El documento describe las propiedades y aplicaciones del silicio, germanio y galio. El silicio tiene una estructura cristalina cúbica centrada en las caras y se utiliza ampliamente en la electrónica, sobre todo en chips de computadora. El germanio tiene una estructura cúbica centrada en las caras y se usa en fibra óptica y electrónica. El galio tiene una estructura ortorrómbica y se emplea en semiconductores y aleaciones de bajo punto de fusión.

1. SÓLIDOS CRISTALINOS
Christian Portales B
Física Electrónica
Ingeniería de Sistemas
Ciclo V
Silicio
Germanio
Galio
estructura cristalina, propiedades y aplicaciones

2. Silicio
Estructura Cristalina Cúbica centrada en las caras
N°CAS 7440-21-3
N°EINECS 231-130-8
Calor específico 700 J/ (K·kg)
Conductividad eléctrica 4.35·10-4 S/m
Conductividad térmica 148 W/ (K·m)
Velocidad del sonido 8433 m/s a 293,15 K (20
°C)
Propiedades Físicas
Estado ordinario Sólido (no magnético)
Densidad 2330 kg/m3
Punto de fusión 1 687 K (1 414 °C)
Punto de ebullición 3 173 K (2 900 °C)
Entalpía de vaporización 384,22 kJ/mol
Entalpía de fusión 50,55 kJ/mol
Presión de vapor 4,77 Pa a 1683 K

3. Silicio
Propiedades Atómicas
Radio medio 120 pm
Electronegatividad 1,9 (Pauling)
Radio atómico (calc) 111 pm (Radio de Bohr)
Radio covalente 111 pm
Radio de van derWaals 210 pm
Estado(s) de oxidación 4
Óxido Anfótero
1. ª Energía de ionización 786,5 kJ/mol
2. ª Energía de ionización 1577,1 kJ/mol
3. ª Energía de ionización 3231,6 kJ/mol
4. ª Energía de ionización 4355,5 kJ/mol
5. ª Energía de ionización 16091 kJ/mol
6. ª Energía de ionización 19805 kJ/mol
7. ª Energía de ionización 23780 kJ/mol
8. ª Energía de ionización 29287 kJ/mol
9. ª Energía de ionización 33878 kJ/mol
10.ª Energía de ionización 38726 kJ/mol

4. Silicio
Aplicaciones
· 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; 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 meta silicato de sodio, Na2SiO3, es una sal empleada en detergentes para
tamponar e impedir que la suciedad entre en el tejido: los iones meta silicatos, SiO3-
2, se unen a las partículas de suciedad, dándoles carga negativa, lo que impide que
se agreguen y formen partículas insolubles.

5. Silicio
·Al acidificar el orto silicato de silicio se obtiene un precipitado gelatinoso de sílice (sílica gel)
que se emplea como agente desecante, soporte para catalizadores, cromatografía y aislante
térmico.
·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.
https://www.google.com.pe/search?q=silicio&biw=1182&bih=771&
source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=jR5hVIqnPMqfgwTNsYLYCA&sqi=2
&ved=0CAYQ_AUoAQ

6. Germanio
Est ructura cristalina Cúbica cent rada en las caras
N° CAS 7440-56-4
N° EINECS 231-164-3
Calor específico 320 J / (K·kg)
Conduct ividad eléct rica 1,45 S/m
Conduct ividad térmica 59,9 W / (K·m)
Velocidad del sonido 5400 m/s a 293,15 K ( 20 °C)

7. Germanio
Propiedades Químicas
Radio medio 125 pm
Electronegatividad 2,01 (Pauling)
Radio atómico (calc) 125 pm (Radio de Bohr)
Radio covalente 122 pm
Radio de van derWaals Sin datos pm
Estado(s) de oxidación 4, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3, -4
Óxido Anfótero
1. ª Energía de ionización 762 kJ/mol
2. ª Energía de ionización 1537,5 kJ/mol
3. ª Energía de ionización 3302,1 kJ/mol
4. ª Energía de ionización 4411 kJ/mol
5. ª Energía de ionización 9020 kJ/mol

8. Germanio
Aplicaciones
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 sándwich 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).

9. Germanio
https://www.google.com.pe/search?q=germanio&biw=1038&bih=678&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=P-
9gVIWGH8KlgwTh74DgCg&ved=0CAYQ_AUoAQ#facrc=_&imgdii=_&imgrc=Wyuqgr7Ck3HdGM%253A%3BzGqb9nY5_bPdFM%3B
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ermanio-segun-el-modelo-de-bohr.html%3B356%3B356

10. Galio
Estructura cristalina Ortorrómbica
N°CAS 7440-55-3
N° EINECS 231-163-8
Calor específico 370 J/ (K·kg)
Conductividad eléctrica 6,78 106 S/m
Conductividad térmica 40,6 W/ (K·m)
Velocidad del sonido 2740 m/s a 293,15 K (20 °C)

11. Galio
Propiedades Químicas
Radio medio 130 pm
Electronegatividad 1,81 (Pauling)
Radio atómico (calc) 136 pm (Radio de Bohr)
Radio covalente 126 pm
Radio de van derWaals 187 pm
Estado(s) de oxidación 3
Óxido Anfótero
1. ª Energía de ionización 578,8 kJ/mol
2. ª Energía de ionización 1979,3 kJ/mol
3. ª Energía de ionización 2963 kJ/mol
4. ª Energía de ionización 6180 kJ/mol

12. Galio
Propiedades Físicas
Estado ordinario Sólido
Densidad 5904 kg/m3
Punto de fusión 302,91 K (30 °C)
Punto de ebullición 2 477 K (2 204 °C)
Entalpía de vaporización 258,7 kJ/mol
Entalpía de fusión 5,59 kJ/mol
Presión de vapor 9,31 × 10-36 Pa a 302,9 K

13. Galio
Aplicaciones del galio
·Se emplea en el dopado de semiconductores y en la fabricación de
dispositivos de estado sólido como: transistores, diodos, células solares,
etc.
·El 72Ga 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.

14. Galio
https://www.google.com.pe/search?q=germanio&biw=1038&bi
h=678&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=P-
9gVIWGH8KlgwTh74DgCg&ved=0CAYQ_AUoAQ#tbm=isch&q=
galio%20elemento&revid=2067249886&imgdii=_