Este documento describe las estructuras cristalinas de varios elementos como el silicio, germanio y galio. Explica que el silicio se presenta en forma amorfa o cristalina, y que en su forma cristalina es muy duro y poco soluble. También describe las propiedades y aplicaciones del germanio y galio, incluyendo su uso en semiconductores y dispositivos electrónicos.

1. SOLIDOS CRISTALINOS

2. ¿QUÉ SON LOS CUERPOS CRISTALINOS?
Los sólidos conservan su forma y su volumen y hemos visto que
todos no todos los sólidos correspondiente le llamamos sólido
cristalino o fase cristalina. Existen muchos ejemplos de sólidos
cristalinos como por ej., la sal de mesa (cloruro de sodio, NaCl) y
el azúcar (sacarosa, C12H22O11). Es fácil reconocer estos sólidos
como cristalinos porque las partículas macroscópicas que los
forman (los cristales) tienen formas regulares: si examinamos
cristales de cloruro de sodio bajo una lente de aumento, veremos
que los cristales tienen forma de pequeños cubos.
Una característica notable de los sólidos cristalinos es que su
Fractura es regular, esto es, al partirlos siguen líneas y planos
Muy regulares.

3. ELEMENTOS CON ESTRUCTURAS CRISTALINAS
1.) Silicio : El silicio es un elemento químico metaloide, número atómico 14 y
situado en el grupo 4 de la tabla periódica de los elementos formando
parte de la familia de los carbonoideos de símbolo Si. Es el segundo
elemento más abundante en la corteza (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 de silicio
Policristal de silicio
1.1) Propiedades y Características: 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.

4. Se prepara en forma de polvo amorfo amarillo pardo o de cristales negros-grisáceos. Se obtiene
calentando sílice, o dióxido de silicio (SiO2), con un agente reductor, como carbono o magnesio, en
un horno eléctrico. El silicio cristalino tiene una dureza de 7, suficiente para rayar el vidrio, de
dureza de 5 a 7. El silicio tiene un punto de fusión de 1.411 °C, un punto de ebullición de 2.355 °C
y una densidad relativa de 2,33. Su masa atómica es 28,086.
Se disuelve en ácido fluorhídrico formando el gas tetra fluoruro de silicio, SiF4 (ver flúor), y es
atacado por los ácidos nítrico, clorhídrico y sulfúrico, aunque el dióxido de silicio formado inhibe
la reacción. También se disuelve en hidróxido de sodio, formando silicato de sodio y gas
hidrógeno. A temperaturas ordinarias el silicio no es atacado por el aire, pero a temperaturas
elevadas reacciona con el oxígeno formando una capa de sílice que impide que continúe la
reacción. A altas temperaturas reacciona también con nitrógeno y cloro formando nitruro de
silicio y cloruro de silicio respectivamente.
El silicio constituye un 28% de la corteza terrestre. No existe en estado libre, sino que se
encuentra en forma de dióxido de silicio y de silicatos complejos. Los minerales que contienen
silicio constituyen cerca del 40% de todos los minerales comunes, incluyendo más del 90% de los
minerales que forman rocas volcánicas. El mineral cuarzo, sus variedades
(cornalina, crisoprasa, ónice, pedernal y jaspe) y los minerales cristobalita y tridimita son las
formas cristalinas del silicio existentes en la naturaleza. El dióxido de silicio es el componente
principal de la arena. Los silicatos (en concreto los de aluminio, calcio y magnesio) son los
componentes principales de las arcillas, el suelo y las rocas, en forma de feldespatos, anfíboles,
piroxenos, micas y ceolitas, y de piedras semipreciosas como
el olivino, granate, zircón, topacio y turmalina.

5. 2.)
Germanio esta muy cerca del silíceo:
Germanio
Los elementos químicos de la familia del Carbono, que agrupa además del citado al
Silicio, Germanio, Estaño y Plomo, poseen unas estructuras atómicas que los convierten
en potentes comodines combinacionales. A medida que su peso atómico es creciente, su
estado de agregación varía desde el gaseoso para el Carbono hasta el metálico del resto,
aunque Silicio y Germanio suelen considerarse semimetales.

6. 2.1 Características principales:
Es un metaloide sólido duro, cristalino, de color blanco grisáceo lustroso,
deleznable, 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 órgano-metálicos y es
un importante material semiconductor utilizado en transistores y
foto detectores. 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.
Galio - Germanio - Arsénico
Si
Ge
Sn
Tabla completa

7. El germanio es un elemento químico con número atómico 32, y símbolo Ge
Existen gran cantidad de minerales que poseen propiedades de conducción de
la electricidad, como el oro (conductores), otros muchos que se oponen a la
corriente eléctrica en mayor o menor medida, como la mica (aislantes), y
unos pocos de un tipo intermedio que, según el punto de vista, conducen la
electricidad medianamente o son poco aislantes, como el germanio o el silicio
(semiconductores).
Gracias a minerales con alto contenido en germanio o silicio, se han
desarrollado semiconductores que permitieron al ser humano conseguir en
muy poco tiempo un nivel tecnológico sin precedentes, si se compara con el
progreso adquirido a lo largo de su historia; de hecho estamos rodeados de
semiconductores, y existen pocos circuitos electrónicos que no incorporen en
alguna medida un componente a base de ellos, como los transistores (conjunto
de la unión de diodos semiconductores) sin los cuales no se concebirían, por
ejemplo, los potentes ordenadores de hoy en día.

8. 3. Galio : Metal blando, grisáceo en estado líquido y plateado brillante al
solidificar, sólido deleznable a bajas temperaturas por lo que funde a
temperaturas cercanas a 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 galio es un elemento químico de la Tabla Periódica de los
elementos químicos, de número atómico 31 y símbolo Ga.
Por su intenso y brillante plateado y la capacidad de mojar superficies
de vidrio y porcelana se utiliza en la construcción de espejos.
3.1 Características
Generales
Es un metal blando de color blanco argéntico. Es un elemento metálico
que se mantiene en estado líquido en un rango de temperaturamás amplio
que cualquier otro elemento. Su bajo punto de fusión y su alto punto de
ebullición lo hacen idóneo para fabricar termómetros de alta temperatura.
Su punto de fusión es de 28,76 ºC.Su 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 por lo que no debe guardarse en
recipientes frágiles.

9. 3.2 Aplicaciones
• La parte más importante de la producción de galio sirve para la
producción de arseniuro de galio, que como material semiconductor en
algunas aplicaciones es superior al silicio.
• La principal aplicación del galio (arseniuro de galio) es la construcción de
circuitos integrados y dispositivos opto electrónicos como diodos láser y
LED.
• Se emplea en el dopado de semiconductores y en la fabricación de
dispositivos de estado sólido como: transistores, diodos, células solares,
etc.
• Se utiliza en aleaciones con bajo punto de fusión.
• Se usa en la medicina empleándose en el diagnóstico y terapia de
tumores óseos.
• En termómetros de alta temperatura por su bajo punto de fusión
• El galato de magnesio, con impurezas de iones divalentes, se utiliza en
la pólvora de fósforos activados con luz ultravioleta.
• Con hierro, litio, magnesio, itrio y gadolinio forma materiales
magnéticos.
El arseniuro de galio se usa para convertir la electricidad en luz
coherente (láser).

10. 4. REFERENCIAS :
1. http://www.ecured.cu/index.php/Galio
2. http://www.opcionsalud.com.ar/HelpRTot/MateriaNotas/Germanio.htm