ההבדל העיקרי בין סיליקון לפחמן הוא שהפחמן אינו מתכת ואילו הסיליקון הוא מתכת.
פחמן וסיליקון, שניהם נמצאים באותה קבוצה (קבוצה 14) של הטבלה המחזורית. לפיכך, יש להם ארבעה אלקטרונים ברמת האנרגיה החיצונית. הם מתרחשים בשני מצבי חמצון, +2 ו-+4. ושניהם קיימים כסריגים מולקולריים ענקיים.
מה זה סיליקון?
סיליקון הוא היסוד עם המספר האטומי 14, והוא גם נמצא בקבוצה 14 של הטבלה המחזורית, ממש מתחת לפחמן. יש לו את הסמל הכימי Si. תצורת האלקטרונים שלו היא 1s2 2s2 2p6 3s23p2הסיליקון יכול להסיר ארבעה אלקטרונים וליצור קטיון טעון +4, או שהוא יכול לחלוק אלקטרונים אלה כדי ליצור ארבעה קשרים קוולנטיים.
איור 01: סיליקון מטוהר
אנו יכולים לאפיין את הסיליקון כמטאלואיד מכיוון שיש לו תכונות מתכת ולא מתכת כאחד. סיליקון הוא מוצק מתכתי קשה ואינרטי. נקודת ההיתוך של הסיליקון היא 1414 oC, ונקודת הרתיחה היא 3265 oC. סיליקון דמוי גביש שביר מאוד. זה קיים לעתים רחוקות מאוד כסיליקון טהור בטבע. בעיקר, זה מתרחש בתור תחמוצת או סיליקט. מכיוון ששכבת תחמוצת חיצונית מגנה על הסיליקון, היא פחות רגישה לתגובות כימיות. זה דורש טמפרטורות גבוהות כדי להתחמצן. לעומת זאת, סיליקון מגיב עם פלואור בטמפרטורת החדר. הסיליקון אינו מגיב עם חומצות אלא מגיב עם אלקליות מרוכזות.
יתר על כן, ישנם שימושים תעשייתיים רבים בסיליקון. סיליקון הוא מוליך למחצה, לכן שימושי במחשבים ובמכשירים אלקטרוניים. לתרכובות סיליקון כמו סיליקה או סיליקטים יש חשיבות רבה בתעשיות הקרמיקה, הזכוכית והמלט.
מה זה פחמן?
פחמן נמצא בכל מקום. יש מיליוני תרכובות המכילות פחמן. לפיכך, אנו יכולים לומר שפחמן הוא המסגרת לגופנו. אחת הסיבות לכך היא היכולת של פחמן ליצור ארבעה קשרים קוולנטיים עם מספר רב של יסודות. תרכובות אלו יציבות ויכולות להופיע כשרשראות או טבעות. אטומי פחמן קטנים, וזה מאפשר לשני אטומי פחמן להתקרב כך שאלקטרונים באורביטלים p יכולים לחפוף וליצור קשרים מרובים.
איור 02: גרפיט ויהלום
לפחמן יש את המספר האטומי שש, והוא לא מתכת בקבוצה 14 בטבלה המחזורית. תצורת האלקטרונים של פחמן היא 1s2 2s2 2p2 פחמן הוא בצבע שחור/אפור אחיד. כפחמן טהור, הצורות הנפוצות ביותר הן גרפיט, פחם ויהלום. בגרפיט, אטומי פחמן המסודרים בצורה משושה יוצרים שכבות. יש פער קטן בין השכבות, והאלקטרונים עוברים מיקום בתוך השכבות. בגלל זה, לגרפיט יש מוליכות חשמלית. יהלום הוא המינרל הקשה ביותר שאנו מכירים. לפיכך, בכך כל פחמן מתחבר לארבעה פחמנים אחרים בעלי קשרים קוולנטיים, ויחידה זו חוזרת על עצמה ליצירת יהלומים. לכן, ליהלום יש רשת טטרהדרלית קשיחה. יהלום הוא מוליך תרמי טוב, ויש לו מאפיינים אופטיים מיוחדים.
מה ההבדל בין סיליקון לפחמן?
סיליקון הוא היסוד עם המספר האטומי 14, והוא גם נמצא בקבוצה 14 של הטבלה המחזורית, ממש מתחת לפחמן ואילו פחמן הוא היסוד עם המספר האטומי 6, והוא גם בקבוצה 14 של המחזורית שולחן, ממש מעל הסיליקון.עם זאת, ההבדל בין סיליקון לפחמן הוא שהפחמן אינו מתכת ואילו הסיליקון הוא מתכת.
יתר על כן, לפחמן ולסיליקון יש את אותה תצורת אלקטרונים משותפת כמו s2, p2 אבל, יש הבדל בין סיליקון ופחמן. בסיליקון, האלקטרונים מתפשטים לרמת האנרגיה השלישית, ואילו בפחמן, זה רק לרמת האנרגיה השנייה. הבדל זה מתרחש בגלל פחמן בתקופה השנייה, אבל סיליקון בתקופה השלישית. אטום הסיליקון גדול יותר מאטום הפחמן. יתר על כן, הבדל נוסף בין סיליקון לפחמן הוא שהסיליקון פחות תגובתי מפחמן. כמו כן, תרכובות פחמן טהורות מתרחשות בטבע כמו יהלום, גרפיט ופחם. אבל תרכובות סיליקון טהורות כמעט ולא נמצאות. הם קיימים כתחמוצות או סיליקטים.
האינפורגרפיקה שלהלן מסכם את ההבדל בין סיליקון לפחמן בצורה טבלאית.
סיכום – סיליקון מול פחמן
סיליקון ופחמן הם שני יסודות כימיים חשובים. ישנם כמה הבדלים ביניהם כפי שצוין לעיל. ההבדל העיקרי בין סיליקון לפחמן הוא שפחמן הוא לא מתכת ואילו סיליקון הוא מתכת.
