Кремний мен германий арасындағы негізгі айырмашылық германийде d электроны бар, бірақ кремнийде d электроны жоқ.
Кремний мен германий, екеуі де периодтық жүйенің бір тобында (14-топ). Демек, олардың сыртқы энергетикалық деңгейде төрт электроны бар. Сонымен қатар, олар екі тотығу күйінде болады, +2 және +4. Кремний мен германий ұқсас физикалық және химиялық сипаттамаларға ие, өйткені екеуі де металлоидтар. Дегенмен, кремний мен германий арасында да айтарлықтай айырмашылық бар.
Кремний дегеніміз не?
Кремний – атомдық нөмірі 14 болатын химиялық элемент және ол периодтық жүйенің 14-тобында, көміртегіден сәл төмен. Оны Si таңбасымен белгілей аламыз. Оның электронды конфигурациясы 1s2 2s2 2p6 3s23p2 Кремний төрт электронды алып тастап, +4 зарядталған катион түзе алады немесе төрт коваленттік байланыс құру үшін осы электрондарды бөлісе алады.
Сонымен қатар, кремнийді металлоид ретінде сипаттай аламыз, өйткені оның металл және бейметалдық қасиеттері бар. Бұл қатты және инертті металлоидты қатты зат. Бұл химиялық элементтің балқу температурасы 1414 oC, ал қайнау температурасы 3265 oC. Кристалл түріндегі кремний өте сынғыш. Ол табиғатта таза кремний ретінде өте сирек кездеседі. Негізінен оксид немесе силикат түрінде болады.
Кремний сыртқы оксид қабатымен қорғалғандықтан, ол химиялық реакцияларға азырақ сезімтал. Сондай-ақ, бұл элемент оның тотығуы үшін жоғары температураны қажет етеді. Керісінше, кремний бөлме температурасында фтормен әрекеттеседі. Сонымен қатар, кремний қышқылдармен әрекеттеспейді, бірақ концентрлі сілтілермен әрекеттеседі.
01-сурет: кремнийдің сыртқы түрі
Кремнийдің өнеркәсіптік қолданылуы өте көп. Кремний жартылай өткізгіш болып табылады, сондықтан компьютерлер мен электронды құрылғыларда қолданылады. Керамика, шыны және цемент өнеркәсібінде кремний тотығы немесе силикаттар сияқты кремний қосылыстарының көп қолданылуы бар.
Германия дегеніміз не?
Ғалым Клеменс Винклер 1886 жылы германийді тапты. Бұл элементті Ge таңбасы арқылы белгілей аламыз және оның атомдық нөмірі 32. Бұл периодтық жүйеде Si-дан төмен. Оның электронды конфигурациясы 1s2 2s2 2p6 3s23p6 4сек2 3d10 4p2 Ge - алмазға ұқсас кристалдық құрылымы бар металлоид. Ол қатты, сынғыш және сұр-ақ түсті. Ge балқу температурасы 937 oC шамасында, ал қайнау температурасы 2830 oC.
Германияны табиғи түрде жер қыртысынан таба аламыз. Ол бриартит, германит және аргиродит сияқты минералдарда кездеседі. Сондай-ақ, оның бес табиғи изотоптары бар. Дегенмен, Ge ең көп таралған изотоп болып табылады, оның 36% көптігі бар.
02-сурет: германияның пайда болуы
Сонымен қатар, бұл элемент химиялық және физикалық жағынан кремнийге ұқсас. Германий ауада және суда тұрақты. Сондай-ақ, ол сұйылтылған қышқылдармен және сілті ерітінділерімен әрекеттеспейді. Кремний сияқты, біз германияны транзисторлар мен басқа электрондық құрылғыларда жартылай өткізгіш материал ретінде де қолданамыз. Сонымен қатар, германия әдетте +4 және +2 тотығу күйіне ие, бірақ көбінесе +4 күйде болады. Бұл элемент ауаға әсер еткенде, ол баяу диоксид түріне айналады, GeO2
Кремний мен германияның айырмашылығы неде?
Кремний - атом нөмірі 14 және химиялық таңбасы Si бар химиялық элемент, ал германий - атом нөмірі 32 және химиялық таңбасы Ge болатын химиялық элемент. Кремний мен германийдің негізгі айырмашылығы - германийде d электроны бар, бірақ кремнийде d электроны жоқ. Сонымен қатар, кремнийдің электрон конфигурациясы 1s2 2s2 2p6 3s 2 3p2 және германийдің электронды конфигурациясы 1s2 2s2 2p 6 3сек2 3p6 4сек2 3d 10 4p2 Сондықтан кремний мен германий арасындағы елеулі айырмашылық ретінде бұл конфигурацияларды айта аламыз.
Сонымен қатар, германий атомының радиусы кремнийге қарағанда үлкенірек. Бұдан басқа, кремний мен германийдің тағы бір елеулі айырмашылығы - белгілі бір температурада германийде кремнийге қарағанда бос электрондар көп. Осылайша, германийдің өткізгіштігі жоғары.
Қорытынды – кремний және германия
Кремний де, германий де жартылай өткізгіштер ретінде пайдалы. Дегенмен, кремний мен германий арасында айырмашылықтар бар. Кремний мен германийдің негізгі айырмашылығы - германийде d электроны бар, бірақ кремнийде d электроны жоқ.
