Räni ja germaaniumi erinevus
Share
võtme erinevus räni ja germaaniumi vahel on see, et Germaaniumil on d elektroni, kuid räni d elektronid puuduvad.
Räni ja germaanium kuuluvad perioodilise tabeli samasse rühma (rühm 14). Seega on neil välimises energiatasandis neli elektroni. Veelgi enam, nad esinevad kahes oksüdatsiooni olekus, +2 ja +4. Ränil ja germaaniumil on sarnased füüsikalised ja keemilised omadused, kuna mõlemad on metalloidid. Kuid ka räni ja germaanium vahel on märkimisväärne erinevus.
SISU
1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on räni
3. Mis on germaanium
4. Kõrvuti võrdlus - räni vs germaanium tabelina
5. Kokkuvõte
Mis on räni?
Räni on keemiline element aatomnumbriga 14 ja see on perioodilise tabeli rühmas 14, pisut süsiniku all. Me võime seda tähistada sümboliga Si. Selle elektronide konfiguratsioon on 1 s2 2 s2 2p6 3 s2 3p2. Räni saab eemaldada neli elektronit ja moodustada +4 laetud katiooni, või see võib jagada neid elektrone, moodustades neli kovalentset sidet.
Lisaks võime räni iseloomustada metalloidina, kuna sellel on nii metalli kui ka mittemetallilised omadused. See on kõva ja inertne metalloidne tahke aine. Selle keemilise elemendi sulamistemperatuur on 1414 ° C oC ja keemistemperatuur on 3265 oC. Kristallvormis räni on väga habras. Puhtalt räni on see looduses väga harva. Peamiselt esineb see oksiidi või silikaadina.
Kuna räni on kaitstud välise oksiidikihiga, on see keemiliste reaktsioonide suhtes vähem vastuvõtlik. Ka selle elemendi oksüdeerumiseks on vaja kõrgeid temperatuure. Seevastu räni reageerib toatemperatuuril fluoriga. Lisaks ei reageeri räni hapetega, vaid reageerib kontsentreeritud leelistega.
Joonis 01: räni välimus
Räni kasutatakse tööstuslikult palju. Räni on pooljuht, seetõttu kasutamiseks arvutites ja elektroonikaseadmetes. Räniühendeid, näiteks ränidioksiidi või silikaate, on keraamika-, klaasi- ja tsemenditööstuses palju.
Mis on germaanium?
Teadlane Clemens Winkler leidis germaaniumi 1886. aastal. Seda elementi võib tähistada sümboliga Ge ja selle aatomnumber on 32. See on perioodilises tabelis, Si all. Selle elektronide konfiguratsioon on 1 s2 2 s2 2p6 3 s2 3p6 4 s2 3d10 4p2. Ge on metalloid, mille kristallstruktuur sarnaneb teemandi struktuuriga. See on kõva, rabe ja hallikasvalge värvusega. Ge sulamistemperatuur on umbes 937 oC ja keemistemperatuur on 2830 oC.
Germaaniumi võime looduslikult leida maakoorest. Seda leidub mineraalides nagu briartiit, germaniit ja argyrodiit. Samuti on sellel viis looduslikult esinevat isotoopi. Kuid Ge on kõige tavalisem isotoop, mille arvukus on 36%.
Joonis 02: germaaniumi välimus
Lisaks sellele on see element keemiliselt ja füüsikaliselt räniga sarnane. Germaanium on õhus ja vees stabiilne. Samuti ei reageeri see lahjendatud hapete ja leeliselahustega. Nagu räni, kasutame germaaniumi ka pooljuhtmaterjalina transistorides ja muudes elektroonilistes seadmetes. Pealegi on germaaniumi oksüdatsiooniseisundid nii +4 kui ka +2, kuid enamasti esinevad need +4 olekus. Kui me puutume selle elemendi õhuga kokku, muundub see aeglaselt dioksiidi vormiks GeO2.
Mis vahe on räni ja germaaniumil?
Räni on keemiline element aatomnumbriga 14 ja keemilise sümboliga Si, germaanium aga keemiline element aatomnumbriga 32 ja keemiline sümbol on Ge. Räni- ja germaaniumierinevuse peamine erinevus on see, et germaaniumil on d elektronid, kuid räni ei oma d-elektronid. Lisaks on räni elektronide konfiguratsioon 1 s2 2 s2 2p6 3 s2 3p2 ja germaaniumi elektronkonfiguratsioon on 1 s2 2 s2 2p6 3 s2 3p6 4 s2 3d10 4p2. Seetõttu võime räni ja germaaniumi olulise erinevusena öelda need koosseisud.
Pealegi on germaaniumi aatomi raadius suurem kui räni. Peale selle on räni ja germaaniumi veel üks märkimisväärne erinevus see, et teatud temperatuuridel on germaaniumis rohkem vabu elektrone kui räni. Seega on germaaniumi juhtivus kõrgem.
Kokkuvõte - räni vs germaanium
Pooljuhtidena on kasulikud nii räni kui ka germaanium. Räni ja germaaniumi vahel on siiski erinevusi. Räni- ja germaaniumierinevuse peamine erinevus on see, et germaaniumil on d elektronid, kuid räni ei oma d-elektronid.
Viide:
1. Britannica, Entsüklopeedia toimetajad. "Räni." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 18. jaanuar 2018. Saadaval siin
2. Libretekstid. "Germaaniumi keemia (Z = 32)." Keemia LibreTexts, Riiklik Teadusfond, 26. november 2018. Saadaval siin
Pilt viisakalt:
1. Räni (14 si) - keemiliste elementide hi-res piltide (CC BY 3.0) kaudu Commons Wikimedia
2. „Germaanium (32 ge)” - keemiliste elementide (CC BY 3.0) Hi-Res piltide abil Commonsis Wikimedia
