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SOLIDOS CRISTALINOSSILICIO, GERMANIO Y GALIO
CURSO: FISICA ELECTRONICA ALUMNO: RENZO NACHO ENCISO COLLAO
SILICIOEs 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.
Polvo
Cristalizado
ESTRUCTURA CRISTALINA DEL SILICIOEl 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.
La ilustración de arriba muestra la disposición de los átomos de silicio en una célula unitaria, con números que indican la altura del átomo por encima de la base del cubo, como una fracción de la dimensión de la celda.
PROPIEDADES DEL SILICIO
Se 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 un interés especial en la industria electrónica y microelectrónica como material básico para la creación de obleas o chips que se pueden implantar en transistores, pilas solares y una gran variedad de circuitos electrónicos.
El dióxido de silicio (arena y arcilla) es un importante constituyente del hormigón y los ladrillos, y se emplea en la producción de cemento.
Por sus propiedades semiconductoras se usa en la fabricación de transistores, células solares y todo tipo de dispositivos semiconductores.
APLICACIONES DEL SILICIO
OTROS USOS DEL SILICIO 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.
Se utiliza en la industria del acero como componente de las aleaciones de silicio-acero.
La sílice y los silicatos se utilizan en la fabricación de vidrio, barnices, esmaltes, cemento y porcelana, y tienen importantes aplicaciones individuales.
El monóxido de silicio, SiO, se usa para proteger materiales, recubriéndolos de forma que la superficie exterior se oxida al dióxido, SiO2. Estas capas se aplican también a los filtros de interferencias.
GERMANIOEs 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.
Polvo
Cristalizado
ESTRUCTURA CRISTALINA DEL GERMANIOSe sabe que estos elementos tienen una estructura más estable si comparten electrones, formando enlaces covalentes, de forma que al compartir estos electrones con átomos vecinos todos ellos tengan en la última capa ocho electrones, situación que es muy estable.
Esto hace que se forme una malla de átomos que se denomina red cristalina. El diamante es un ejemplo de este tipo de estructura cristalina formada por átomos de carbono. El silicio y el germanio forman redes similares.
PROPIEDADES DEL GERMANIO
APLICACIONES DEL GERMANIO
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).
GALIOEl 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).
Polvo
Cristalizado
ESTRUCTURA CRISTALINA DEL GALIOLa 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 6 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 meta estables distintas.
PROPIEDADES DEL GALIO
APLICACIONES DEL GALIO El galio tiene una amplia variedad de usos en diferentes industrias.
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.
FUENTES DE INFORMACIÓN
http://es.wikipedia.org/wiki/Germanio
http://es.wikipedia.org/wiki/Silicio
http://es.wikipedia.org/wiki/Galio
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/solids/sili2.html
http://dimetilsulfuro.es/2014/02/01/xxxii-carnaval-de-quimica-edicion-germanio/
http://roble.pntic.mec.es/~jsaa0039/cucabot/semiconductores-redes.html
http://www.periodni.com/es/ge.html
http://www.greenlightsl.com/esp-ventana-cuarzo-ventana-silice.htm
http://www.educaplus.org/sp2002/3estructura/ga3.html
http://elementos.org.es/galio
