Klíčový rozdíl mezi křemíkem a germaniem je ten, že germanium má d elektronů, ale křemík nemá žádné d elektronů.
Křemík a germanium jsou oba ve stejné skupině (skupina 14) periodické tabulky. Mají tedy čtyři elektrony na vnější energetické úrovni. Navíc se vyskytují ve dvou oxidačních stavech, +2 a +4. Křemík a germanium mají podobné fyzikální a chemické vlastnosti, protože oba jsou metaloidy. Mezi křemíkem a germaniem je však také značný rozdíl.
Co je křemík?
Křemík je chemický prvek s atomovým číslem 14 a nachází se ve skupině 14 periodické tabulky, těsně pod uhlíkem. Můžeme jej označit symbolem Si. Jeho elektronová konfigurace je 1s2 2s2 2p6 3s23p2 Křemík může odstranit čtyři elektrony a vytvořit +4 nabitý kation, nebo může tyto elektrony sdílet za vzniku čtyř kovalentních vazeb.
Křemík můžeme navíc charakterizovat jako metaloid, protože má kovové i nekovové vlastnosti. Je to tvrdá a inertní metaloidní pevná látka. Bod tání tohoto chemického prvku je 1414 oC a bod varu je 3265 oC. Křemík v krystalické formě je velmi křehký. Jako čistý křemík se v přírodě vyskytuje velmi zřídka. Převážně se vyskytuje jako oxid nebo silikát.
Vzhledem k tomu, že křemík je chráněn vnější vrstvou oxidu, je méně náchylný k chemickým reakcím. Také tento prvek vyžaduje vysoké teploty pro svou oxidaci. Naproti tomu křemík reaguje s fluorem při pokojové teplotě. Kromě toho křemík nereaguje s kyselinami, ale reaguje s koncentrovanými zásadami.
Obrázek 01: Vzhled křemíku
Křemík má mnoho průmyslových využití. Křemík je polovodič, proto se používá v počítačích a elektronických zařízeních. Existuje mnoho použití sloučenin křemíku, jako je oxid křemičitý nebo silikáty v keramickém, sklářském a cementářském průmyslu.
Co je Germanium?
Vědec Clemens Winkler objevil Germanium v roce 1886. Tento prvek můžeme označit symbolem Ge a jeho atomové číslo je 32. Toto je v periodické tabulce pod Si. Jeho elektronová konfigurace je 1s2 2s2 2p6 3s23p6 4s2 3d10 4p2 Ge je metaloid s krystalickou strukturou podobnou diamantu. Je tvrdý, křehký a má šedobílou barvu. Bod tání Ge je kolem 937 oC a bod varu je 2830 oC.
V zemské kůře můžeme přirozeně najít Germanium. Je přítomen v minerálech, jako je briartit, germanit a argyrodit. Také má pět přirozeně se vyskytujících izotopů. Ge je však nejběžnějším izotopem, který má 36% výskyt.
Obrázek 02: Vzhled germania
Tento prvek je navíc chemicky a fyzikálně podobný křemíku. Germanium je stabilní na vzduchu i ve vodě. Také nereaguje se zředěnými kyselinami a alkalickými roztoky. Stejně jako křemík používáme germanium také jako polovodičový materiál v tranzistorech a dalších elektronických zařízeních. Kromě toho má germanium běžně oxidační stavy +4 i +2, ale nejčastěji se vyskytuje ve stavu +4. Když tento prvek vystavíme vzduchu, pomalu se přemění na formu oxidu, GeO2
Jaký je rozdíl mezi křemíkem a germaniem?
Křemík je chemický prvek s atomovým číslem 14 a chemickým symbolem Si, zatímco germanium je chemický prvek s atomovým číslem 32 a chemickým symbolem je Ge. Klíčový rozdíl mezi křemíkem a germaniem je v tom, že Germanium má d elektronů, ale křemík nemá žádné d elektrony. Kromě toho je elektronová konfigurace křemíku 1s2 2s2 2p6 3s 2 3p2 a elektronová konfigurace germania je 1s2 2s2 2p 6 3s2 3p6 4s2 3d 10 4p2 Proto můžeme jako významný rozdíl mezi křemíkem a germaniem označit tyto konfigurace.
Atom germania má navíc větší poloměr než křemík. Kromě toho je dalším pozoruhodným rozdílem mezi křemíkem a germaniem to, že za určitých teplot má germanium více volných elektronů než křemík. Vodivost germania je tedy vyšší.
Shrnutí – Silicon vs Germanium
Jak křemík, tak germanium jsou užitečné jako polovodiče. Mezi křemíkem a germaniem však existují rozdíly. Klíčový rozdíl mezi křemíkem a germaniem je v tom, že germanium má d elektronů, ale křemík nemá žádné d elektronů.
