Η βασική διαφορά μεταξύ πυριτίου και γερμανίου είναι ότι το γερμάνιο έχει d ηλεκτρόνια, αλλά το πυρίτιο δεν έχει καθόλου ηλεκτρόνια.
Το πυρίτιο και το γερμάνιο βρίσκονται και τα δύο στην ίδια ομάδα (ομάδα 14) του περιοδικού πίνακα. Ως εκ τούτου, έχουν τέσσερα ηλεκτρόνια στο εξωτερικό επίπεδο ενέργειας. Επιπλέον, εμφανίζονται σε δύο καταστάσεις οξείδωσης, +2 και +4. Το πυρίτιο και το γερμάνιο έχουν παρόμοια φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά αφού και τα δύο είναι μεταλλοειδή. Ωστόσο, υπάρχει επίσης σημαντική διαφορά μεταξύ του πυριτίου και του γερμανίου.
Τι είναι το πυρίτιο;
Το πυρίτιο είναι ένα χημικό στοιχείο με ατομικό αριθμό 14 και βρίσκεται στην ομάδα 14 του περιοδικού πίνακα, ακριβώς κάτω από τον άνθρακα. Μπορούμε να το συμβολίσουμε με το σύμβολο Si. Η διαμόρφωση ηλεκτρονίων του είναι 1s2 2s2 2p6 3s23p2 Το πυρίτιο μπορεί να αφαιρέσει τέσσερα ηλεκτρόνια και να σχηματίσει ένα +4 φορτισμένο κατιόν ή μπορεί να μοιραστεί αυτά τα ηλεκτρόνια για να σχηματίσει τέσσερις ομοιοπολικούς δεσμούς.
Επιπλέον, μπορούμε να χαρακτηρίσουμε το πυρίτιο ως μεταλλοειδές επειδή έχει μεταλλικές και μη μεταλλικές ιδιότητες. Είναι ένα σκληρό και αδρανές μεταλλοειδές στερεό. Το σημείο τήξης αυτού του χημικού στοιχείου είναι 1414 oC και το σημείο βρασμού είναι 3265 oC. Το πυρίτιο σε κρυσταλλική μορφή είναι πολύ εύθραυστο. Υπάρχει πολύ σπάνια ως καθαρό πυρίτιο στη φύση. Κυρίως, εμφανίζεται ως οξείδιο ή πυριτικό άλας.
Δεδομένου ότι το πυρίτιο προστατεύεται με ένα εξωτερικό στρώμα οξειδίου, είναι λιγότερο ευαίσθητο σε χημικές αντιδράσεις. Επίσης, αυτό το στοιχείο απαιτεί υψηλές θερμοκρασίες για την οξείδωσή του. Αντίθετα, το πυρίτιο αντιδρά με το φθόριο σε θερμοκρασία δωματίου. Επιπλέον, το πυρίτιο δεν αντιδρά με οξέα αλλά αντιδρά με συμπυκνωμένα αλκάλια.
Εικόνα 01: Εμφάνιση πυριτίου
Υπάρχουν πολλές βιομηχανικές χρήσεις του πυριτίου. Το πυρίτιο είναι ημιαγωγός, επομένως, χρησιμοποιείται σε υπολογιστές και ηλεκτρονικές συσκευές. Υπάρχουν πολλές χρήσεις ενώσεων πυριτίου όπως το πυρίτιο ή τα πυριτικά άλατα σε βιομηχανίες κεραμικών, γυαλιού και τσιμέντου.
Τι είναι το γερμάνιο;
Ο επιστήμονας Clemens Winkler βρήκε το γερμάνιο το 1886. Μπορούμε να υποδηλώσουμε αυτό το στοιχείο με το σύμβολο Ge, και ο ατομικός του αριθμός είναι 32. Αυτό είναι στον περιοδικό πίνακα, κάτω από το Si. Η διαμόρφωση ηλεκτρονίων του είναι 1s2 2s2 2p6 3s23π6 4δ2 3η10 4π2 Το Ge είναι ένα μεταλλοειδές με κρυσταλλική δομή παρόμοια με αυτή του διαμαντιού. Είναι σκληρό, εύθραυστο και έχει γκρι-λευκό χρώμα. Το σημείο τήξης του Ge είναι περίπου 937 oC και το σημείο βρασμού είναι 2830 oC.
Μπορούμε να βρούμε γερμάνιο φυσικά στο φλοιό της γης. Υπάρχει σε ορυκτά όπως ο βριαρτίτης, ο γερμανίτης και ο αργυροδίτης. Επίσης, έχει πέντε φυσικά ισότοπα. Ωστόσο, το Ge είναι το πιο κοινό ισότοπο, το οποίο έχει 36% αφθονία.
Εικόνα 02: Εμφάνιση γερμανίου
Επιπλέον, αυτό το στοιχείο είναι χημικά και φυσικά παρόμοιο με το πυρίτιο. Το γερμάνιο είναι σταθερό στον αέρα και το νερό. Επίσης, δεν αντιδρά με αραιά οξέα και αλκαλικά διαλύματα. Όπως το πυρίτιο, χρησιμοποιούμε επίσης το γερμάνιο ως υλικό ημιαγωγών σε τρανζίστορ και άλλες ηλεκτρονικές συσκευές. Επιπλέον, το γερμάνιο συνήθως έχει και τις δύο καταστάσεις οξείδωσης +4 και +2, αλλά πιο συχνά εμφανίζεται σε κατάσταση +4. Όταν εκθέτουμε αυτό το στοιχείο στον αέρα, μετατρέπεται αργά στη μορφή διοξειδίου, GeO2
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ πυριτίου και γερμανίου;
Το πυρίτιο είναι ένα χημικό στοιχείο με ατομικό αριθμό 14 και χημικό σύμβολο Si ενώ το γερμάνιο είναι ένα χημικό στοιχείο με ατομικό αριθμό 32 και το χημικό σύμβολο είναι Ge. Η βασική διαφορά μεταξύ του πυριτίου και του γερμανίου είναι ότι το γερμάνιο έχει d ηλεκτρόνια, αλλά το πυρίτιο δεν έχει d ηλεκτρόνια. Επιπλέον, η διαμόρφωση ηλεκτρονίων του πυριτίου είναι 1s2 2s2 2p6 3s 2 3p2 και η διαμόρφωση ηλεκτρονίων του γερμανίου είναι 1s2 2s2 2p 6 3δ2 3π6 4s2 3η 10 4p2 Επομένως, ως σημαντική διαφορά μεταξύ πυριτίου και γερμανίου, μπορούμε να πούμε αυτές τις διαμορφώσεις.
Επιπλέον, το άτομο γερμανίου έχει μεγαλύτερη ακτίνα από το πυρίτιο. Εκτός από αυτό, μια άλλη αξιοσημείωτη διαφορά μεταξύ του πυριτίου και του γερμανίου είναι ότι, σε ορισμένες θερμοκρασίες, το γερμάνιο έχει περισσότερα ελεύθερα ηλεκτρόνια από το πυρίτιο. Έτσι, η αγωγιμότητα του γερμανίου είναι υψηλότερη.
Σύνοψη – Πυρίτιο εναντίον Γερμανίου
Τόσο το πυρίτιο όσο και το γερμάνιο είναι χρήσιμα ως ημιαγωγοί. Ωστόσο, υπάρχουν διαφορές μεταξύ πυριτίου και γερμανίου. Η βασική διαφορά μεταξύ του πυριτίου και του γερμανίου είναι ότι το γερμάνιο έχει d ηλεκτρόνια, αλλά το πυρίτιο δεν έχει d ηλεκτρόνια.
