Este documento describe las propiedades del silicio, germanio y galio. El silicio y germanio cristalizan en una estructura de diamante y son semiconductores utilizados en electrónica. El silicio se usa en cemento, ladrillos y computadoras. El germanio se usa en fibra óptica y detectores infrarrojos. El galio es un metal blando que se mantiene líquido a temperatura ambiente y se usa en termómetros y semiconductores.

1. SOLIDOS CRISTALINOS
Estructura cristalina, propiedades y aplicaciones:
Silicio, Germanio y Galio.

2. SILICIO
El silicio es un elemento químico metaloide, número
atómico 14 y situado en el grupo 14 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 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 de silicio
Policristal de silicio

3. ESTRUCTURA CRISTALINA DEL SILICIO
El 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 del extremo izquierdo 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.

4. PROPIEDADES DEL SILICIO
El silicio forma parte de los elementos
denominados metaloides o semimetales. Este
tipo de elementos tienen propiedades intermedias
entre metales y no metales. En cuanto a su
conductividad eléctrica, este tipo de materiales al
que pertenece el silicio, son semiconductores.
El estado del silicio en su forma natural es sólido
(no magnético). El silicio es un elemento químico
de aspecto gris oscuro azulado y pertenece al
grupo de los metaloides. El número atómico del
silicio es 14. El símbolo químico del silicio es Si.
El punto de fusión del silicio es de 16,7 grados
Kelvin o de 1413,85 grados celsius o grados
centígrados. El punto de ebullición del silicio es
de 31,3 grados Kelvin o de 2899,85 grados
celsius o grados centígrados.
Propiedades periódicas del silicio

5. PROPIEDADES ATÓMICAS DEL SILICIO
La masa atómica de un elemento está determinado por la masa total de
neutrones y protones que se puede encontrar en un solo átomo
perteneciente a este elemento. En cuanto a la posición donde encontrar el
silicio dentro de la tabla periódica de los elementos, el silicio se encuentra en
el grupo 14 y periodo 3. El silicio tiene una masa atómica de 28,0855 u.

6. PROPIEDADES ATÓMICAS DEL SILICIO
La configuración electrónica del silicio es
[Ne]3s2 3p2. La configuración electrónica de
los elementos, determina la forma el la cual
los electrones están estructurados en los
átomos de un elemento. El radio medio del
silicio es de 1,0 pm, su radio atómico o radio
de Bohr es de 1,1 pm, su radio covalente es
de 1,1 pm y su radio de Van der Waals es de
2,0 pm. El silicio tiene un total de 14
electrones cuya distribución es la siguiente:
En la primera capa tiene 2 electrones, en la
segunda tiene 8 electrones y en su tercera
capa tiene 4 electrones.

7. APLICACIONES DEL SILICIO
Si alguna vez te has preguntado para qué sirve el silicio, a continuación tienes una lista
de sus posibles usos:
El dióxido de silicio y sílice (en forma de arcilla o arena) son componentes importantes
de ladrillos, hormigón y cemento.
Cemento Ladrillo refractario de la alta silicona

8. APLICACIONES DEL SILICIO
El silicio es un semiconductor. Esto significa que el flujo eléctrico puede ser controlada
mediante el uso de partes de silicio. Por lo tanto, el silicio es muy importante en la
industria eléctrica. Componentes de silicio se utilizan en las computadoras, los
transistores, células solares, pantallas LCD y otros dispositivos semiconductores.
Laptop Transistores Pantalla LCD

9. APLICACIONES 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.
Cercos eléctricos Nanotecnología Celda solar o fotovoltaica

10. 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. 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. 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.
Germanio Puro

11. ESTRUCTURA CRISTALINA DEL GERMANIO
 Estructura cristalina: cúbica centrada en las caras
 Dimensiones de la celda unidad / pm: a=565.754
 Grupo espacial: Fd3m

12. PROPIEDADES DEL GERMANIO
 El germanio forma parte de los elementos
denominados metaloides o semimetales. Este tipo de
elementos tienen propiedades intermedias entre
metales y no metales. En cuanto a su conductividad
eléctrica, este tipo de materiales al que pertenece el
germanio, son semiconductores.
 El estado del germanio en su forma natural es sólido.
El germanio es un elemento químico de aspecto
blanco grisáceo y pertenece al grupo de los
metaloides. El número atómico del germanio es 32. El
símbolo químico del germanio es Ge. El punto de
fusión del germanio es de 1211,4 grados Kelvin o de
938,25 grados celsius o grados centígrados. El punto
de ebullición del germanio es de 30,3 grados Kelvin o
de 2819,85 grados celsius o grados centígrados.
Propiedades periódicas del Germanio

13. PROPIEDADES ATÓMICAS DEL GERMANIO
La masa atómica de un elemento está determinado por
la masa total de neutrones y protones que se puede
encontrar en un solo átomo perteneciente a este
elemento. En cuanto a la posición donde encontrar el
germanio dentro de la tabla periódica de los
elementos, el germanio se encuentra en el grupo 14 y
periodo 4. El germanio tiene una masa atómica de
72,64 u.
La configuración electrónica del germanio es [Ar]3d10
4s2 4p2. La configuración electrónica de los
elementos, determina la forma el la cual los electrones
están estructurados en los átomos de un elemento. El
radio medio del germanio es de 1,5 pm, su radio
atómico o radio de Bohr es de 1,5 pm y su radio
covalente es de 1,2 pm. El germanio tiene un total de
32 electrones cuya distribución es la siguiente: En la
primera capa tiene 2 electrones, en la segunda tiene 8
electrones, en su tercera capa tiene 18 electrones y en
la cuarta, 4 electrones.

14. 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).

15. APLICACIONES DEL GERMANIO
Espectroscopio Radar

16. GALIO
El galio se descubrió espectroscópicamente en 1875 por el
químico francés Paul Émile Lecoq de Boisbaudran y recibió
su denominación en honor de Francia, que antiguamente
se llamaba Galia. Es uno de los elementos cuyas
propiedades predijo Mendeléev (eka-aluminio). Es un metal
blando de color blanco argéntico. Es un elemento metálico
que se mantiene en estado líquido en un rango de
temperatura más amplio que cualquier otro elemento. El
galio aparece en pequeñas cantidades en minerales de
aluminio y zinc, pero las fuentes más ricas contienen
menos del 1%de galio. Su bajo punto de fusión y su alto
punto de ebullición lo hacen idóneo para fabricar
termómetros de alta temperatura. 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.
Cristales de Galio

17. ESTRUCTURA CRISTALINA DEL GALIO
 Estructura cristalina: ortorrómbica centrada en las bases
 Dimensiones de la celda unidad / pm: a=451.86, b=765.70, c=452.58
 Grupo espacial: Cmca

18. PROPIEDADES DEL GALIO
 El galio pertenece al grupo de elementos metálicos
conocido como metales del bloque p que están
situados junto a los metaloides o semimetales en la
tabla periódica. Este tipo de elementos tienden a ser
blandos y presentan puntos de fusión
bajos, propiedades que también se pueden atribuir al
galio, dado que forma parte de este grupo de
elementos.
 El estado del galio en su forma natural es sólido. El
galio es un elemento químico de aspecto blanco
plateado y pertenece al grupo de los metales del
bloque p. El número atómico del galio es 31. El
símbolo químico del galio es Ga. El punto de fusión
del galio es de 302,91 grados Kelvin o de 29,76
grados celsius o grados centígrados. El punto de
ebullición del galio es de 24,7 grados Kelvin o de
2203,85 grados celsius o grados centígrados.
Propiedades periódicas del Galio

19. PROPIEDADES ATÓMICAS DEL GALIO
La masa atómica de un elemento está determinado por la
masa total de neutrones y protones que se puede
encontrar en un solo átomo perteneciente a este
elemento. En cuanto a la posición donde encontrar el
galio dentro de la tabla periódica de los elementos, el
galio se encuentra en el grupo 13 y periodo 4. El galio
tiene una masa atómica de 69,723 u.
La configuración electrónica del galio es [Ar]3d10 4s2
4p1. La configuración electrónica de los
elementos, determina la forma el la cual los electrones
están estructurados en los átomos de un elemento. El
radio medio del galio es de 1,0 pm, su radio atómico o
radio de Bohr es de 1,6 pm, su radio covalente es de 1,6
pm y su radio de Van der Waals es de 1,7 pm. El galio
tiene un total de 31 electrones cuya distribución es la
siguiente: En la primera capa tiene 2 electrones, en la
segunda tiene 8 electrones, en su tercera capa tiene 18
electrones y en la cuarta, 3 electrones.

20. 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.
 Por su intenso y brillante plateado y la capacidad de mojar superficies de vidrio y
porcelana se utiliza en la construcción de espejos.
 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.
Espejo Transistores Termómetro de alta temperatura

21. FUENTES DE INFORMACIÓN
 http://es.wikipedia.org/wiki/Silicio
 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/solids/sili2.html
 http://cienciasdejoseleg.blogspot.com/2012/04/propiedades-periodicas-del-silicio.html
 http://cienciasdejoseleg.blogspot.com/2012/04/propiedades-periodicas-del-germanio.html
 http://cienciasdejoseleg.blogspot.com/2012/04/propiedades-periodicas-del-galio.html
 http://wikiuniversal.wordpress.com/2008/04/10/silicio/
 http://es.made-in-china.com/co_sichuangrefractory/product_High-Silica-Refractory-Brick_hhhnuhoey.html
 http://www.fotosimagenes.org/cemento
 http://nicolinho-nicolinho.blogspot.com/2009/03/transistores.html
 http://blog.pucp.edu.pe/item/3744/samsung-va-por-un-nuevo-record-en-pantallas-lcd
 http://yoreme.wordpress.com/2008/06/17/celdas-solares/
 http://www.periodni.com/es/ge.html
 http://decoracionycasa.blogspot.com/2013/05/espejos-para-banos.html
 http://es.wikipedia.org/wiki/Transistor
 http://es.123rf.com/photo_10277841_termometro-indica-temperaturas-extremadamente-altas.html
 http://casanchi.com/did/er.htm
 http://www.palimpalem.com/3/Sistemasdecomunicacion/index.html?body10.html
 http://bjuarez.olx.com.mx/cercas-electricas-iid-78186902
 http://ingenieria2010jovenes.wordpress.com/
 http://www.slideshare.net/