SÓLIDOS CRISTALINOS

JAVIER PANOCCA MERMA

INGENIERIA DE SISTEMAS

TELESUP

El Silicio

• El silicio es un elemento químico metaloide, número atómico 14 y situado en el grupo 14 de la tabla periódica de los elementosformando parte de la familia de los carbonoideos 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 CRISTALINO

• Sus propiedades son intermedias entre las del carbono y el germanio. 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.

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.

Germanio

• Uno de los primeros materiales semiconductores que se emplearon. Al igual que el silicio, tiene cuatro electrones de valencia.

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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 misma estructura cristalina que el diamante y resiste a los ácidos y álcalis.

•• 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 usados por músicos

nostálgicos del sonido 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 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).

• 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 eldiamante y resiste a los ácidos y álcalis.

• Forma gran número de compuestos organometálicos y es un importante materialsemiconductor 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.

PROPIEDADES

• Propiedades del 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 elmento 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.

GALIO

• 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 puntos 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.

GALIO

Propiedades físicas

Estado ordinario Sólido

Densidad 5904 kg/m3

Punto de fusión 302,91 K (30 °C)

Punto de ebullición 2477 K (2204 °C)

Entalpía de vaporización 258,7 kJ/mol

Entalpía de fusión 5,59 kJ/mol

Presión de vapor 9,31 × 10-36

Pa a 302,9 K