Inhoud
Silicium en koolstof behoren tot de meest vergelijkbare elementen in het periodiek systeem. Ze hebben enkele belangrijke verschillen, zoals dat silicium een anorganische verbinding is, maar veel van de verbindingen die worden gemaakt met koolstof of silicium zijn vrijwel identiek. Koolstof is het element van levensvormen en speelt een zeer belangrijke rol in metabolische processen, terwijl silicium een element van machines is, dat dient als een hoofdcomponent voor onderdelen, zoals halfgeleiders.
Overvloed
Een groot deel van de aarde bestaat uit silicium en koolstof, waardoor ze allebei tot de belangrijkste niet-metalen stoffen behoren. Beide elementen zijn overvloedig aanwezig in het universum en op planeet Aarde.
Verbindingen
Zowel koolstof als silicium vormen verbindingen, die elektronen gemakkelijk delen met andere elementen. Koolstof maakt verschillende bindingen met andere koolstofmoleculen door de vorming van enkele, dubbele en drievoudige covalente bindingen. Koolstof vormt verbindingen zoals methaan, propaan, butaan, benzeen en kooldioxide. Silicium vormt verbindingen zoals silaan, di-siliciumhexahydraat, siliciumtetrafluoride en siliciumtetrachloride. De twee elementen worden vaak gecombineerd, waarbij koolstof dient als de primaire drager voor silicium. Silicium kan echter ook siliciumpolymeren vormen, dit zijn silicium- en zuurstofstructuren.
Periodiek systeem
Koolstof en silicium zijn leden van de IV-familie in het periodiek systeem en zijn niet-metalen. Silicium is net iets meer metallisch dan koolstof, omdat het zijn elektronen iets gemakkelijker verliest. Beide hebben een valentie van 4. Ze hebben bijna dezelfde dichtheid, maar silicium is 2,3 g per cm³ en koolstof is 2,2 g per cm³. Beide elementen zijn vast bij kamertemperatuur.
Taaiheid
Zowel koolstof als silicium hebben bredere hardheidsschalen. Een vorm van koolstof, grafiet genaamd, is een van de zachtste elementen die we kennen. Een andere vorm van koolstof, diamant, is een van de hardste stoffen die we kennen. Siliciumcarbide is bijna net zo hard als een diamant, en zowel kwartskristallen als fullerenen zijn ook behoorlijk hard. Siliciummica is de siliciumversie van koolstofgrafiet.
Menselijke toepassingen
Koolstof en silicium zijn belangrijke onderdelen van het menselijk leven. Silicium is het hoofdbestanddeel van elektronica en is ook gebruikt in een breed scala aan menselijke uitvindingen, variërend van pijlpunten tot glas. Koolstof is een cruciaal aspect van de menselijke biologie.
