El documento describe las propiedades y aplicaciones del silicio, germanio y galio. El silicio es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre y se utiliza ampliamente en la electrónica e industria. El germanio se usa como semiconductor en circuitos integrados de alta velocidad. El galio tiene bajo punto de fusión y se aplica en semiconductores, termómetros y medicina nuclear.
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Sólidos Cristalinos
1. SÓLIDOS CRISTALINOS
Curso: Física Electrónica
Alumno: Dany Claudio Herrera Rodríguez
Carrera: Ingeniería de Sistemas e Informática
Año – 2015
2. SÓLIDOS CRISTALINOS
Investiga en el Internet sobre los siguientes elementos, describe su estructura cristalina,
propiedades y aplicaciones:
a) Silicio
b) Germanio
c) Galio
3. El Silicio
El silicioesunelementoquímicometaloide,númeroatómico14y situadoenel grupo 14 de la
tablaperiódicade loselementosde símboloSi.Esel segundoelementomásabundante enla
cortezaterrestre (27,7 % enpeso) despuésdel oxígeno.Se presentaenformaamorfay
cristalizada;el primeroesunpolvoparduzco,másactivoque la variante cristalina,que se presenta
enoctaedrosde color azul grisáceoy brillometálico.
Características del Silicio
4. Propiedadesdel Silicio
La masaatómica de un elementoestádeterminada porlamasatotal de neutronesyprotones que
se puede encontrar en un solo átomo perteneciente a este elemento. En cuanto a la posición
donde encontrarel siliciodentrode latablaperiódicade loselementos, el silicio se encuentra en
el grupo 14 y periodo 3. El silicio tiene una masa atómica de 28,0855 u.
La configuración electrónica del silicio es [Ne]3s2 3p2. La configuración electrónica de los
elementos,determina la forma el la cual los electrones están estructurados en los átomos de un
elemento.El radiomediodel silicio es de 110 pm, su radio atómico o radio de Bohr es de 111 pm,
su radiocovalente esde 111 pm y suradio de Vander Waals es de 210 pm. El silicio tiene un total
de 14 electrones cuya distribución es la siguiente: En la primera capa tiene 2 electrones, en la
segunda tiene 8 electrones y en su tercera capa tiene 4 electrones.
Aplicaciones del Silicio
El silicioesel segundoelementomásabundante en la corteza terrestre y es vital para la industria
de la construcción.Si algunavez te has preguntado para qué sirve el silicio, a continuación tienes
una lista de sus posibles usos:
El dióxidode silicioysílice (enformade arcillao 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. Por lo tanto, el silicio es muy importante en la
industria eléctrica. Componentes de silicio se utilizan en las computadoras, los
transistores, células solares, pantallas LCD y otros dispositivos semiconductores.
La mayoríadel siliciose utilizaparalafabricaciónde aleacionesde aluminioy silicio con el
fin de producir piezas fundidas. Las piezas se producen mediante el vertido del material
fundido de aluminio y silicio en un molde. Estas piezas de material fundido se utilizan
generalmente en la industria del automóvil para fabricar piezas para coches.
La masilla "Silly Putty" antes se hacía mediante la adición de ácido bórico al aceite de
silicona.
El carburo de silicio es un abrasivo muy importante.
Los silicatos se puede utilizar para hacer tanto cerámica y como esmalte.
La arena, que contiene silicio, es un componente muy importante del vidrio.
La silicona, un polímero derivado del silicio, se utiliza en aceites y ceras, implantes
mamarios, lentes de contacto, explosivos y pirotecnia (fuegos artificiales).
En el futuro, el silicio puede sustituir al carbón como la principal fuente de electricidad.
5. 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.
Características
6. Propiedadesdel Germanio
La masaatómica de un elementoestádeterminado porlamasatotal de neutronesyprotonesque
se puede encontrar en un solo átomo perteneciente a este elemento. En cuanto a la posición
donde encontrar el germanio dentro de la tabla periódica de los elementos, el germanio se
encuentra en el grupo 14 y periodo 4. El germanio tiene una masa atómica de 72,64 u.
La configuraciónelectrónicadel germanioes[Ar]3d104s2 4p2. La configuraciónelectrónica de los
elementos,determina la forma el la cual los electrones están estructurados en los átomos de un
elemento.El radio medio del germanio es de 125 pm, su radio atómico o radio de Bohr es de 125
pm y su radio covalente es de 122 pm. El germanio tiene un total de 32 electrones cuya
distribución es la siguiente: En la primera capa tiene 2 electrones, en la segunda tiene 8
electrones, en su tercera capa tiene 18 electrones y en la cuarta, 4 electrones.
Aplicacionesdel Germanio
El germanioesunasustanciadura de color blancogrisáceoque se encuentra con los minerales de
zinc,plata,plomoy cobre.Un químicoalemánllamadoClemensWinklerdescubrióeste elemento
en el año 1886 y la llamó así en referencia a Alemania. La producción principal de germanio es
como unsubproductode la obtencióndel mineral de zinc y no se producen más de 100 toneladas
al año. Es es muy demandado por sus importantes aplicaciones. Si alguna vez te has preguntado
para qué sirve el germanio, a continuación tienes una lista de sus posibles usos:
El germaniose utilizacomomaterial semiconductor.Se usageneralmente, junto al silicio,
en los circuitos integrados de alta velocidad para mejorar su rendimiento. En algunos
casos se estáplanteandosustituiral silicio por germanio para hacer chips miniaturizados.
También se utiliza en las lámparas fluorescentes y algunos didodos LED.
Algunospedalesde guitarracontienentransistoresde germanio para producir un tono de
distorsión característico.
Se puede utilizar en los paneles solares. De hecho, los robots exploradores de marte
contienen germanio en sus células solares.
El germanio se combina con el oxígeno para su uso en las lentes de las cámaras y la
microscopía. También se utiliza para la fabricación del núcleo de cables de fibra óptica.
Tambiénse utilizaenaplicacionesde imágenes térmicas para uso militar y la lucha contra
incendios.
El germanio se utiliza en el control de los aeropuertos para detectar las fuentes de
radiación.
Hay algunos indicios de que puede ayudar al sistema inmunológico de pacientes con
cáncer, pero esto todavía no está probado. Actualmente el germanio está considerado
como un peligro potencial para la salud cuando se utiliza como suplemento nutricional.
8. Propiedadesdel Galio
El galiopertenece al grupode elementosmetálicosconocidocomometalesdel bloque pque están
situadosjuntoa losmetaloidesosemimetalesenlatablaperiódica.Este tipode elementos
tiendenaserblandosypresentanpuntosde fusiónbajos,propiedadesque tambiénse pueden
atribuiral galio,dadoque forma parte de este grupode elementos.
El estadodel galioensuforma natural essólido.El galioesunelementoquímicode aspecto
blancoplateadoypertenece al grupode losmetalesdel bloquep.El númeroatómicodel galioes
31. El símboloquímicodel galioesGa. El puntode fusióndel galio esde 302,91 grados Kelvinode
30,76 gradoscelsiusogrados centígrados.El puntode ebullicióndel galioesde 2477 grados Kelvin
o de 2204,85 grados celsiusogradoscentígrados.
Aplicacionesdel Galio
El galioesuna sustanciaplateadoblandayse funde atemperaturasligeramente superioresala
temperaturaambiente.Fue descubiertoen1875 por el químicofrancésPaul Emile Lecoqde
Boisbaudran.Lamayor parte de producciónde galiose produce comoun subproductode la
producciónde aluminioozinc. El galiotiene unaampliavariedadde usosendiferentesindustrias.
Si algunavez te has preguntadoparaqué sirve el galio,acontinuacióntienesunalistade sus
posiblesusos:
El usoprincipal del galioesensemiconductoresdondese utilizacomúnmente encircuitos
de microondasy enalgunasaplicacionesde infrarrojos.Tambiénse utilizaenparafabricar
diodosLED de color azule yvioletaydiodosláser.
El galiose usa enlas armasnuclearesparaayudar a estabilizarel plutonio.
Se puede utilizarenel interiorde untelescopioparaencontrarneutrinos.
El galiose usa comoun componente enalgunostiposde panelessolares.
Tambiénse utilizaenlaproducciónde espejos.
El galinstano que esunaaleaciónde galio,indioyestaño,se utilizaenmuchos
termómetrosmédicos.Este hasustituidoalostradicionalestermómetrosde mercurioque
puedenserpeligrosos.Actualmente se encuentraenprocesode investigaciónla
sustitucióncongalio del mercuriode losempastesdentalespermanentes.
El galinstanose puede aplicaral aluminiode modoque puedareaccionarconel agua y
generarhidrógeno.
Tambiéntiene muchasaplicacionesmédicas.Porejemplo,lassalesde galiose usanpara
tratar a personasconexcesode calcioensu sangre.Los isótoposde galiose utilizanen
medicinanuclearparaexploraralospacientesenciertascircunstancias.
