SILICIO, GERMANIO Y GALIO

Estructura Cristalina, Propiedades y Aplicaciones

El silicio cristaliza con el mismo patrón que el diamante en una estructura que Ashcroft y Mermin llaman celosías primitivas, "dos cubos inter-penetrados de cara centrada". Las líneas entre los átomos de silicio en la ilustración de la red, indican los enlaces con los vecinos más próximos. El lado del cubo de silicio es 0,543 nm.

SILICIO: Estructura Cristalina Es un elemento químico metaloide (SI); se presenta en forma amorfa y cristalizada; el primero es un polvo parduzco, más activo que la variante cristalina, que se presenta en octaedros de color azul grisáceo y brillo metálico.

SILICIO: Propiedades

Se utiliza en Aleaciones

En la preparación de las siliconas

En la industria de la cerámica técnica 

Para la creación de obleas o chips que se pueden implantar en transistores, pilas solares y una gran variedad de circuitos electrónicos.

El dióxido de silicio (arena y arcilla) es un importante constituyente del hormigón y los ladrillos, y se emplea en la producción de cemento portland.

Por sus propiedades semiconductoras se usa en la fabricación de transistores, células solares y todo tipo de dispositivos semiconductores;

Como material refractario, se usa en cerámicas, vidriados y esmaltados.

Como elemento fertilizante en forma de mineral primario rico en silicio, para la agricultura.

Como elemento de aleación en fundiciones.

Fabricación de vidrio para ventanas y aislantes.

El carburo de silicio es uno de los abrasivos más importantes.

Se usa en láseres para obtener una luz con una longitud de onda de 456 nm.

La silicona se usa en medicina en implantes de seno y lentes de contacto.

Se utiliza en la industria del acero como componente de las aleaciones de silicio-acero.

Para fabricar el acero, se desoxida el acero fundido añadiéndole pequeñas cantidades de silicio; el acero común contiene menos de un 0,30% de silicio.

El acero al silicio, que contiene de 2,5 a 4% de silicio,

El silicio es un semiconductor; su resistividad a la corriente eléctrica a temperatura ambiente varía entre la de los metales y la de los aislantes.

La conductividad del silicio se puede controlar añadiendo pequeñas cantidades de impurezas llamadas dopantes.

La capacidad de controlar las propiedades eléctricas del silicio y su abundancia en la naturaleza han posibilitado el desarrollo y aplicación de los transistores y circuitos integrados que se utilizan en la industria electrónica.

SILICIO: Aplicación

El germanio es un elemento químico de símbolo Ge. Es un metaloide sólido duro, cristalino, de color blanco grisáceo lustroso, quebradizo, que conserva el brillo a temperaturas ordinarias. Presenta la misma estructura cristalina que el diamante y resiste a los ácidos y álcalis.

GERMANIO: Estructura Cristalina

Forma gran número de compuestos organometálicos y es unimportante material semiconductor utilizado en transistores y fotodetectores.

A diferencia de la mayoría de semiconductores, el germanio tiene una pequeña banda prohibida (band gap) por lo que responde de forma eficaz a la radiación infrarroja y puede usarse en amplificadores de baja intensidad.

GERMANIO: Propiedades

Fibra óptica.Electrónica: radares y amplificadores de guitaras eléctricas.Aleaciones SiGe en circuitos integrados de alta velocidad. También se utilizan compuestos sandwich Si/Ge para aumentar la movilidad de los electrones en el silicio (streched silicon).Óptica de infrarrojos: Espectroscopios, sistemas de visión nocturna y otros equipos.

GERMANIO: Aplicación

Lentes, con alto índice de refracción, de ángulo ancho y para microscopios.En joyería se usa la aleación Au con 12% de germanio.Como elemento endurecedor del aluminio, magnesio y estaño.Quimioterapia.El tetracloruro de germanio es un ácido de Lewis y se usa como catalizado en la síntesis de polímeros (PET).

 La cristalización no se produce en ninguna de las estructuras simples; la fase estable en condiciones normales es ortorrómbica, con 8 átomos en cada celda unitaria en la que cada átomo sólo tiene otro en su vecindad más próxima a una distancia de 2,44 Å y estando los otros seis a 2,83 Å. En esta estructura el enlace químico formado entre los átomos más cercanos es covalente siendo la molécula Ga2 la que realmente forma el entramado cristalino.

GALIO: Estructura Cristalina

El galio es un metal blando, grisáceo en estado líquido y plateado brillante al solidificar, sólido deleznable a bajas temperaturas que funde a temperaturas cercanas a la del ambiente

GALIO: Propiedades

La principal aplicación del galio (arseniuro de galio) es la construcción de circuitos integrados y dispositivos optoelectrónicos como diodos lser y LED.

Por su intenso y brillante plateado y la capacidad de mojar superficies de vidrio y porcelana se utiliza en la construcción de espejos.

Se emplea para dopar materiales semiconductores y construir dispositivos diversos como transistores.

En termómetros de alta temperatura por su bajo punto de fusión.

El galio se alea con facilidad con la mayoría de los metales y se usa en aleaciones de bajo punto de fusión.

El isótopo Ga-67 se usa en medicina nuclear.

GALIO: Aplicación