david noriega 4 ciclo de ing. sistemas

1. SOLIDOS
CRISTALINOS
NORIEGA MALDONADO, Jesús David.
4 ciclo Ing. De Sistema.

2. SILICIO
 El silicio cristaliza con el mismo patrón que el
diamante, en una estructura que Ashcroft y
Mermin llaman celosías primitivas, "dos cubos
interpenetrados 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. El germanio tiene la misma estructura del
diamante, con una dimensión de celda de
0,566 nm.
La ilustración de arriba muestra la disposición
de los átomos de silicio en una célula unitaria,
con números que indican la altura del átomo
por encima de la base del cubo, como una
fracción de la dimensión de la celda.
Estructura cristalizada

3. Propiedades
Nombre Silicio
Número atómico 14
Valencia 4
Estado de oxidación +4
Electronegatividad 1,8
Radio covalente (Å) 1,11
Radio iónico (Å) 0,41
Radio atómico (Å) 1,32
Configuración electrónica [Ne]3s23p2
Primer potencial de ionización (eV) 8,15
Masa atómica (g/mol) 28,086
Densidad (g/ml) 2,33
Punto de ebullición (ºC) 2680
Punto de fusión (ºC) 1410
Descubridor Jons Berzelius en 1823

4. Aplicaciones
 * 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.

5. GERMANIO
Estructura cristalizada
 En la electrónica de estado sólido, ya sea el silicio
como el germanio puros pueden ser utilizados
como semiconductores intrínsecos, los cuales
forman el punto de partida para la fabricación.
Cada uno de ellos tienen cuatro electrones de
valencia, pero el germanio a una determinada
temperatura tiene mas electrones libres y una
mayor conductividad. El silicio es de lejos, el
semiconductor mas ampliamente utilizado en
electrónica, particularmente porque se puede
usar a mucho mayor temperatura que el
germanio.

6. Propiedades
Propiedad Ekasilicio Germanio
(Predichas, 1871)
(Observadas
, 1886)
Masa atómica 72 72,59
Densidad (g/cm3) 5,5 5,35
Calor específico
0,31 0,32
(kJ/kg·K)
Punto de fusión
(°C)
alto 960
Fórmula del óxido RO2 GeO2
Fórmula del
cloruro
RCl4 GeCl4
Densidad del
óxido (g/cm3)
4,7 4,7
Punto de
ebullición del
cloruro (°C)
100 86
Color gris gris

7. Aplicaciones
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;
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).

8. GALIO
Estructura cristalizada
 Presenta una acusada tendencia a subenfriarse 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.
 A otra presión y temperatura se han encontrado
numerosas fases estables y metaestables distintas.
 El galio corroe otros metales al difundirse en sus redes
cristalinas.

9. Propiedades
Galio
Símbolo
químico
Ga
Número
atómico
31
Grupo 13
Periodo 4
Aspecto blanco plateado
Bloque p
Densidad 5904 kg/m3
Masa atómica 69.723 u
Radio medio 130 pm
Radio atómico 136
Radio covalente 126 pm
Radio de van
der Waals
187 pm
Configuración
electrónica
[Ar]3d10 4s2
4p1
Electrones por capa 2, 8, 18, 3
Estados de oxidación 3
Óxido anfótero
Estructura cristalina ortorrómbica
Estado sólido
Punto de fusión 302.91 K
Punto de ebullición 2477 K
Calor de fusión 5.59 kJ/mol
Presión de vapor
9,31 × 10-36Pa a 302,9
K
Electronegatividad 1,81
Calor específico 370 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica 6,78 106S/m
Conductividad térmica 40,6 W/(K·m)

10. Aplicaciones
 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.

11. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/solids/sili2.html
http://www.lenntech.es/periodica/elementos/si.htm#Nombre
http://www.buenastareas.com/ensayos/Aplicacion-Del-
Silicio/2218744.html
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/solids/sili.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Germanio
http://es.wikipedia.org/wiki/Galio
http://elementos.org.es/galio