Este artigo contém uma comparação das principais propriedades térmicas e atômicas do silício e do germânio, dois elementos químicos comparáveis da tabela periódica. Ele também contém descrições básicas e aplicações de ambos os elementos. Silício vs. Germânio.
Silício e Germânio – Sobre Elementos
Fonte: www.luciteria.com
A maior parte do silício é usado industrialmente sem ser purificado e, de fato, muitas vezes com relativamente pouco processamento de sua forma natural. O silício é um ingrediente vital em ligas de alumínio, aço e ferro. É adicionado como agente fundente para ligas de cobre. Na forma de argila e areia, é utilizada na fabricação de tijolos e concreto; é um material refratário valioso para trabalhos de alta temperatura, por exemplo, areias de moldagem para fundições em aplicações de fundição. A sílica é usada para fazer tijolo refratário, um tipo de cerâmica. Os minerais de silicato também estão na cerâmica branca, uma importante classe de produtos geralmente contendo vários tipos de minerais de argila cozidos (filossilicatos de alumínio naturais). Um exemplo é a porcelana, que é baseada no mineral silicato caulinita. O vidro tradicional (vidro soda-cal à base de sílica) também funciona de muitas das mesmas maneiras, e também é usado para janelas e contêineres. O silício metálico hiperpuro e o silício hiperpuro dopado (dopagem com boro, fósforo, gálio ou arsênico) são usados em células solares, transistores e semicondutores. Na espectroscopia gama, o germânio é preferido devido ao seu número atômico ser muito maior que o silício e o que aumenta a probabilidade de interação de raios gama. Além disso, o germânio tem menor energia média necessária para criar um par elétron-buraco, que é de 3,6 eV para o silício e 2,9 eV para o germânio. Isso também fornece a este último uma melhor resolução em energia. Um semicondutor de germânio grande, limpo e quase perfeito é ideal como contador de radioatividade. No entanto, é difícil e caro fazer cristais grandes com pureza suficiente. Por outro lado, para atingir a máxima eficiência, os detectores devem operar em temperaturas muito baixas de nitrogênio líquido (-196 °C), pois em temperatura ambiente o ruído causado pela excitação térmica é muito alto. Como os detectores de germânio produzem a mais alta resolução comumente disponível hoje, eles são usados para medir a radiação em uma variedade de aplicações, incluindo monitoramento pessoal e ambiental para contaminação radioativa, aplicações médicas, ensaios radiométricos, segurança nuclear e segurança de usinas nucleares.Silício e Germânio – Aplicações
Silício
Germânio
Silício e Germânio – Comparação na Tabela
Elemento
Silício
Germânio
Densidade
2,33 g/cm3
5,323 g/cm3
Resistência à tração
170 MPa
135 MPa
Força de rendimento
165 MPa
135 MPa
Módulo de elasticidade de Young
150 GPa
103 GPa
Escala de Mohs
7
6
Dureza Brinell
2300 MPa
N/D
Dureza Vickers
N/D
N/D
Ponto de fusão
1410 °C
938,3 °C
Ponto de ebulição
3265 °C
2820 °C
Condutividade térmica
148 W/mK
59,9 W/mK
Coeficiente de Expansão Térmica
2,6 µm/mK
6 µm/mK
Calor específico
0,71 J/gK
0,32 J/gK
Calor de fusão
50,55 kJ/mol
36,94 kJ/mol
Calor da vaporização
384,22 kJ/mol
330,9 kJ/mol