Silicio - Germanio - Galio

Javier LCH

El silicio es un elemento químico metaloide, número atómico 14 y situado en el grupo 4 de latabla periódica de los elementos formando parte de la familia de los carbono ideos de símboloSi. Es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre (27,7% en peso) después deloxígeno. Se presenta en forma amorfa y cristalizada; el primero es un polvo parduzco, másactivo que la variante cristalina, que se presenta en octaedros de color azul grisáceo y brillometálico.

El silicio, a diferencia del carbono, no existe libre en la naturaleza. Como dióxido se encuentraen varias formas de cuarzo: Cristal de roca, Amatista, Cuarzo ahumado, Cuarzo rosa, y cuarzolechoso. La arena es en gran parte dióxido de silicio (sílice). El ópalo es una variedad hidratadade cuarzo. La mayoría de las rocas corrientes, salvo calizas o dolomitas, contiene silicio.

Silicio

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Propiedades atómicasMasa atómica 28,0855 uRadio medio† 110 pmRadio atómico calculado 111 pmRadio covalente 111 pmRadio de Van der Wells 210 pmConfiguración electrónica [Ne]3s2 3p2Estado de oxidación (óxido) 4 (anfótero)Estructura cristalina cúbica centrada en las caras

Propiedades físicasEstado de la materia sólido (no magnético)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 KVelocidad del sonido __ m/s a __ K

PROPIEDADES:

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APLICACIONESSe 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 uninterés especial en la industria electrónica y microelectrónica como material básico parala creación de obleas o chips que se pueden implantar en transistores, pilas solares yuna gran variedad de circuitos electrónicos. El silicio es un elemento vital en numerosasindustrias. El dióxido de silicio (arena y arcilla) es un importante constituyente delhormigón y los ladrillos, y se emplea en la producción de cemento portland. Por suspropiedades semiconductoras se usa en la fabricación de transistores, células solares ytodo tipo de dispositivos semiconductores; por esta razón se conoce como Silicon Valley(Valle del Silicio) a la región de California en la que concentran numerosas empresas delsector de la electrónica y la informática. 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.

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Es un metaloide sólido duro, cristalino, de color blanco grisáceo lustroso,quebradizo, que conserva el brillo a temperaturas ordinarias. Presenta la mismaestructura cristalina que el diamante y resiste a los ácidos y álcalis.

Forma gran número de compuestos órgano metálicos y es un importantematerial semiconductor utilizado en transistores y foto detectores. A diferenciade la mayoría de semiconductores, el germanio tiene una pequeña bandaprohibida (band gap) por lo que responde de forma eficaz a la radiacióninfrarroja y puede usarse en amplificadores de baja intensidad.

Germanio

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PROPIEDADES

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Las 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, eltransistor, fue hecho de germanio. Los cristales especiales de germanio se usan como sustrato para elcrecimiento en fase vapor de películas finas de GaAs y GaAsP en algunos diodos emisores de luz. Seemplean 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 granatessintéticos con propiedades magnéticas pueden tener aplicaciones en los dispositivos de microondaspara alto poder y memoria de burbuja magnética; los aditivos de germanio incrementa los amper-horas disponibles en acumuladores.

Las aplicaciones del germanio se ven limitadas por su elevado costo y en muchos casos se investiga susustitución por materiales más económicos.

Fibra óptica.

Electrónica: radares y amplificadores de guitarras eléctricas usados por músicos nostálgicos delsonido 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 elsilicio (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).

APLICACIONES

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

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 pequeñosólido añadido al líquido) para solidificarlo. La cristalización no se produce en ninguna delas estructuras simples; la fase estable en condiciones normales es ortorrómbica, con 8átomos en cada celda unitaria en la que cada átomo sólo tiene otro en su vecindad máspróxima a una distancia de 2,44 Å y estando los otros seis a 2,83 Å. En esta estructura elenlace químico formado entre los átomos más cercanos es covalente siendo la moléculaGa2 la que realmente forma el entramado cristalino.

Galio

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PROPIEDADES

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El galio es una sustancia plateado blanda y se funde a temperaturas ligeramente superioresa la temperatura ambiente. Fue descubierto en 1875 por el químico francés Paul Emile Lecoqde Boisbaudran. La mayor parte de producción de galio se produce como un subproducto dela producción de aluminio o zinc. El galio tiene una amplia variedad de usos en diferentesindustrias. Si alguna vez te has preguntado para qué sirve el galio, a continuación tienes unalista 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.

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.

APLICACIONES

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http://es.wikipedia.org/wiki/Siliciohttp://portalweb.sgm.gob.mx/economia/es/analisis/elementos/588-analisis-por-elemento-silicio-.htmlhttp://portalweb.sgm.gob.mx/economia/es/analisis/elementos/606-analisis-por-elemento-germanio-.htmlhttp://portalweb.sgm.gob.mx/economia/es/analisis/elementos/605-analisis-por-elemento-galio.html7http://www.google.com.pe/search?q=estructura+cristalina+del+galio&biw=1366&bih=571&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=l6RwUbioN7Le4APDkIHYBg&ved=0CDIQsAQ#tbm=isch&sa=1&q=galio&oq=galio&gs_l=img.3...10687.12922.0.13484.2.2.0.0.0.0.1313.1313.7-1.1.0...0.0...1c.1.9.img.E1m497QPmhY&bav=on.2,or.r_qf.&bvm=bv.45373924,d.dmg&fp=de23c062f0d0a3fd&biw=1366&bih=571http://es.wikipedia.org/wiki/Galiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Germaniohttp://enciclopedia.us.es/index.php/Galiohttps://es.wikipedia.org/wiki/Siliciohttp://www.google.com.pe/imgres?q=germanio&biw=1366&bih=571&tbm=isch&tbnid=emgE7Ya570YWeM:&imgrefurl=http://mediateca.educa.madrid.org/imagen/ver.php%3Fid_imagen%3Dpq3zwfv16bxdjtmf&docid=vsFK1k7RRar-bM&imgurl=http://mediateca.educa.madrid.org/imagen/imagenes/publicas/tam3/pq/pq3zwfv16bxdjtmf.jpg&w=232&h=350&ei=6q1wUeisLPXJ4APB9IHwDg&zoom=1&iact=hc&vpx=433&vpy=2&dur=563&hovh=276&hovw=183&tx=89&ty=34&page=1&tbnh=142&tbnw=94&start=0&ndsp=24&ved=1t:429,r:11,s:0,i:163

Bibliografía

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