Sólidos Cristalinos, del curso de Física Electrónica del IV cliclo Univ. Priv. Telesup.

1. SÓLIDOS CRISTALINOS
ALUMNO: MIGUEL QUEVEDO CALDERON
CURSO: FISICA Y ELECTRONICA
CICLO: IV
CARRERA: ING. DE SISTEMAS E INFORMATICA

2. SILICIO
El silicio es un elemento
químico no metálico
situado en el grupo 14
de la tabla periódica de
los elementos formando
parte de la familia de
los carbono ideos.
Es el segundo elemento
más abundante en
la corteza terrestre
(27,7% en peso)
después del oxígeno.

3. Estructura Cristalina del Silicio
El átomo de silicio presenta un enlace covalente, esto quiere decir que cada átomo está
unido a otros cuatro átomos y compartiendo sus electrones de valencia. Es así, porque de
otra manera el silicio no tendría el equilibrio en la capa de valencia, necesita 8 electrones
para su estabilidad. El enlace covalente lo forman todos los elementos del grupo IV de la
tabla periódica, al cual pertenece el silicio.

4. Estructura Cristalina del Silicio
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.

5. PROPIEDADES DEL SILICIO
Nombre: Silicio
Número atómico: 14
Valencia: 4
Estado de oxidación : +4
Electronegatividad : 1,8
Radio covalente :(Å) : 1,11
Radio iónico :(Å): 0,41
Radio atómico :(Å): 1,32
Configuración electrónica : [Ne]3s23p2
Primer potencial de ionización: (eV) : 8,15
Masa atómica (g/mol): 28,086
Densidad (g/ml): 2,33
Punto de ebullición: (ºC) 2680
Punto de fusión: (ºC) 1410
Descubridor : Jons Berzelius en 1823

6. APLICACIONES DEL SILICIO
El dióxido de silicio (arena y arcilla)
es un importante constituyente del
hormigón y los ladrillos, y se
emplea en la producción de
cemento portland. Por sus
propiedades semiconductoras se
usa en la fabricación de
transistores, células solares y todo
tipo de dispositivos
semiconductores; por esta razón
se conoce como Silicon Valley
(Valle del Silicio) a la región de
California en la que concentran
numerosas empresas del sector de
la electrónica y la informática.
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. En
fabricación de vidrio para ventanas
y aislantes. El carburo de silicio es
uno de los abrasivos más
importantes.

7. 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.

8. Estructura Cristalina del Germanio
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.
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.

9. PROPIEDADES DEL GERMANIO
Nombre: Germanio
Número atómico: 32
Valencia: 4
Estado de oxidación: +2 +4
Electronegatividad: 2,01
Radio covalente (Å): 122
Radio atómico (Å): 122.5
Configuración electrónica: [Ar] 3d10 4s2
4p2
Primer potencial de ionización (KJ mol):
762.18
Masa atómica (g/mol): 72,64 u
Densidad (g/ cm3): 5,35
Punto de ebullición (º C): 3093
Punto de fusión (ºC): 960
Descubridor Alexander Winkler en 1866

10. APLICACIONES DEL GERMANIO
Fibra óptica.
Electrónica: radares y amplificadores de
guitarras eléctricas; aleaciones SiGe en
circuitos integrados de alta velocidad.
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).

11. APLICACIONES DEL GERMANIO
El germanio es empleado en:
Electrónica, radares, 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).

12. GALIO
El germanio es un elemento El galio es un
elemento químico de la tabla periódica de
número atómico 31 y símbolo G
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 de la ambiente. 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 sub-enfriarse 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 condicione 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.

13. Estructura Cristalina del 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 de la ambiente (como cesio, mercurio y
rubidio) e incluso cuando se lo agarra con 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.

14. PROPIEDADES DEL GALIO
Nombre: Galio Ga
Número atómico: 31
Valencia : 3
Estado de oxidación : + 3
Electronegatividad : 1,81 (Pauling)
Radio covalente (Å): 126 pm
Radio atómico (Å): 136 pm
Configuración electrónica: [Ar] 3d10 4s2
4p1
Primer potencial de ionización (KJ mol):
6,02
Masa atómica (g/mol): 69,72
Densidad (Kg/ cm3): 5904
Punto de ebullición (ºC) : 2237
Punto de fusión ºC): 29,8
Descubridor: Lecoq de Boisbaudran en
1875

15. APLICACIONES DEL GALIO
La principal aplicación del galio (arseniuro de
galio) es la construcción de circuitos integrados y
dispositivos optoelectrónicos como diodos
láser y LED.
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. Se
ha descubierto recientemente que aleaciones
galio-aluminio en contacto con agua produce
una reacción química dando como resultado
hidrógeno. Este método para la obtención de
hidrógeno no es rentable, ni ecológico, ya que
requiere la doble fundición del aluminio, con el
consiguiente gasto energético.
También se ha descubierto más recientemente
que una aleación de galio-antimonio sumergida
en agua y en la cual incide la luz solar provoca la
separación de las moléculas de agua en
hidrógeno y oxígeno.
Gracias al uso potencial de esta aleación no
será necesario el uso de combustibles fósiles
para generar hidrógeno a partir del agua,
reduciendo con ello las emisiones de CO2.

16. FUENTES DE INFORMACION
• http://es.wikipedia.org/wiki/Cristal
• http://www.ing.unlp.edu.ar/quimica/documentos/tipos.htm
• http://www.periodni.com/es/ga.html
• http://www.monografias.com/trabajos52/tabla-periodica/tabla-periodica3.
shtml
• http://elementos.org.es/silicio
• http://elementos.org.es/germanio
• http://es.wikipedia.org/wiki/Silicio
• http://www.periodni.com/es/ga.html
• http://solete.nichese.com/silicio.html