tự nhiên. Chủ yếu, nó xảy ra dưới dạng oxit hoặc silicat.

Vì silicon được bảo vệ với lớp oxit bên ngoài, nên nó ít bị ảnh hưởng bởi các phản ứng hóa học. Ngoài ra, nguyên tố này đòi hỏi nhiệt độ cao cho quá trình oxy hóa của nó. Ngược lại, silicon phản ứng với flo ở nhiệt độ phòng. Hơn nữa, Silicon không phản ứng với axit mà phản ứng với kiềm tập trung.

Hình 01: Xuất hiện của Silicon

Có rất nhiều sử dụng công nghiệp của silicon. Silicon là một chất bán dẫn, do đó, sử dụng trong máy tính và các thiết bị điện tử. Có nhiều ứng dụng của các hợp chất silicon như silica hoặc silicat trong các ngành công nghiệp gốm, thủy tinh và xi măng.

Germanium là gì?

Nhà khoa học Clemens Winkler đã tìm thấy Germanium vào năm 1886. Chúng ta có thể biểu thị nguyên tố này bằng ký hiệu Ge và số nguyên tử của nó là 32. Đây là trong bảng tuần hoàn, bên dưới Si. Cấu hình electron của nó là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4 giây² 3d¹⁰ 4p². Ge là một kim loại có cấu trúc tinh thể tương tự như kim cương. Nó cứng, giòn và có màu trắng xám. Điểm nóng chảy của Ge là khoảng 937 ^oC, và điểm sôi là 2830 ^oC.

Chúng ta có thể tìm thấy Germanium tự nhiên trong lớp vỏ trái đất. Nó có mặt trong các khoáng chất như briartite, Germanite và argyrodite. Ngoài ra, nó cũng có năm đồng vị xuất hiện tự nhiên. Tuy nhiên, Ge là đồng vị phổ biến nhất, có độ phong phú 36%.

Hình 02: Xuất hiện của Germanium

Hơn nữa, nguyên tố này tương tự về mặt hóa học và vật lý với silicon. Germanium ổn định trong không khí và nước. Ngoài ra, nó không phản ứng với axit loãng và dung dịch kiềm. Giống như Silicon, chúng tôi cũng sử dụng Germanium làm vật liệu bán dẫn trong bóng bán dẫn và các thiết bị điện tử khác. Hơn nữa, Germanium thường có cả trạng thái oxy hóa +4 và +2, nhưng phổ biến nhất xảy ra ở trạng thái +4. Khi chúng ta phơi nguyên tố này ra không khí, nó sẽ dần chuyển thành dạng điôxit, GeO₂.

Sự khác biệt giữa Silicon và Germanium là gì?

Silic là nguyên tố hóa học có số nguyên tử 14 và ký hiệu hóa học Si trong khi Germanium là nguyên tố hóa học có số nguyên tử 32 và ký hiệu hóa học là Ge. Sự khác biệt chính giữa silicon và gecmani là Germanium có d electron, nhưng Silicon không có bất kỳ electron d nào. Hơn nữa, cấu hình electron của silicon là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p² và cấu hình electron của Germanium là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4 giây² 3d¹⁰ 4p². Do đó, như một sự khác biệt đáng kể giữa silicon và gecmani, chúng ta có thể nói những cấu hình này.

Hơn nữa, nguyên tử gecmani có bán kính lớn hơn silicon. Ngoài ra, một sự khác biệt đáng chú ý khác giữa silicon và gecmani là ở nhiệt độ nhất định, gecmani có nhiều electron tự do hơn silicon. Vì vậy, độ dẫn của Germanium cao hơn.

Tóm tắt - Silicon vs Germanium

Cả silicon và gecmani đều hữu ích như chất bán dẫn. Tuy nhiên, có sự khác biệt giữa silicon và gecmani. Sự khác biệt chính giữa silicon và gecmani là Germanium có d electron, nhưng Silicon không có electron d.

Tài liệu tham khảo:

1. Britannica, Biên tập viên của bách khoa toàn thư. Sê-ri Silicon. Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., ngày 18 tháng 1 năm 2018. Có sẵn tại đây  
2. Thư viện. Hóa học của Germanium (Z = 32). Hóa học LibreTexts, Quỹ khoa học quốc gia, ngày 26 tháng 11 năm 2018. Có sẵn tại đây  

Hình ảnh lịch sự:

1. Trực tiếp Silicon (14 Si) Hình ảnh của các yếu tố hóa học (CC BY 3.0) qua Commons Wikimedia  
2. Trực tiếp Germanium (32 Ge) Hình ảnh của các yếu tố hóa học (CC BY 3.0) qua Commons Wikimedia