Ero piin ja germaniumin välillä

avainero piin ja germaniumin välillä on, että Germaaniumissa on d elektronia, mutta piillä ei ole d-elektronia.

Pii ja germanium ovat molemmat samassa ryhmässä (ryhmä 14) jaksollisessa taulukossa. Siksi heillä on neljä elektronia ulkoisella energiatasolla. Lisäksi niitä esiintyy kahdessa hapetustilassa, +2 ja +4. Piillä ja germaniumilla on samanlaiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet, koska molemmat ovat metalloideja. Piin ja germaniumin välillä on kuitenkin myös huomattava ero.

SISÄLLYS

1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on pii
3. Mikä on germanium?
4. Vertailu rinnakkain - pii ja Germanium taulukkomuodossa
5. Yhteenveto

Mikä on Pii?

Pii on kemiallinen alkuaine, jonka atominumero on 14, ja se on jaksollisen ryhmän 14 sisällä, hiilen alapuolella. Voimme merkitä sitä symbolilla Si. Sen elektronikonfiguraatio on 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p². Pii voi poistaa neljä elektronia ja muodostaa +4-varautuneen kationin, tai se voi jakaa nämä elektronit muodostaen neljä kovalenttia sidosta.

Lisäksi voimme luonnehtia piitä metalloidina, koska sillä on sekä metalli- että ei-metalliominaisuuksia. Se on kova ja inertti metalloidi kiinteä aine. Tämän kemiallisen alkuaineen sulamispiste on 1414 ^OC, ja kiehumispiste on 3265 ^OC. Kidemuotoinen pii on hyvin hauras. Sitä on luonnossa erittäin harvoin puhdasta piitä. Pääasiassa se esiintyy oksidina tai silikaattina.

Koska pii on suojattu ulkoisella oksidikerroksella, se on vähemmän herkkä kemiallisille reaktioille. Lisäksi tämä elementti vaatii korkeita lämpötiloja hapettumiseen. Pii sitä vastoin reagoi fluorin kanssa huoneenlämpötilassa. Lisäksi pii ei reagoi happojen kanssa, vaan reagoi konsentroitujen emästen kanssa.

Kuva 01: Piin ulkonäkö

Piitä on paljon teollisessa käytössä. Pii on siksi puolijohde, jota käytetään tietokoneissa ja elektronisissa laitteissa. Piiyhdisteitä, kuten piidioksidia tai silikaatteja, on monia käyttökohteita keramiikka-, lasi- ja sementtiteollisuudessa.

Mikä on germanium?

Tutkija Clemens Winkler löysi germaniumin vuonna 1886. Tätä elementtiä voidaan merkitä symbolilla Ge, ja sen atominumero on 32. Tämä on jaksollisessa taulukossa, Si: n alapuolella. Sen elektronikonfiguraatio on 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p². Ge on metalloidi, jonka kiderakenne on samanlainen kuin timantin. Se on kova, hauras ja väri harmahtava. Ge: n sulamispiste on noin 937 ^OC, ja kiehumispiste on 2830 ^OC.

Löydämme germaaniumia luonnollisesti maankuoreen. Sitä on läsnä mineraaleissa, kuten briartite, germanite ja argyrodite. Lisäksi siinä on viisi luonnossa esiintyvää isotooppia. Ge on kuitenkin yleisin isotooppi, jonka runsaus on 36%.

Kuva 02: germaaniumin ulkonäkö

Lisäksi tämä elementti on kemiallisesti ja fysikaalisesti samanlainen kuin pii. Germaanium on vakaa ilmassa ja vedessä. Se ei myöskään reagoi laimeiden happojen ja alkaliliuoksien kanssa. Kuten Pii, käytämme Germaniumia myös puolijohdemateriaalina transistoreissa ja muissa elektronisissa laitteissa. Lisäksi germaaniumilla on yleisesti sekä +4 että +2 hapetustila, mutta yleisimmin tapahtuu +4 tilassa. Kun altistamme tämän elementin ilmalle, se muuttuu hitaasti dioksidimuotoksi, GeO₂.

Mikä on ero piin ja germaniumin välillä?

Pii on kemiallinen elementti, jolla on atominumero 14 ja kemiallinen tunnus Si, kun taas germanium on kemiallinen elementti, jonka atominumero on 32 ja kemiallinen symboli on Ge. Piin ja germaniumin tärkein ero on, että germaaniumissa on d elektronia, mutta piissä ei ole d elektronia. Lisäksi piin elektronikonfiguraatio on 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p² ja germaniumin elektronikonfiguraatio on 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p². Siksi voidaan sanoa nämä kokoonpanot merkittävänä erona piin ja germaniumin välillä.

Lisäksi germaniumatomilla on suurempi säde kuin piillä. Tämän lisäksi toinen merkittävä ero piin ja germaniumin välillä on se, että tietyissä lämpötiloissa germaniumissa on enemmän vapaita elektroneja kuin piissä. Täten germaniumin johtavuus on korkeampi.

Yhteenveto - Silicon vs Germanium

Sekä pii että germanium ovat käyttökelpoisia puolijohteina. Piin ja germaniumin välillä on kuitenkin eroja. Piin ja germaniumin tärkein ero on, että germaaniumissa on d elektronia, mutta piissä ei ole d elektronia.

Viite:

1. Britannica, tietosanakirjan toimittajat. ”Silicon.” Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 18. tammikuuta 2018. Saatavilla täältä  
2. Libretexts. "Germaniumin kemia (Z = 32)." Chemistry LibreTexts, Kansallinen tiedesäätiö, 26. marraskuuta 2018. Saatavilla täältä  

Kuvan kohteliaisuus:

1. ”Pii (14 Si)” - Hi-Res-kuvat kemiallisista elementeistä (CC BY 3.0) Commons Wikimedian kautta  
2. ”Germanium (32 Ge)” - Hi-Res -kuvat kemikaalielementeistä (CC BY 3.0) Commons Wikimedia -sivuston kautta