CARERA PROFESIONAL: INGENIERÍA DE SISTEMAS E

INFORMÁTICA.

CURSO: FÍSICA ELECTRÓNICA.

TEMA: ESTRUCTURA CRISTALINA, PROPIEDADES Y

APLICACIONES DEL SILICIO, GERMANIO Y GALIO

ALUMNO: ROBERT JAIME VÁSQUEZ CABRERA

CICLO: CUARTO

EL SILICIO

SIMBOLO QUIMICO

ESTRUCTURA ATOMICA

El silicio es un elemento químico metaloide, número atómico 14 y situado en el grupo 14 de la tabla periódica de los elementos formando parte de la familia de los carbonoideos de símbolo Si. Es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre (27,7 % en peso) después del oxígeno. 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.

ESTRUCTURA CRISTALINA

El átomo de silicio presenta un enlace covalente, esto quiere decir que cada átomo está unido a otros cuatro átomos y compartiendo sus electrones de valencia. Es así, porque de otra manera el silicio no tendría el equilibrio en la capa de valencia, necesita 8 electrones para su estabilidad. El enlace covalente lo forman todos los elementos del grupo IV de la tabla periódica, al cual pertenece el silicio.

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.

PROPIEDADESEl silicio forma parte de los elementos

denominados metaloides o semimetales. Este tipo de elementos tienen

propiedades intermedias entre metales y no metales. En cuanto a su conductividad

eléctrica, este tipo de materiales al que pertenece el silicio, son

semiconductores.

El estado del silicio en su forma natural es sólido (no magnético). El silicio es un elemento químico de aspecto gris oscuro

azulado y pertenece al grupo de los metaloides. El número atómico del silicio es 14. El símbolo químico del silicio es Si. El punto de fusión del silicio es de 16,7 K o de 1413,85 C. El punto de ebullición del

silicio es de 31,3 K o de 2899,85 C. 3

APLICACIONESEl dióxido de silicio y el sílice (en forma de arcilla o arena) son componentes importantes de ladrillos, hormigón y cemento.

El silicio es un semiconductor. Esto significa que el flujo eléctrico puede ser controlada mediante el uso de partes de silicio. Es muy importante en la industria eléctrica. Se utilizan en las computadoras, los transistores, células solares, pantallas LCD y otros dispositivos semiconductores.

La silicona, un polímero derivado del silicio, se utiliza en aceites y ceras, implantes mamarios, lentes de contacto, explosivos y pirotecnia (fuegos artificiales).

Los silicatos se puede utilizar para hacer tanto cerámica y como esmalte.

La arena, que contiene silicio, es un componente muy importante del vidrio.

MAS APLICACIONES DEL SILICIO

Otros importantes usos del silicio son: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.

EL GERMANIO

El germanio es un elemento químico con número atómico 32, y símbolo Ge perteneciente al período 4 de la tabla

periódica de los elementos.

Se trata de un metal bastante peculiar que si bien no está entre los más nombrados, por sus complejas propiedades

se emplea ampliamente en la industria electrónica.

SIMBOLO QUIMICO Aspecto

natural Estructura atómica

ESTRUCTURA CRISTALINAEs 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.

A diferencia de la mayoría de semiconductores, el germanio tiene una pequeña banda prohibida (band ga p) por lo que responde de forma eficaz a la radiación infrarroja y puede usarse en amplificadores de baja intensidad. El germanio tiene una apariencia metálica, pero exhibe las propiedades físicas y químicas de un metal sólo en condiciones especiales, dado que está localizado en la tabla periódica en donde ocurre la transición de metales a no metales.

PROPIEDADESEl germanio forma parte de los elementos denominados metaloides o semimetales. Este tipo de elementos tienen propiedades intermedias entre metales y no metales. En cuanto a su conductividad eléctrica, son semiconductores.La configuración electrónica del germanio es [Ar]3d10 4s2 4p2. El radio medio del germanio es de 1,5 pm, su radio atómico o radio de Bohr es de 1,5 pm y su radio covalente es de 1,2 pm.El estado del germanio en su forma natural es sólido. El germanio es un elemento químico de aspecto blanco grisáceo y pertenece al grupo de los metaloides. El número atómico del germanio es 32. El símbolo químico del germanio es Ge. El punto de fusión del germanio es de 1211,4 grados Kelvin o de 939,25 grados Celsius o grados centígrados. El punto de ebullición del germanio es de 3093 grados Kelvin o de 2820,85 grados Celsius o grados centígrados.

APLICACIONESLas propiedades del germanio son tales que este elemento tiene varias aplicaciones importantes, especialmente en la industria de los semiconductores. El primer dispositivo de estado sólido, el transistor, fue hecho de germanio. Los cristales especiales de germanio se usan como sustrato para el crecimiento en fase vapor de películas finas de GaAs y GaAsP en algunos diodos emisores de luz. Se emplean lentes y filtros de germanio en aparatos que operan en la región infrarroja del espectro. Mercurio y cobre impregnados de germanio son utilizados en detectores infrarrojos; los granates sintéticos con propiedades magnéticas pueden tener aplicaciones en los dispositivos de microondas para alto poder y memoria de burbuja magnética; los aditivos de germanio incrementa los amper-horas disponibles en acumuladores

MAS APLICACIONES DEL GERMANIO Las aplicaciones del germanio se ven limitadas por su

elevado costo y en muchos casos se investiga su sustitución por materiales más económicos.

Fibra óptica. Electrónica: radares y amplificadores de guitarras

eléctricas usados por músicos nostálgicos del sonido de la primera época del rock and roll; 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.

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 catalizador en la síntesis de polímeros (PET).

EL GALIO

El galio es un elemento químico de la tabla periódica de número atómico 31, símbolo Ga. y peso atómico 69.72. El galio sólido parece gris azulado cuando se expone a la atmósfera. El galio líquido es blanco plateado, con

una superficie reflejante brillante. Su punto de congelación es más bajo que el de cualquier metal

Símbolo Químico

Estado Natural

Estructura Atómica

ESTRUCTURA CRISTALINA DEL GALIO

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 (como cesio, mercurio y rubidio) e incluso cuando se sostiene en la mano por su bajo punto de fusión (28,56 °C). El rango de temperatura en el que permanece líquido es uno de los más altos de los metales (2174 °C separan sus punto de fusión y ebullición) y la presión de vapor es baja incluso a altas temperaturas. El metal se expande un 3,1% al solidificar y flota en el líquido al igual que el hielo en el agua.

Presenta una acusada tendencia a sub-enfriarse por debajo del punto de fusión (permaneciendo aún en estado líquido) por lo que es necesaria una semilla (un pequeño sólido añadido al líquido) para solidificarlo. 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.

PROPIEDADES DEL GALIO

El galio pertenece al grupo de elementos metálicos conocido como metales del bloque p que están situados junto a los metaloides o semimetales en la tabla periódica. Este tipo de elementos tienden a ser blandos y presentan puntos de fusión bajos, propiedades que también se pueden atribuir al galio, dado que forma parte de este grupo de elementos. El estado del galio en su forma natural es sólido.

El galio es un elemento químico de aspecto blanco plateado y pertenece al grupo de los metales del bloque p. El número atómico del galio es 31. El símbolo químico del galio es Ga. El punto de fusión del galio es de 302,91 grados Kelvin o de 29,76 grados Celsius o grados centígrados. El punto de ebullición del galio es de 24,7 grados Kelvin o de 2203,85 grados Celsius o grados centígrados.

APLICACIONES El galio es una sustancia plateado blanda y se funde a

temperaturas ligeramente superiores a la temperatura ambiente. Fue descubierto en 1875 por el químico francés Paul Emile Lecoq de Boisbaudran. La mayor parte de producción de galio se produce como un subproducto de la producción de aluminio o zinc. El galio tiene una amplia variedad de usos en diferentes industrias. Si alguna vez te has preguntado para qué sirve el galio, a continuación tienes una lista de sus posibles usos:

El uso principal del galio es en semiconductores donde se utiliza comúnmente en circuitos de microondas y en algunas aplicaciones de infrarrojos. También se utiliza en para fabricar diodos LED de color azul y violeta y diodos láser.

El galio se usa en las armas nucleares para ayudar a estabilizar el plutonio.

Se puede utilizar en el interior de un telescopio para encontrar neutrinos.

El galio se usa como un componente en algunos tipos de paneles solares.

También se utiliza en la producción de espejos.

El galinstano que es una aleación de galio, indio y estaño, se utiliza en muchos termómetros médicos. Este ha sustituido a los tradicionales termómetros de mercurio que pueden ser peligrosos. Actualmente se encuentra en proceso de investigación la sustitución con galio del mercurio de los empastes dentales permanentes.

MAS APLICAIONES DEL GALIO

El galinstano se puede aplicar al aluminio de modo que pueda reaccionar con el agua y generar hidrógeno.

También tiene muchas aplicaciones médicas. Por ejemplo, las sales de galio se usan para tratar a personas con exceso de calcio en su sangre. Los isótopos de galio se utilizan en medicina nuclear para explorar a los pacientes en ciertas circunstancias.

FUENTES DE INFORMACIÓNhttp://www.lenntech.es/periodica/elementos/ga.htm#ixzz3GDE0jVEB

 

http://solete.nichese.com/silicio.html http://elementos.org.es/silicio http://www.quimicaweb.net/tablaperiodica/paginas/silicio.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Germanio http://elementos.org.es/germanio http://es.wikipedia.org/wiki/Galio http://www.sabelotodo.org/elementosquimicos/galio.html http://blog.hola.com/farmaciameritxell/2012/01/el-silicio-un-mineral-indispensable-para-el-buen- funcionamiento-del-organismo.html http://www.silicio.com.do/2011/07/silicio-com-do-todo-lo-que-necesitas-saber-sobre-tecnologia-en-rd/ http://atomos3veritas.wikispaces.com/Si+-+Silicio http://aquiyahorablog.wordpress.com/2010/09/12/nitruro-de-galio/ http://rightnowplus.org/EC/es/3883/1/web/n/tecnologia/el-nitruro-de-galio-en-la-iluminacion/ http://elementos.org.es/galio http://www.lenntech.es/periodica/elementos/ge.htm

http://www.acienciasgalilei.com/qui/elementos/ge.htm

 

BIBLIOGRAFÍA: http://es.wikipedia.org/wiki/Silicio https://www.google.com.pe/#q=silicio+slide+share https://www.google.com.pe/#q=silicio+:+estructura+cristalina, +propiedades+y+aplicaciones https://www.google.com.pe/#q=germanio+:+estructura+cristali na%2C+propiedades+y+aplicaciones https://www.google.com.pe/#q=galio+:+estructura+cristalina% 2C+propiedades+y+aplicaciones