SOLIDOS CRISTALINOSSilicioGermanioGalio

Por Ronny Hernandez AriasEstudiante Ingeniería de Sistema e Informática

Silicio

El silicio es un elemento químico metaloide, número atómico 14 y situado en el grupo 14 de la tabla periódica de los elementos 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

En forma cristalina es muy duro y poco soluble y presenta un brillo metálico y color grisáceo. Aunque es un elemento relativamente inerte y resiste la acción de la mayoría de los ácidos, reacciona con los halógenos y álcalis diluidos. El silicio transmite más del 95 % de las longitudes de onda de la radiación infrarroja.

PROPIEDADES

Propiedades atómicasRadio medio 120 pmElectronegatividad 1,9 (Pauling)Radio atómico (calc) 111 pm (Radio de Bohr)Radio covalente 111 pmRadio de van der Waals 210 pmEstado(s) de oxidación 4Óxido Anfótero1.ª Energía de ionización 786,5 kJ/mol2.ª Energía de ionización 1577,1 kJ/mol3.ª Energía de ionización 3231,6 kJ/mol4.ª Energía de ionización 4355,5 kJ/mol5.ª Energía de ionización 16091 kJ/mol6.ª Energía de ionización 19805 kJ/mol7.ª Energía de ionización 23780 kJ/mol8.ª Energía de ionización 29287 kJ/mol9.ª Energía de ionización 33878 kJ/mol10.ª Energía de ionización 38726 kJ/mol

Propiedades físicasEstado ordinario Sólido (no magnético)Densidad 2330 kg/m3

Punto de fusión 1687 K (1414 °C)Punto de ebullición 3173 K (2900 °C)Entalpía de vaporización 384,22 kJ/molEntalpía de fusión 50,55 kJ/molPresión de vapor 4,77 Pa a 1683 K

APLICACIONES Se utiliza en aleaciones, en la preparación de

las siliconas, en la industria de la cerámica técnica y, debido a que es un material semiconductor muy abundante, tiene un interés especial en la industria electrónica y microelectrónica como material básico para la creación de obleas o chips que se pueden implantar en transistores, pilas solares y una gran variedad de circuitos electrónicos. El silicio es un elemento vital en numerosas industrias. 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; por esta razón se conoce como el Valle del Silicio a la región de California en la que concentran numerosas empresas del sector de la electrónica y la informática. También se están estudiando las posibles aplicaciones del siliceno, que es una forma alotrópica del silicio que forma una red bidimensional similar al grafeno.

GERMANIO 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.

Forma gran número de compuestos organometálicos y es un importante 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.

ESTRUCTURA CRISTALINA La estructura de estado sólido

de germanio es: ccp (cúbica de empaquetamiento compacto)

Muchos sólidos inorgánicos tienen estructura cristalina. Este diagrama muestra un ordenamiento de átomos en una "celda unitaria" de germanio. Los espacios entre los átomos han sido exagerados para mayor claridad.

Aunque el crecimiento aislado de Bridgman fue descubierto en experimentos realizados en el espacio, los científicos han aprendido cómo hacer cristales utilizando este método también en tierra firme.

PROPIEDADESPROPIEDADES FÍSICASDensidad Densidad del sólido : 5323 kg m -3 Volumen molar : 13.63 cm 3 Propiedades eléctricas Resistividad eléctrica : cerca de 50 000 × 10 -8 Ω m; o mO

cmPropiedades elásticas Módulo de Young : (sin datos) GPa Rigidez módulo : (sin datos) GPa Módulo de volumen : (sin datos) GPa El coeficiente de Poisson : (sin datos) (sin unidades) Durezas Dureza mineral : 6.0 (sin unidades) Dureza Brinell : (sin datos) MN m -2 Vickers dureza : (sin datos) MN m -2 PROPIEDADES DE CALOR Punto de fusión : 1211.4 [938.3 ° C (1720.9 ° F)] K Punto de ebullición : 3093 [2820 ° C (5108 ° F)] K Gama Liquid : 1881.6 K Temperatura crítica : (sin datos) K Temperatura de superconducción : (sin datos) K

APLICACIONES

El germanio se utiliza como material semiconductor. Se usa generalmente, junto al silicio, en los circuitos integrados de alta velocidad para mejorar su rendimiento. En algunos casos se está planteando sustituir al silicio por germanio para hacer chips miniaturizados.

También se utiliza en las lámparas fluorescentes y algunos didodos LED.

Algunos pedales de guitarra contienen transistores de 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.

También se utiliza en aplicaciones de 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.

GALIO

El galio es el único metal, excepto para el mercurio, cesio, rubidio y, que puede ser la temperatura ambiente cerca de líquidos; esto hace posible su uso en los termómetros de alta temperatura. Cuenta con una de las gamas más largas líquidos de cualquier metal y tiene una baja presión de vapor, incluso a altas temperaturas.

Galio ultra-pura tiene un hermoso aspecto plateado, y el metal sólido exhibe una fractura conchoidal similar al vidrio. El metal se expande en solidificación; Por lo tanto, no se debe almacenar en recipientes de vidrio o de metal, ya que pueden romper como los solidifica el metal.

ESTRUCTURA CRISTALINA

Espacio número de grupo: 64 Estructura: ortorrómbica Parámetros celulares:

una: 451,97 pm b: 766,33 pm c: 452,6 pm α: 90.000 ° β: 90.000 ° γ: 90.000 °

Usted puede ver la estructura de galio:

interactiva (mejor, pero la página tardará más en cargar) o

no interactiva

PROPIEDADESDensidad •Densidad del sólido : 5904 kg m -3 •Volumen molar : 11.80 cm 3 Propiedades elásticas •Módulo de Young : (sin datos) GPa •Rigidez módulo : (sin datos) GPa •Módulo de volumen : (sin datos) GPa •El coeficiente de Poisson : (sin datos) (sin unidades) Durezas •Dureza mineral : 1.5 (sin unidades) •Dureza Brinell : 60 MN m -2 •Vickers dureza : (sin datos) MN m -2 Propiedades eléctricas •Resistividad eléctrica : cerca de 14 × 10 -8 Ω m; o mO cm El calor y la conducción •Conductividad térmica : 29 W m -1 K -1 •Coeficiente de dilatación térmica lineal : 120 × 10 -6 K -1 Propiedades ópticas •Reflectividad : (sin datos)% •Índice de refracción : (sin datos) (sin unidades) Propiedades acústicas •Velocidad del sonido : 2740 m s -1 Temperaturas •Punto de fusión : 302.91 [29.76 ° C (85.57 ° F)] K •Punto de ebullición : 2477 [2204 ° C (3999 ° F)] K •Gama Liquid : 2174.09 K •Temperatura crítica : (sin datos) K •Temperatura de superconducción : 1.083 [o -272.067 ° C (-457,72 ° C)] K Entalpías •Entalpía de fusión : 5,59 kJ mol -1 •Entalpía de vaporización : 256 kJ mol -1

•Entalpía de atomización : 277 kJ mol -1

APLICACIONESA 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 azule 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.

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.

Bibliografia

http://es.wikipedia.org/wiki/Germanio http://es.wikipedia.org/wiki/Galio http://es.wikipedia.org/wiki/Silicio http://elementos.org.es/galio http://elementos.org.es/germanio http://elementos.org.es/silicio http://www.webelements.com/gallium/ http://www.webelements.com/silicon/ http://www.webelements.com/germanium/