الفرق بين السيليكون والجرمانيوم

2024 مؤلف: Alex Aldridge | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 13:32

الفرق الرئيسي بين السيليكون والجرمانيوم هو أن الجرمانيوم يحتوي على إلكترونات d ، لكن السيليكون لا يحتوي على أي إلكترونات d.

كلا من السيليكون والجرمانيوم ، كلاهما في نفس المجموعة (المجموعة 14) من الجدول الدوري. وبالتالي ، لديهم أربعة إلكترونات في مستوى الطاقة الخارجي. علاوة على ذلك ، تحدث في حالتي أكسدة ، +2 و +4. يشترك السيليكون والجرمانيوم في خصائص فيزيائية وكيميائية متشابهة لأن كلاهما عبارة عن أشباه فلزات. ومع ذلك ، هناك فرق كبير بين السيليكون والجرمانيوم أيضًا.

ما هو السيليكون؟

السيليكون عنصر كيميائي برقم ذري 14 ، وهو موجود في المجموعة 14 من الجدول الدوري ، أسفل الكربون مباشرة.يمكننا الإشارة إليه بالرمز Si. تكوين الإلكترون الخاص به هو 1s²2s²2p⁶3s^{2 3p}2^{يمكن للسيليكون إزالة أربعة إلكترونات وتشكيل كاتيون مشحون +4 ، أو يمكنه مشاركة هذه الإلكترونات لتشكيل أربعة روابط تساهمية.}

علاوة على ذلك ، يمكننا وصف السيليكون بأنه فلز لأنه يحتوي على خصائص معدنية وغير معدنية. إنها مادة صلبة فلزية صلبة وخاملة. نقطة انصهار هذا العنصر الكيميائي هي 1414^oC ، ونقطة الغليان هي 3265^{oC. السيليكون في شكل الكريستال هش للغاية. نادرًا ما يوجد مثل السيليكون النقي في الطبيعة. بشكل أساسي ، يحدث على شكل أكسيد أو سيليكات.}

بما أن السيليكون محمي بطبقة أكسيد خارجية ، فهو أقل عرضة للتفاعلات الكيميائية. أيضًا ، يتطلب هذا العنصر درجات حرارة عالية لأكسدته. في المقابل ، يتفاعل السيليكون مع الفلور في درجة حرارة الغرفة. علاوة على ذلك ، لا يتفاعل السيليكون مع الأحماض ولكنه يتفاعل مع القلويات المركزة.

الشكل 01: ظهور السيليكون

هناك الكثير من الاستخدامات الصناعية للسيليكون. السيليكون هو أحد أشباه الموصلات ، لذلك يستخدم في أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الإلكترونية. هناك العديد من الاستخدامات لمركبات السيليكون مثل السيليكا أو السيليكات في صناعات السيراميك والزجاج والأسمنت.

ما هو الجرمانيوم؟

اكتشف العالم كليمنس وينكلر الجرمانيوم في عام 1886. يمكننا الإشارة إلى هذا العنصر بالرمز Ge ، ورقمه الذري هو 32. هذا موجود في الجدول الدوري ، أسفل Si. تكوين الإلكترون الخاص به هو 1s²2s²2p⁶3s^{2 3p}6^4s2^3d10^4p2^{Ge هو معدن له بنية بلورية مشابهة لتلك الموجودة في الماس. إنه صلب وهش وله لون أبيض رمادي.تبلغ درجة انصهار Ge حوالي 937}o^{C ، ونقطة الغليان هي 2830}o^C.

يمكننا أن نجد الجرمانيوم بشكل طبيعي في القشرة الأرضية. يوجد في معادن مثل البريارت ، الجرمانيت ، والأرجروديت. أيضًا ، يحتوي على خمسة نظائر طبيعية أيضًا. ومع ذلك ، فإن Ge هو النظير الأكثر شيوعًا ، والذي يحتوي على 36٪ وفرة.

الشكل 02: ظهور الجرمانيوم

علاوة على ذلك ، هذا العنصر مشابه كيميائيًا وفيزيائيًا للسيليكون. الجرمانيوم مستقر في الهواء والماء. كما أنه لا يتفاعل مع الأحماض المخففة والمحاليل القلوية. مثل السيليكون ، نستخدم الجرمانيوم أيضًا كمادة شبه موصلة في الترانزستورات والأجهزة الإلكترونية الأخرى. علاوة على ذلك ، يحتوي الجرمانيوم عادةً على كل من حالات الأكسدة +4 و +2 ، ولكن يحدث غالبًا في حالة +4.عندما نعرض هذا العنصر للهواء ، فإنه يتحول ببطء إلى شكل ثاني أكسيد ، GeO₂

ما هو الفرق بين السيليكون والجرمانيوم؟

السيليكون عنصر كيميائي برقم ذري 14 ورمز كيميائي Si بينما الجرمانيوم عنصر كيميائي برقم ذري 32 والرمز الكيميائي Ge. الفرق الرئيسي بين السيليكون والجرمانيوم هو أن الجرمانيوم يحتوي على إلكترونات d ، لكن السيليكون لا يحتوي على أي إلكترونات d. علاوة على ذلك ، فإن تكوين الإلكترونات للسيليكون هو 1s²2s²2p⁶3s²3p²والتكوين الإلكتروني للجرمانيوم هو 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d 10^4p2^{لذلك ، كفرق كبير بين السيليكون والجرمانيوم ، يمكننا القول هذه التكوينات.}

علاوة على ذلك ، ذرة الجرمانيوم لها نصف قطر أكبر من السيليكون. بصرف النظر عن ذلك ، هناك اختلاف ملحوظ آخر بين السيليكون والجرمانيوم وهو أنه في درجات حرارة معينة ، يحتوي الجرمانيوم على إلكترونات حرة أكثر من السيليكون. وبالتالي ، فإن موصلية الجرمانيوم أعلى.

ملخص - السيليكون مقابل الجرمانيوم

كلا من السيليكون والجرمانيوم مفيدان كأشباه موصلات. ومع ذلك ، هناك اختلافات بين السيليكون والجرمانيوم. الفرق الرئيسي بين السيليكون والجرمانيوم هو أن الجرمانيوم يحتوي على إلكترونات d ، لكن السيليكون لا يحتوي على أي إلكترونات d.