ההבדל העיקרי בין סיליקון וגרמניום הוא שבגרמניום יש d אלקטרונים, אבל לסיליקון אין שום d אלקטרונים.
סיליקון וגרמניום, נמצאים שניהם באותה קבוצה (קבוצה 14) של הטבלה המחזורית. לפיכך, יש להם ארבעה אלקטרונים ברמת האנרגיה החיצונית. יתר על כן, הם מתרחשים בשני מצבי חמצון, +2 ו +4. סיליקון וגרמניום חולקים מאפיינים פיזיקליים וכימיים דומים מכיוון ששניהם מטאלואידים. עם זאת, יש הבדל ניכר גם בין סיליקון לגרמניום.
מה זה סיליקון?
סיליקון הוא יסוד כימי עם מספר אטומי 14, והוא נמצא בקבוצה 14 של הטבלה המחזורית, ממש מתחת לפחמן.אנו יכולים לסמן אותו בסמל Si. תצורת האלקטרונים שלו היא 1s2 2s2 2p6 3s23p2 סיליקון יכול להסיר ארבעה אלקטרונים וליצור קטיון טעון +4, או שהוא יכול לשתף אלקטרונים אלה כדי ליצור ארבעה קשרים קוולנטיים.
יתר על כן, אנו יכולים לאפיין את הסיליקון כמטאלואיד מכיוון שיש לו תכונות מתכת ולא מתכת כאחד. זהו מוצק מתכתי קשה ואינרטי. נקודת ההיתוך של יסוד כימי זה היא 1414 oC, ונקודת הרתיחה היא 3265 oC. סיליקון בצורת גביש שביר מאוד. זה קיים לעתים רחוקות מאוד כסיליקון טהור בטבע. בעיקר, זה מופיע בתור תחמוצת או סיליקט.
מכיוון שהסיליקון מוגן בשכבת תחמוצת חיצונית, הוא פחות רגיש לתגובות כימיות. כמו כן, אלמנט זה דורש טמפרטורות גבוהות עבור חמצונו. לעומת זאת, סיליקון מגיב עם פלואור בטמפרטורת החדר. יתר על כן, הסיליקון אינו מגיב עם חומצות אלא מגיב עם אלקליות מרוכזות.
איור 01: הופעת סיליקון
יש הרבה שימושים תעשייתיים בסיליקון. סיליקון הוא מוליך למחצה, לכן, לשימוש במחשבים ובמכשירים אלקטרוניים. ישנם שימושים רבים בתרכובות סיליקון כמו סיליקה או סיליקטים בתעשיות הקרמיקה, הזכוכית והמלט.
מה זה גרמניום?
המדען קלמנס וינקלר מצא גרמניום בשנת 1886. אנו יכולים לסמן יסוד זה בסמל Ge, והמספר האטומי שלו הוא 32. זה נמצא בטבלה המחזורית, מתחת ל-Si. תצורת האלקטרונים שלו היא 1s2 2s2 2p6 3s23p6 4s2 3d10 4p2 Ge הוא מטאלואיד בעל מבנה גבישי דומה לזה של היהלום. הוא קשה, שביר ובעל צבע אפור-לבן.נקודת ההיתוך של Ge היא סביב 937 oC, ונקודת הרתיחה היא 2830 oC.
אנו יכולים למצוא גרמניום באופן טבעי בקרום האדמה. הוא קיים במינרלים כמו בריארטיט, גרמניט וארגירודיט. כמו כן, יש לו גם חמישה איזוטופים המתרחשים באופן טבעי. עם זאת, Ge הוא האיזוטופ הנפוץ ביותר, שיש לו שפע של 36%.
איור 02: הופעת גרמניום
יתר על כן, יסוד זה דומה מבחינה כימית ופיזית לסיליקון. גרמניום יציב באוויר ובמים. כמו כן, הוא אינו מגיב עם חומצות מדוללות ותמיסות אלקליות. כמו סיליקון, אנו משתמשים בגרמניום גם כחומר מוליכים למחצה בטרנזיסטורים ובמכשירים אלקטרוניים אחרים. יתר על כן, לגרמניום יש בדרך כלל מצבי חמצון +4 ו-+2, אך לרוב מתרחשים במצב +4.כאשר אנו חושפים את האלמנט הזה לאוויר, הוא הופך לאט לאט לצורת דו-חמצנית, GeO2
מה ההבדל בין סיליקון לגרמניום?
סיליקון הוא יסוד כימי עם מספר אטומי 14 וסמל כימי Si בעוד שגרמניום הוא יסוד כימי עם מספר אטומי 32 והסמל הכימי הוא Ge. ההבדל העיקרי בין סיליקון לגרמניום הוא שלגרמניום יש d אלקטרונים, אבל לסיליקון אין שום אלקטרונים D. יתר על כן, תצורת האלקטרונים של סיליקון היא 1s2 2s2 2p6 3s 2 3p2 ותצורת האלקטרונים של גרמניום היא 1s2 2s2 2p 6 3s2 3p6 4s2 3d 10 4p2 לכן, כהבדל משמעותי בין סיליקון לגרמניום, אנו יכולים לומר את התצורות האלה.
יתר על כן, לאטום גרמניום יש רדיוס גדול יותר מסיליקון. מלבד זאת, הבדל בולט נוסף בין סיליקון לגרמניום הוא שבטמפרטורות מסוימות, בגרמניום יש יותר אלקטרונים חופשיים מסיליקון. לפיכך, המוליכות של גרמניום גבוהה יותר.
סיכום – סיליקון מול גרמניום
גם סיליקון וגם גרמניום שימושיים כמוליכים למחצה. עם זאת, ישנם הבדלים בין סיליקון לגרמניום. ההבדל העיקרי בין סיליקון וגרמניום הוא שבגרמניום יש d אלקטרונים, אבל לסיליקון אין שום d אלקטרונים.
