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TEMA: SOLIDOS CRISTALINOS
Autor: Rodrigo Villanueva CamposCurso: Física Electronica
Carrera: Ingeniería de Sistemas
El silicio es un Elemento químico metaloide ,
numero atómico 14 y situado en el grupo 14 de la
tabla periódica de los elementos formando parte de
la familia de los carbonoides 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
El silicio tiene una ventaja fundamental respecto al carbono: los electrones de la última capa están más lejos del núcleo que los del carbono y, por lo tanto, están menos “atados” al átomo. Por eso, el silicio se comporta de una manera más metálica que el carbono.
El silicio no es un metal, aunque posea el brillo metálico debido a la movilidad de sus electrones: sus propiedades eléctricas son mucho más interesantes que las de un metal por su flexibilidad. Su condición de semiconductor es la que lo hace tan útil para nosotros: si se mezcla silicio puro con cantidades muy pequeñas de otros elementos (se dopa) pueden modificarse sus propiedades eléctricas de forma muy precisa.
SILICIO
ESTRUCTURA DEL SILICIO
Como podemos observar en el dibujo, el átomo de silicio presenta un enlace covalente, esto quiere decir que cada átomo está unido a otros cuatro átomos y compartiendo sus electrones de valencia. Es así, porque de otra manera el silicio no tendría el equilibrio en la capa de valencia, necesita 8 electrones para su estabilidad. El enlace covalente lo forman todos los elementos del grupo IV de la tabla periódica, al cual pertenece el silicio.
Al aplicarle energía externa, ya sea de calor o de luz, se rompen los enlaces quedando un electrón libre por cada enlace roto, pero a su vez, se tiene un hueco vacío, el que ocupaba el electrón. De esta forma se obtiene corriente eléctrica, por el movimiento de los electrones hacía los potenciales positivos y del movimiento de los huecos hacía los potenciales negativos. Esto sucede así siempre que se utiliza al silicio como un semiconductor intrínseco.Cuando queremos usar el silicio como semiconductor extrínseco, se colocan impurezas en el enlace covalente, lo cual hace que sea más fácil ganar o perder un electrón. Pero esto, lo veremos en la página destinada a la unión N-P.
PROPI
EDADES
DEL
SIL
ICIO
Propiedades atómicas Masa atómica 28,0855 u Radio medio† 110 pm Radio atómico calculado 111 pm Radio covalente 111 pm Radio de Van der Wells 210 pm Configuración electrónica [Ne]3s2 3p2 Estado de oxidación (óxido) 4 (anfótero) Estructura cristalina cúbica centrada en las caras
Propiedades físicas Estado 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/mol Entalpía de fusión 50,55 kJ/mol Presión de vapor 4,77 Pa a 1683 K Velocidad del sonido __ m/s a __ K
UsosEl silicio es uno de los elementos que mas aplicaciones tiene, su óxido conocido como cuarzo (bastante abundante en las rocas) es transparente, sumamente duro, muy poco reactivo, bastante piezo-eléctrico, con alto punto de fusión y tiene un coeficiente de dilatación con la temperatura muy bajo por lo que es muy útil para sustituir el vidrio en aplicaciones donde este no resiste las condiciones, ampolletas de luces de halógenos, termómetros de altas temperaturas, recipientes para ensayos de laboratorio etc. Su efecto piezo- eléctrico se usa para sensores de presión de condiciones extremas, y para "cristales de frecuencia" de relojes y electrónica en general.
Grandes cantidades de sílice (forma impura del cuarzo) se usan para fabricar el vidrio.Toda la industria de cerámicas se basa en la formación de distintos silicatos (coloreados o no) que dan al silicio una enorme cantidad de aplicaciones, porcelana, peltre, cerámica roja etc.Se fabrican grandes cantidades de silicato de sodio, (vidrio soluble) para múltiples aplicaciones en las que sirve como aglutinante o base para la formación de otros silicatos, aparte de su uso como limpiador directamente.
El silicio en estado purísimo es el mas importante semiconductor para la fabricación de los componentes básicos de la electrónica actual, diodos, transistores, tiristores, triacs etc. por lo que puede decirse que el silicio ha sido base para el desarrollo de la humanidad en diferentes estadíos de su existencia; la fabricación de las cerámicas convirtió al hombre de un cosechador a un productor (de animal aventajado a creador) en los comienzos de la civilización y luego con el invento del transistor de silicio se volvió a producir el milagro y el hombre ha saltado de los mecanismos lentos, pesados y voluminosos a la miniaturización que parece no tener fin
Por último está la química de las siliconas, productos que cada día encuentran mas aplicaciones como impermeabilizadores, elastómeros, aceites lubricantes sintéticos de larga vida, aditivos para pinturas etc.
El cuarzo ha sido objeto de manipulaciones seudo-científicas atribuyéndole cualidades mágicas por parte de personas inescrupulosas, que aprovechándose de la ignorancia, comercializan como algo especial, una de las cosas mas abundantes que existen en la naturaleza.
referencias
• http://naukas.com/2012/04/11/alerta-magufo-silicio-organico-de-5a-generacion/
• http://eltamiz.com/2008/02/02/conoce-tus-elementos-el-silicio/
En 1886 el Germanio fue descubierto por el químico alemán Winkler, quien lo bautizó con el nombre de su país natal. Su símbolo es Ge y su número atómico 32. En 1967 el Dr. Asai formuló y sintetizó por primera vez un compuesto de germanio orgánico y lo bautizó como “Germanio-132
En 1950 el Dr. Kazuhiko Asai,un brillante químico japonés descubrió trazas de Germanio en plantas fosilizadas. La siguiente novedad acerca del Germanio vino de Rusia, donde los reportes sugirieron que tenía propiedades anticancerosas. Algunos años más tarde, el Dr. Asai descubrió que muchas plantas medicinales,
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.
El germanio forma parte de los elementos denominados metaloides o semimetales. Este tipo de elementos tienen propiedades intermedias entre metales y no metales. En cuanto a su conductividad eléctrica, este tipo de materiales al que pertenece el germanio, son semiconductores.El estado del germanio en su forma natural es sólido. El germanio es un elemento químico de aspecto blanco grisáceo y pertenece al grupo de los metaloides. El número atómico del germanio es 32. El símbolo químico del germanio es Ge. El punto de fusión del germanio es de 1211,4 grados Kelvin o de 939,25 grados celsius o grados centígrados. El punto de ebullición del germanio es de 3093 grados Kelvin o de 2820,85 grados celsius o grados centígrados.
Se utiliza en las lámparas fluorescentes y algunos diodos LED.pedales de guitarra, paneles solares. se combina con el oxígeno para su uso en las lentes de las cámaras y la microscopía. 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.
REFERENCIAShttp://www.electronica.humanet.co/consult/atomogerman.htm
http://www.rdnattural.es/plantas-y-nutrientes-para-el-organismo/minerales/germanio/
Galio fue descubierto espectroscópicamente por el químico francés Paul Emile Lecoq de Boisbaudran en 1875 por su espectro característico de un examen de una muestra de blenda. Más tarde ese año, Lecoq obtuvo el metal libre por electrólisis de su hidróxido en una solución de hidróxido de potasio. Nombró el elemento "Gallia", del latín Gallia significado Galia, después de su tierra natal de Francia.
En 1871, la existencia de galio se predijo por primera vez por el químico ruso Dmitri Mendeleev, que la nombró "eka-aluminio" sobre la base de su posición en la tabla periódica. También predijo varias propiedades del elemento, que se corresponden estrechamente con las propiedades reales de galio, como la densidad, punto de fusión, el carácter de óxido y la unión en cloruro.
El galio pertenece al grupo de elementos metálicos conocido como metales del bloque p que están situados junto a los metaloides o semimetales en la tabla periódica. Este tipo de elementos tienden a ser blandos y presentan puntos de fusión bajos, propiedades que también se pueden atribuir al galio, dado que forma parte de este grupo de elementos.El estado del galio en su forma natural es sólido. El galio es un elmento químico de aspecto blanco plateado y pertenece al grupo de los metales del bloque p. El número atómico del galio es 31. El símbolo químico del galio es Ga. El punto de fusión del galio es de 302,91 grados Kelvin o de 30,76 grados celsius o grados centígrados. El punto de ebullición del galio es de 2477 grados Kelvin o de 2204,85 grados celsius o grados centígrados.
En las actividades humanas, el galio se utiliza ampliamente en la fabricación de espejos, vidrio y cerámicas. Como los metales anteriormente mencionados, en estado líquido, se usa en termostatos, determinados interruptores, barómetros, sistemas de registro de transferencia de calor y algunos dispositivos de calentamiento.Algunas formas del galio se emplean en aleaciones con otros metales. El nitruro de galioy el arseniuro de galio, por ejemplo, son ingredientes fundamentales en la producción de semiconductores y diodos en pantallas de LED, entre otras cosas.
REFERENCIAShttp://3ksistemas6k.blogspot.com/2013/09/semiconductores-extrinsecos-dopados-del.html
http://institutomodernoamericano.edu.co/moodle/grados/decimo/profundi/quim/qui_11_0001_031.htm
