3. Silicio
Descubridor: Jöns Jacob Berzelius.
Lugar de descubrimiento: Suecia.
Año de descubrimiento: 1824.
Origen del nombre: El nombre "silicio" deriva del latín "silex" (pedernal). Este nombre
proviene de que los compuestos de silicio eran de gran importancia en la prehistoria:
las herramientas y las armas, hechas de pedernal, una de las variedades del dióxido
de silicio, fueron los primeros utensilios del hombre.
Obtención: Aunque, previamente, Davy pensaba que la sílice no era un elemento, no
pudo descomponerla. En 1824, Berzelius obtuvo silicio amorfo al hacer reaccionar
tetrafluoruro de silicio sobre potasio fundido. Al lavar el producto con agua obtuvo un
polvo pardo que era silicio amorfo. En 1854, Sainte-Claire Deville preparó silicio
cristalino por electrólisis de un cloruro impuro de sodio y aluminio. El silicio estaba
contenido en el aluminio en forma de escamas brillantes, al eliminar el aluminio por
disolución quedó el silicio cristalino.
4. Método de Obtención
Mediante aluminotermia a partir de la sílice, óxido de silicio, y tratando el
producto con ácido clorhídrico en el cual el silicio es insoluble.
Reducción de sílice con carbono o carburo de calcio en un horno eléctrico con
electrodos de carbono.
Reducción de tetracloruro de silicio con hidrógeno (para obtenerlo de forma
muy pura).
El silicio hiperpuro se obtiene por reducción térmica de triclorosilano, HSiCl3,
ultrapuro en atmósfera de hidrógeno y posterior fusión por zonas a vacío
5. Aplicaciones
Utilizado para producir chips para ordenadores.
Las células fotovoltaicas para conversión directa de energía solar en eléctrica utilizan
obleas cortadas de cristales simples de silicio de grado electrónico.
El silicio hiperpuro puede doparse con boro, galio, fósforo o arsénico, aumentando
su conductividad; se emplea para la fabricación de transistores, rectificadores y otros
dispositivos de estado sólido ampliamente empleados en electrónica.
Se utiliza como integrante de aleaciones para dar mayor resistencia a
aluminio, magnesio, cobre y otros metales.
La arena y arcilla (silicatos) se usan para fabricar ladrillos y hormigón; son un
material refractario que permite trabajar a altas temperaturas.
El metasilicato de sodio, Na2SiO3, es una sal empleada en detergentes para
tamponar e impedir que la suciedad entre en el tejido: los iones metasilicatos, SiO32,se unen a las partículas de suciedad, dándoles carga negativa, lo que impide que se
agreguen y formen partículas insolubles.
6. Aplicaciones
Al acidificar el ortosilicato de silicio se obtiene un precipitado gelatinoso de
sílice (sílica gel) que se emplea como agente desecante, soporte para
catalizadores, cromatografía y aislante térmico.
La sílice (arena) es el principal ingrediente del vidrio, uno de los materiales
más baratos con excelentes propiedades mecánicas, ópticas, térmicas y
eléctricas.
Las siliconas son derivados poliméricos del silicio. Se utilizan para juguetes,
lubricantes, películas impermeables, implantes para cirugía estética, ...
El carburo de silicio se utiliza como abrasivo importante, para componentes
refractarios.
9. Germanio
Descubridor: Clemens Winkler.
Lugar de descubrimiento: Alemania.
Año de descubrimiento: 1886.
Origen del nombre: De la palabra latina "Germania", que significaba "Alemania".
Obtención: El germanio era un elemento cuya existencia había sido predicha por
Mendeleiev en 1871. Predijo que este elemento debería tener propiedades
análogas al silicio y le llamó eka-silicio. Sus predicciones estaban
extremadamente próximas a la realidad. Fue obtenido por Winkler del mineral
argirodita.
10. Método de Obtención
Se obtiene como subproducto en los procesos de obtención de cobre, zinc y
en las cenizas de ciertos carbones. Para la purificación ulterior se utiliza el
proceso llamado fusión por zonas.
11. Aplicaciones
Se utiliza como semiconductor.
El germanio dopado con arsénico, galio, u otros elementos se utiliza como
transistor.
Por ser transparente a la radiación infrarroja se emplea en forma de
monocristales en espectroscopios infrarrojos (lentes, prismas y ventanas) y otros
aparatos ópticos entre los que se encuentran detectores infrarrojos
extremadamente sensibles.
El óxido de germanio se aplica en lentes gran angular de cámaras y en objetivos
de microscopio.
El germanio se utiliza como detector de la radiación gamma.
Los compuestos organogermánicos se están utilizando en quimioterapia, pues
tienen poca toxicidad para los mamíferos y son eficaces contra ciertas bacterias.
14. Galio
Descubridor: Paul Emile Lecoq de Boisbaudran.
Lugar de descubrimiento: Francia.
Año de descubrimiento: 1875.
Origen del nombre: De la palabra latina "Gallia" que significaba "Francia" o quizás
en honor de su apellido, pues Lecoq significa "gallo" y la palabra latina
correspondiente es "gallus".
Obtención: El galio fue un elemento cuya existencia había predicho con
anterioridad Mendeleiev, en 1871. Predijo que este desconocido elemento debería
ser similar al aluminio en sus propiedades y, por tanto, sugirió el nombre de ekaaluminio. Su predicción sobre las propiedades del galio eran muy cercanas a la
realidad. El galio fue descubierto espectroscópicamente por Lecoq de Boisbaudran
en 1875, en ese mismo año lo obtuvo mediante electrólisis de una disolución de
hidróxido de galio en potasa.
15. Método de Obtención
Se obtiene como subproducto en la obtención de zinc y de aluminio.
16. Aplicaciones
Se emplea en el dopado de semiconductores y en la fabricación de
dispositivos de estado sólido como: transistores, diodos, células solares, etc.
El 72Ga se emplea en el diagnóstico y terapia de tumores óseos.
Se utiliza en aleaciones con bajo punto de fusión.
El arseniuro de galio se usa para convertir la electricidad en luz coherente
(láser).
Con hierro, litio, magnesio, itrio y gadolinio forma materiales magnéticos.
El galato de magnesio, con impurezas de iones divalentes, se utiliza en la
pólvora de fósforos activados con luz ultravioleta.
El galio se utiliza para la detección de neutrinos solares.
