Nøgleforskellen mellem silicium og germanium er, at germanium har d-elektroner, men silicium har ingen d-elektroner.
Silicon 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 deler lignende fysiske og kemiske egenskaber, da begge er metalloider. Der er dog også en betydelig forskel mellem silicium og germanium.
Hvad er silicium?
Silicon er et kemisk grundstof med atomnummer 14, og det er i gruppe 14 i det periodiske system, lige under kulstof. Vi kan betegne det med symbolet Si. Dens elektronkonfiguration er 1s2 2s2 2p6 3s23p2 Silicium kan fjerne fire elektroner og danne en +4 ladet kation, eller det kan dele disse elektroner for at danne fire kovalente bindinger.
Desuden kan vi karakterisere silicium som et metalloid, fordi det har både metal- og ikke-metalegenskaber. Det er et hårdt og inert metalloid fast stof. Smeltepunktet for dette kemiske grundstof er 1414 oC, og kogepunktet er 3265 oC. Silicium i krystalform er meget skørt. Det findes meget sjældent som rent 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 dets oxidation. I modsætning hertil reagerer silicium med fluor ved stuetemperatur. Ydermere reagerer silicium ikke med syrer, men reagerer med koncentrerede alkalier.
Figur 01: Udseende af silicium
Der er mange industrielle anvendelser af silicium. Silicium er en halvleder, derfor bruges i computere og elektroniske enheder. Der er mange anvendelser af siliciumforbindelser som silica eller silikater i keramik-, glas- og cementindustrien.
Hvad er Germanium?
Videnskabsmanden Clemens Winkler fandt Germanium i 1886. Vi kan betegne dette grundstof med symbolet Ge, og dets atomnummer er 32. Dette er i det periodiske system, under Si. Dens elektronkonfiguration er 1s2 2s2 2p6 3s23p6 4s2 3d10 4p2 Ge er et metalloid med en krystalstruktur svarende til diamantens. Den er hård, skør 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 er til stede i mineraler som briartit, germanit og argyrodite. Det har også fem naturligt forekommende isotoper. Ge er dog den mest almindelige isotop, som har 36 % overflod.
Figur 02: Germaniums udseende
Yderligere ligner dette element kemisk og fysisk silicium. Germanium er stabilt i luft og vand. Det reagerer heller ikke med fortyndede syrer og alkaliske opløsninger. Ligesom silicium bruger vi Germanium også som halvledermateriale i transistorer og andre elektroniske enheder. Desuden har Germanium almindeligvis både +4 og +2 oxidationstilstande, men forekommer oftest i +4 tilstand. Når vi udsætter dette element for luft, omdannes det langsomt til dioxidformen GeO2
Hvad er forskellen mellem silicium og germanium?
Silicon er et kemisk grundstof med atomnummer 14 og kemisk symbol Si, mens germanium er et kemisk grundstof med atomnummer 32 og kemisk symbol er Ge. Den vigtigste forskel mellem silicium og germanium er, at Germanium har d elektroner, men silicium har ingen d elektroner. Desuden er elektronkonfigurationen af silicium 1s2 2s2 2p6 3s 2 3p2 og elektronkonfigurationen af germanium er 1s2 2s2 2p 6 3s2 3p6 4s2 3d 10 4p2 Derfor, som en væsentlig forskel mellem silicium og germanium, kan vi sige disse konfigurationer.
Desuden har germanium-atomet en større radius end silicium. Bortset fra det er en anden bemærkelsesværdig forskel mellem silicium og germanium, at germanium i visse temperaturer har flere frie elektroner end silicium. Således er germaniums ledningsevne højere.
Opsummering – 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 silicium har ingen d elektroner.
