ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างซิลิกอนกับคาร์บอนคือคาร์บอนเป็นอโลหะในขณะที่ซิลิกอนเป็นเมทัลลอยด์
คาร์บอนและซิลิกอน ทั้งคู่อยู่ในกลุ่มเดียวกัน (กลุ่ม 14) ของตารางธาตุ ดังนั้นพวกมันจึงมีอิเล็กตรอนสี่ตัวในระดับพลังงานภายนอก เกิดขึ้นในสองสถานะออกซิเดชัน คือ +2 และ +4 และทั้งสองมีอยู่เป็นโครงข่ายโมเลกุลขนาดยักษ์
ซิลิคอนคืออะไร
ซิลิกอนเป็นธาตุที่มีเลขอะตอม 14 และยังอยู่ในกลุ่มที่ 14 ของตารางธาตุซึ่งอยู่ต่ำกว่าคาร์บอน มีสัญลักษณ์ทางเคมีศรี อิเล็กตรอนของมันคือ 1s2 2s2 2p6 3s23p2ซิลิคอนสามารถกำจัดอิเล็กตรอนสี่ตัวและสร้างประจุบวก +4 หรือมันสามารถแบ่งอิเล็กตรอนเหล่านี้เพื่อสร้างพันธะโควาเลนต์สี่ตัว
รูปที่ 01: Purified Silicon
เราสามารถอธิบายลักษณะเฉพาะของซิลิกอนเป็นเมทัลลอยด์ได้เพราะมันมีทั้งคุณสมบัติของโลหะและอโลหะ ซิลิคอนเป็นของแข็งเมทัลลอยด์ที่แข็งและเฉื่อย จุดหลอมเหลวของซิลิกอนคือ 1414 oC และจุดเดือดคือ 3265 oC ซิลิกอนคล้ายคริสตัลมีความเปราะบางมาก มันมีอยู่น้อยมากในธรรมชาติของซิลิกอนบริสุทธิ์ ส่วนใหญ่เกิดขึ้นเป็นออกไซด์หรือซิลิเกต เนื่องจากชั้นออกไซด์ภายนอกปกป้องซิลิคอน จึงไม่ไวต่อปฏิกิริยาเคมี ต้องใช้อุณหภูมิสูงในการออกซิไดซ์ ในทางตรงกันข้าม ซิลิกอนทำปฏิกิริยากับฟลูออรีนที่อุณหภูมิห้อง ซิลิคอนไม่ทำปฏิกิริยากับกรดแต่ทำปฏิกิริยากับด่างเข้มข้น
นอกจากนี้ยังมีการใช้ซิลิกอนในอุตสาหกรรมอีกมาก ซิลิคอนเป็นสารกึ่งตัวนำจึงมีประโยชน์ในคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ สารประกอบซิลิกอน เช่น ซิลิกาหรือซิลิเกตมีความสำคัญอย่างมากในอุตสาหกรรมเซรามิก แก้ว และซีเมนต์
คาร์บอนคืออะไร
คาร์บอนมีอยู่ทุกที่ มีสารประกอบนับล้านที่มีคาร์บอน ดังนั้นเราจึงสามารถพูดได้ว่าคาร์บอนเป็นโครงร่างสำหรับร่างกายของเรา เหตุผลหนึ่งคือความสามารถของคาร์บอนในการสร้างพันธะโควาเลนต์สี่พันธะที่มีองค์ประกอบจำนวนมาก สารประกอบเหล่านี้มีความเสถียรและสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งแบบโซ่หรือวงแหวน อะตอมของคาร์บอนมีขนาดเล็ก และทำให้อะตอมของคาร์บอนสองอะตอมเข้าใกล้กันมากขึ้น เพื่อให้อิเล็กตรอนในออร์บิทัล p สามารถทับซ้อนกันสร้างพันธะหลายตัวได้
รูปที่ 02: กราไฟท์และเพชร
คาร์บอนมีเลขอะตอมหก และเป็นอโลหะในกลุ่มที่ 14 ในตารางธาตุ การกำหนดค่าอิเล็กตรอนของคาร์บอนคือ 1s2 2s2 2p2 คาร์บอนเป็นของแข็งสีดำ/สีเทา. ในฐานะที่เป็นคาร์บอนบริสุทธิ์ รูปแบบที่พบบ่อยที่สุดคือกราไฟต์ ถ่านหิน และเพชร ในกราไฟต์ อะตอมของคาร์บอนที่เรียงตัวเป็นหกเหลี่ยมจะก่อตัวเป็นชั้นๆ มีช่องว่างเล็ก ๆ ระหว่างชั้น และอิเล็กตรอนแยกตัวออกจากกันภายในชั้น ด้วยเหตุนี้กราไฟต์จึงมีการนำไฟฟ้า เพชรเป็นแร่ที่แข็งที่สุดที่เรารู้จัก ดังนั้น ในแต่ละคาร์บอนจะเกาะติดกับคาร์บอนอีกสี่ตัวที่มีพันธะโควาเลนต์ และหน่วยนี้ทำซ้ำเพื่อสร้างเพชร ดังนั้น เพชรจึงมีโครงแบบจัตุรมุขที่เข้มงวด เพชรเป็นตัวนำความร้อนที่ดีและมีลักษณะทางแสงพิเศษ
ซิลิกอนและคาร์บอนต่างกันอย่างไร
ซิลิกอนเป็นธาตุที่มีเลขอะตอม 14 และยังอยู่ในกลุ่มที่ 14 ของตารางธาตุ ต่ำกว่าคาร์บอน ในขณะที่คาร์บอนเป็นธาตุที่มีเลขอะตอม 6 และอยู่ในกลุ่มที่ 14 ของธาตุด้วย ตารางเหนือซิลิกอนอย่างไรก็ตาม ความแตกต่างระหว่างซิลิกอนและคาร์บอนก็คือ คาร์บอนเป็นอโลหะ ในขณะที่ซิลิกอนเป็นเมทัลลอยด์
นอกจากนี้ คาร์บอนและซิลิกอนยังมีโครงสร้างอิเล็กตรอนร่วมกันเหมือนกับ s2 p2 แต่มีความแตกต่างระหว่างซิลิคอน และคาร์บอน ในซิลิคอน อิเล็กตรอนจะกระจายไปถึงระดับพลังงานที่ 3 ในขณะที่คาร์บอนจะมีระดับพลังงานที่ 2 เท่านั้น ความแตกต่างนี้เกิดขึ้นเนื่องจากคาร์บอนในคาบที่ 2 แต่ซิลิกอนในช่วงที่ 3 อะตอมของซิลิกอนมีขนาดใหญ่กว่าอะตอมของคาร์บอน นอกจากนี้ ความแตกต่างอีกประการระหว่างซิลิกอนและคาร์บอนก็คือ ซิลิกอนมีปฏิกิริยาน้อยกว่าคาร์บอน นอกจากนี้ สารประกอบคาร์บอนบริสุทธิ์ยังเกิดขึ้นในธรรมชาติ เช่น เพชร กราไฟต์ และถ่านหิน แต่แทบจะไม่พบสารประกอบซิลิกอนบริสุทธิ์ พวกมันมีอยู่ในรูปของออกไซด์หรือซิลิเกต
อินโฟกราฟิกด้านล่างสรุปความแตกต่างระหว่างซิลิกอนและคาร์บอนในรูปแบบตาราง
สรุป – ซิลิคอนกับคาร์บอน
ซิลิกอนและคาร์บอนเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่สำคัญสองอย่าง มีความแตกต่างเล็กน้อยระหว่างพวกเขาตามที่ระบุข้างต้น ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างซิลิกอนและคาร์บอนคือคาร์บอนเป็นอโลหะในขณะที่ซิลิกอนเป็นเมทัลลอยด์