SOLIDOS CRISTALINOS

INGENIERIA DE SISTEMAS IV CICLOMARIA SUSANA GARCIA BECERRA

EL SILICIO

El silicio es un elemento químico metaloide, número atómico 14 y situado en el grupo 3 de la tabla periódica de los elementos formando parte de la familia delos carbonoideos de símbolo Si. Es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre

(27,7% en peso) después del oxígeno.

ESTRUCTURA CRISTALINA DEL 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.

PROPIEDADES DEL SILICIO El silicio 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 silicio, son semiconductores.

El estado del silicio en su forma natural es sólido (no magnético). El silicio es un elemento químico de aspecto gris oscuro azulado y pertenece al grupo de los metaloides. El número atómico del silicio es 14. El símbolo químico del silicio es Si. El punto de fusión del silicio es de 16,7 K o de 1413,85 C. El punto de ebullición del silicio es de 31,3 K o de 2899,85 C.

APLICACIONES El dióxido de silicio y el sílice (en forma de arcilla o arena) son

componentes importantes de ladrillos, hormigón y cemento. El silicio es un semiconductor. Esto significa que el flujo eléctrico puede

ser controlada mediante el uso de partes de silicio. Es muy importante en la industria eléctrica. Se utilizan en las computadoras, los transistores, células solares, pantallas LCD y otros dispositivos semiconductores.

La silicona, un polímero derivado del silicio, se utiliza en aceites y ceras, implantes mamarios, lentes de contacto, explosivos y pirotecnia (fuegos artificiales).

Los silicatos se puede utilizar para hacer tanto cerámica y como esmalte.

La arena, que contiene silicio, es un componente muy importante del vidrio.

EL 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 órgano metálicos y es un importante material semiconductor utilizado en transistores y fotodetectores.

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.

El germanio tiene una apariencia metálica, pero exhibe las propiedades físicas y químicas de un metal sólo en condiciones especiales, dado que está localizado en la tabla periódica en donde ocurre la transición de metales a no metales. A temperatura ambiente hay poca indicación de flujo plástico y, en consecuencia, se comporta como un material quebradizo. Las propiedades del germanio son tales que este elemento tiene varias aplicaciones importantes, especialmente en la industria de los semiconductores. Presenta la misma estructura cristalina que el diamante (escúbica) y resiste a los ácidos y álcalis. Este diagrama muestra un ordenamiento de átomos en una "celda unitaria" de 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, son semiconductores. La configuración electrónica del germanio es [Ar]3d10 4s2 4p2. El radio medio del germanio es de 1,5 pm, su radio atómico o radio de Bohr es de 1,5 pm y su radio covalente es de 1,2 pm. El estado del germanio en su forma natural es sólido. El número atómico del germanio es 32.

PROPIEDADES del germanio

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. También se utiliza en las lámparas fluorescentes y algunos diodos LED. 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. El germanio se utiliza en el control de los aeropuertos para detectar las fuentes de radiación. Ayuda al sistema inmunológico de pacientes con cáncer. Actualmente el germanio está considerado como un peligro potencial para la salud cuando se utiliza como suplemento nutricional. En joyería se usa la aleación Au con 12% de germanio.

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

EL GALIO

La cristalización no se produce en ninguna de las estructuras simples; la fase estableen 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.

PROPIEDADES ATOMICAS metálicos conocido como metales del bloque porque están situados junto a los metaloides o Radio medio 130 pm Electronegatividad 1,81 (Pauling) semimetales en la tabla periódica. El galio es un elemento químico de 4.ª Energía de ionización 6180 kJ/mol 5.ª Energía de ionización 9020 kJ/mol aspecto blanco plateado y pertenece al grupo de los metales del bloque p. El número atómico PROPIEDADES FISICAS del galio es 31. El símbolo químico del galio es Estado ordinario Sólido Ga. El punto de fusión del galio es de 302,91 Densidad 5904 kg/m3 Punto de fusión 302,91 K (30 °C)grados Kelvin o de 29,76 grados celsius o Punto de ebullición 2.477 K (2.204 °C)grados centígrados.

Por su intenso y brillante plateado y la capacidad de mojar superficies de vidrio y porcelana se utiliza en la construcción de espejos. Se emplea para dopar materiales semiconductores y construir dispositivos diversos como transistores. En termómetros de alta temperatura por su bajo punto de fusión. El galio se alea con facilidad con la mayoría de los metales y se usa en aleaciones de bajo punto de fusión. El isótopo Ga-67 se usa en medicina nuclear.

gracias

Maria susana garcia becerra