2. 2
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.
3. 1. Los solidos cristalinos se disponen en el espacio según una
estructura precisa, ordenada y periódica.
2. La mayor parte de los materiales sólidos existentes en la Tierra son
cristales. Las excepciones obedecen a sólidos amorfos donde encontramos a
las piedras volcánicas, el vidrio, el plástico, entre otros; y aunque son sólidos no
tienen la estructura microscópica ordenada y periódica típica de los cristales.
3. Los cristales están constituidos por una unidad fundamental
denominada celda elemental o unitaria, que se repite indefinidamente en las
tres direcciones del espacio.
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5. Símbolo Si, número atómico 14 y peso atómico 28.086. El silicio es el
elemento electropositivo más abundante de la corteza terrestre. Es un
metaloide con marcado lustre metálico y sumamente quebradizo.
Por lo regular, es tetravalente en sus compuestos, aunque algunas veces es
divalente, y es netamente electropositivo en su comportamiento químico.
Además, se conocen compuestos de silicio pentacoordinados y
hexacoordinados.
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6. 6
Nombre: Silicio
Símbolo: Si
Número atómico: 14
Masa atómica (uma): 28,0855
Período: 3
Grupo: IVA (carbonoideos)
Bloque: p (representativo)
Valencias: +2, +4, -4
7. El silicio hiperpuro puede doparse con boro, galio, fósforo o
arsénico, aumentando su conductividad; se emplea para la fabricación de
transistores, rectificadores y otros dispositivos de estado sólido
ampliamente empleados en electrónica.
Se utiliza como integrante de aleaciones para dar mayor resistencia a
aluminio, magnesio, cobre y otros metales.
La arena y arcilla (silicatos) se usan para fabricar ladrillos y hormigón; son un
material refractario que permite trabajar a altas temperaturas.
La sílice (arena) es el principal ingrediente del vidrio, uno de los materiales
más baratos con excelentes propiedades mecánicas, ópticas, térmicas y
eléctricas.
Las siliconas son derivados poliméricos del silicio. Se utilizan para
juguetes, lubricantes, películas impermeables, implantes para cirugía
estética, ...
El carburo de silicio se utiliza como abrasivo importante, para componentes
refractarios.
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8. Elemento químico, metálico, gris plata, quebradizo, símbolo
Ge, número atómico 32, peso atómico 72.59, punto de fusión 937.4ºC (1719ºF) y
punto de ebullición 2830ºC (5130ºF), con propiedades entre el silicio y estaño. El
germanio se encuentra muy distribuido en la corteza terrestre con una
abundancia de 6.7 partes por millón (ppm).
El germanio se halla como sulfuro o está asociado a los sulfuros minerales de
otros elementos, en particular con los del cobre, zinc, plomo, estaño y
antimonio.
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9. 9
Símbolo químico Ge
Número atómico 3
Grupo 14
Periodo 4
Aspecto blanco grisáceo
Bloque p
Densidad 5323 kg/m3
Masa atómica 72.64 u
10. Se utiliza como semiconductor.
El germanio dopado con arsénico, galio, u otros elementos se utiliza
como transistor.
Por ser transparente a la radiación infrarroja se emplea en forma de
monocristales en espectroscopios infrarrojos (lentes, prismas y
ventanas) y otros aparatos ópticos entre los que se encuentran
detectores infrarrojos extremadamente sensibles.
El óxido de germanio se aplica en lentes gran angular de cámaras y en
objetivos de microscopio.
El germanio se utiliza como detector de la radiación gamma.
Los compuestos organogermánicos se están utilizando en
quimioterapia, pues tienen poca toxicidad para los mamíferos y son
eficaces contra ciertas bacterias.
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11. Elemento químico, símbolo Ga, número atómico 31 y peso atómico 69.72. lo
descubrió Lecoq de Boisbaudran en Francia en 1875. Tiene un gran intervalo de
temperatura en el estado líquido, y se ha recomendado su uso en termómetros de alta
temperatura y manómetros.
El arseniuro de galio puede utilizarse en sistemas para transformar movimiento
mecánico en impulsos eléctricos. Los artículos sintéticos superconductores pueden
prepararse por la fabricación de matrices porosas de vanadio o tántalo impregnados
con hidruro de galio.
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.
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12. 12
Símbolo químico Ga
Número atómico 31
Grupo 13
Periodo 4
Aspecto blanco plateado
Bloque p
Densidad 5904 kg/m3
Masa atómica 69.723 u
13. Se emplea en el dopado de semiconductores y en la fabricación de
dispositivos de estado sólido como: transistores, diodos, células
solares, etc.
El 72 Ga se emplea en el diagnóstico y terapia de tumores óseos.
Se utiliza en aleaciones con bajo punto de fusión.
El arseniuro de galio se usa para convertir la electricidad en luz
coherente (láser).
Con hierro, litio, magnesio, itrio y gadolinio forma materiales
magnéticos.
El galato de magnesio, con impurezas de iones divalentes, se utiliza en
la pólvora de fósforos activados con luz ultravioleta.
El galio se utiliza para la detección de neutrinos solares.
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