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SOLIDOS CRISTALINOS
Un sólido cristalino es aquél que tiene una estructura periódica y ordenada, como consecuencia tienen una forma que no cambia, salvo por la acción de fuerzas externas. Cuando se aumenta la temperatura, los sólidos se funden y cambian al estado líquido.
Describiremos la estructura cristalina, propiedades y aplicaciones del Silicio, Germanio y Galio.
INTRODUCCIÓN
El nombre "silicio" deriva del latín "silex" (pedernal). Este nombre proviene de que los compuestos de silicio eran de gran importancia en la prehistoria: las herramientas y las armas, hechas de pedernal, una de las variedades del dióxido de silicio, fueron los primeros utensilios del hombre.(1)
EL SILICIO
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.
Número atómico: 14. Símbolo químico: Si. Punto de fusión :16,7 grados Kelvin
o de 1413,85 grados celsius o grados centígrados.
Punto de ebullición : de 31,3 grados Kelvin o de 2899,85 grados celsius o grados centígrados.
PROPIEDADES (2)
PROPIEDADES QUIMICAS DEL SILICIO
ESTRUCTURA CRISTALINA DEL SILICIO
La cristalinidad. Es un factor esencial, dependiendo de la cristalinidad se podrá ejecutar un método u otro para extraer y utilizar el elemento. La cristalinidad se refiere a la disposición que tienen los átomos en la estructura cristalina. El silicio se puede encontrar en tres estados cristalinos: monocristalino, policristalino y amorfo.
http://solete.nichese.com/silicio.html
http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema2/Paginas/Pagina3.htm
http://www.lenntech.es/periodica/elementos/si.htm
http://www.trituradoras-de-piedra.org/trituradora-de-piedra/trituradora-de-silice.html
http://www.elmet.com.mx/category/carburo-de-silicio-oxido-de-aluminio/
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..
Utilizado para producir chips para ordenadores. Las células fotovoltaicas para conversión directa de
energía solar en eléctrica utilizan obleas cortadas de cristales simples de silicio de grado electrónico.
El silicio hiperpuro puede doparse con boro, galio, fósforo o arsénico, aumentando su conductividad; USOS: fabricación de transistores, rectificadores y otros dispositivos de estado sólido empleados en electrónica.
Se utiliza en aleaciones para dar mayor resistencia a aluminio, magnesio, cobre y otros metales.
La sílice (arena) es el principal ingrediente del vidrio,Las siliconas son derivados poliméricos del silicio. Se utilizan para juguetes, lubricantes, películas impermeables, implantes para cirugía estética, y entre otros usos industriales.
APLICACIONES (3)
(4)
Germanio
El germanio es un elemento químico con número atómico 32, y símbolo Ge perteneciente al grupo 4 de la tabla periódica de los elementos.
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 organometálicos y es un importante material semiconductor 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.
EL GERMANIO(5)
Ge GERMANIO 32
Peso atómico 72,64 g/mol
Estados oxidación 4
Punto de fusión 1211,5 K
Punto de ebullición 3107 K
Densidad 5,32 g/cm³
Configuración electrónica [Ar] 3d10 4s2p2
Propiedades ácido/base Anfótero
Estructura cristal Cúbico, centrado en cara
Electronegatividad 2,01
Calor de vaporización 334,3 kJ/mol
Calor de fusión 31,8 kJ/mol
Conductividad eléctrica 0,0 W-¹m-¹
Conductividad térmica 59,9 Wm-¹K-¹ (a 300 K)
Calor específico 0,32 Jg-¹K-¹ (a 300 K)
(5) http://www.acienciasgalilei.com/qui/elementos/ge.htm
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 938,25 grados celsius o grados centígrados. El punto de ebullición del germanio es de 30,3 grados Kelvin o de 2819,85 grados celsius o grados centígrados.
GERMANIO: APLICACIONES
Los cristales especiales de germanio se usan como sustrato para el crecimiento en fase vapor de películas finas de GaAs y GaAsP en algunos diodos emisores de luz.
Se emplean lentes y filtros de germanio en aparatos que operan en la región infrarroja del espectro.
El germanio se utiliza como material semiconductor, junto al silicio, en circuitos integrados de alta velocidad.
Se está planteando sustituir al silicio por germanio para hacer chips miniaturizados.
También se utiliza en las lámparas fluorescentes y algunos didodos LED.
Se puede utilizar en los paneles solares. El germanio se combina con el oxígeno para su uso en las lentes
de las cámaras y la microscopía. Para la fabricación del núcleo de cables de fibra óptica.
APLICACIONES(8)
Aplicaciones del GermanioLas aplicaciones del germanio se ven limitadas por su elevado costo y en muchos casos se investiga
su sustitución por materiales más económicos.
El germanio tiene aplicaciones electrónicas, con ella se elabora 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). Se emplea también en la 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, se usa como elemento endurecedor del aluminio, magnesio y estaño.
El galio es una sustancia plateado blanda y se funde a temperaturas ligeramente superiores a la temperatura ambiente. Fue descubierto en 1875 por el químico francés Paul Emile Lecoq de Boisbaudran.
El estado del galio en su forma natural es sólido. pertenece al grupo de los metales del bloque p.
El número atómico : 31. Símbolo químico : Ga. Punto de fusión : 302,91ºK ó 29,76ºC. Punto de ebullición : 24,7 grados Kelvin.
EL GALIO
Galio
El galio es un elemento químico de la tabla periódica de número atómico 31 y símbolo Ga.
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.
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
PROPIEDADES FISICAS Densidad / g dm-3: 5907 (293 K)
6113.6 (m.p.) Volumen molar / cm3mol-1:11.80 (293 K)
11.40 (m.p.) Resistencia eléctrica / μΩcm:17.4 (20 °C) Es un elemento metálico que se
mantiene en estado líquido en un rango de temperatura más amplio que cualquier otro elemento(10)
PROPIEDADES
GALIO: APLICACIONES
El galio ha dado excelentes resultados como semiconductor para uso en rectificadores, transistores, fotoconductores, fuentes de luz, diodos láser o máser y aparatos de refrigeración.
Aplicaciones del GalioLa principal aplicación del galio (arseniuro de galio) es la construcción de circuitos integrados y dispositivos optoelectrónicos como diodos láser y LED. 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.
En medicina nuclear se emplea el galio como elemento trazador (escáner de galio) para el diagnóstico de enfermedades inflamatorias o infecciosas activas, tumores y abscesos ya que se acumula en los tejidos que sufren dichas patologías. El isótopo Ga-67 se inyecta en el torrente sanguíneo a través de una vena del brazo en la forma de citrato de galio realizándose el escáner 2 o tres días después para dar tiempo a que éste se acumule en los tejidos afectados. Posteriormente se elimina principalmente en la orina y las heces. La exposición a la radiación es inferior a la debida a otros procedimientos como los rayos X o TAC
El uso principal del galio es en semiconductores, en circuitos de microondas y en algunas aplicaciones de infrarrojos, 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.
El galio se usa como un componente en algunos tipos de paneles solares.
En la producción de espejos. El galinstano que es una aleación de galio, indio y estaño, se
utiliza en muchos termómetros médicos. El galinstano se puede aplicar al aluminio de modo que pueda
reaccionar con el agua y generar hidrógeno. En aplicaciones médicas. Por ejemplo, las sales de galio se
usan para tratar a personas con exceso de calcio en su sangre.
APLICACIONES(11)
•http://www.agenciadenoticias.unal.edu.co/detalle/article/desarrollan-propiedades-opticas-del-silicio/index.html •http://www.electronica2000.net/curso_elec/leccion43.htm •http://estadosolidodelaquimica.blogspot.com/ •http://eltamiz.com/2008/02/02/conoce-tus-elementos-el-silicio/
Electrónicas:
FUENTES DE INFORMACIÓN
http://www.periodni.com/es/ga.html http://www.periodni.com/es/ga.html http://elementos.org.es/galio
http://solete.nichese.com/silicio.html http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/tema2/Paginas/
Pagina3.htm http://www.lenntech.es/periodica/elementos/si.htm http://www.trituradoras-de-piedra.org/trituradora-de-piedra/trituradora-de-
silice.html http://www.elmet.com.mx/category/carburo-de-silicio-oxido-de-aluminio/
http://myprofetecnologia.wordpress.com/2013/02/25/nuevos-materiales-iii-el-silicio/ http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semiconductor_7.htm http://www.ifent.org/lecciones/semiconductor/tipo-P.asp http://www.hd-tecnologia.com/amd-reduce-su-pedido-de-obleas-de-silicio/ http://www.muycomputer.com/2011/01/31/actualidadnoticiasmolibdenita-adios-al-
silicio_we9erk2xxddn9p-awoz241ogit7cyzyi3sndui_vts2x_xsjjd4caadcr8onhu0g http://www.oni.escuelas.edu.ar/2001/cordoba/electronica/transistor.htm http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_renov%C3%A1vel http://www.paraquesirvelasabila.net/tag/germanio-en-aloe-vera/ http://mediateca.educa.madrid.org/imagen/ver.php?id_imagen=pq3zwfv16bxdjtmf http://institutomodernoamericano.edu.co/moodle/grados/decimo/profundi/quim/
qui_11_0001_032.htm http://spanish.alibaba.com/product-gs/infrared-germanium-lens-ge-lenses-
246611125.html http://elrinconcitoalpiste.wordpress.com/2010/11/09/diodo-laser/ http://www.mcbtec.com/fuentes_lineales.htm
