Propiedades y Aplicaciones

1. INGENIERÍA DE SISTEMAS
CURSO : FÍSICA ELECTRONICA
ALUMNO: OSCAR RAUL HUAMANI AÑANCA
PROFESOR: JORGE CARMONA

2. El silicio es el segundo elemento del planeta mas
abundante, el primero es el oxigeno. Pertenece
a la familia de los carbonoides en la tabla
periódica. Tiene 14 electrones y 14 protones. Se
presenta en la naturaleza de dos formas
distintas, una amorfa y otra cristalizada. En su
forma amorfa tiene un color marrón, en su
variante cristalizada tiene forma de octaedros de
color azul grisáceo. Es mas activo en su forma
amorfa que en su forma cristalizada.
El silicio, a diferencia del carbono , no existe libre
en la naturaleza. Como dióxido se encuentra en
varias formas de cuarzo: cristal de roca,
Amatista, cuarzo ahumado, cuarzo rosa y cuarzo
lechoso. La arena es en gran parte dióxido de
silicio (sílice). El ópalo es una variedad hidratada
de cuarzo. La mayoría de las rocas corrientes,
salvo calizas o dolomitas, contiene silicio.

3. Propiedades Atómicas
• Masa atómica 28,0855 u
• Configuración electrónica (Ne)3s23p2
• Radio medio 120 pm
• Radio atómico calculado 111 pm
• Radio covalente 111 pm
• Radio de van der Waals 210 pm
• Electronegatividad 1,9 (Pauling)
• Estado de oxidación 4
• Oxido Anfótero.
Propiedades Físicas
• Estado ordinario solido (no magnético).
• Densidad 2330 kg/m3.
• Punto de fusión 1687 K(1414°C).
• Punto de ebullición 3538 K(3265°C).
• Entalpia de vaporización 384,22 kJ/mol
• Entalpia de fusión 50,55 kJ/mol
• Presión de vapor 4,77 Pa a 1683 K
• Estructura cristalina diamante
• Calor especifico 700J/(K-kg).
• Conductividad eléctrica 4.35-10-4 S/m
• Conductividad térmica 148W/(K-m)
• Velocidad del sonido 8433 m/s a 293,15 K
(20°C).

4. Se utiliza en aleaciones, en las preparación de siliconas, en las industrias de la cerámica técnica,
debido que es un material semiconductor muy abundante, tiene un interés especial en la industria
electrónica y microelectrónica como material básico para la creación de obleas o chips que se pueden
implantar en transistores, pilas solares y una gran variedad de circuitos electrónicos. El silicio es un
elemento vital en numerosas industrias.
Grandes cantidades de sílice (forma impura del cuarzo)se usan para fabricar vidrios.
Toda la industria de cerámicas se basa en la formación de distintos silicatos (coloreados o no) que dan
al silicio una enorme cantidad de aplicaciones, porcelana, peltre, cerámica roja.
Otros importantes usos de silicio son:
• 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 una de los abrasivos mas importantes.
• Se usa en láseres para obtener una luz con una longitud de onda de 456 nm.
• La silicona se usa en la medicina en implantes de senos y lentes de contacto.
• Se utiliza en la industria del acero como componente de las aleaciones.

5. El germanio es un elemento químico con numero
atómico 32, y símbolo Ge perteneciente al
periodo 4 de la tabla periódica de los elementos.
El germanio es un metaloide solido 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 numero de compuestos
organometalicos 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.

6. Propiedades Atómicas
• Masa atómica 72,64 u
• Configuración electrónica (Ar)3d10 4s2 4p2
• Radio medio 125 pm
• Radio atómico calculado 125 pm
• Radio covalente 122 pm
• Electronegatividad 2,01 (Pauling)
• Estado de oxidación 4, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3, -4
• Oxido Anfótero.
Propiedades Físicas
• Estado ordinario solido.
• Densidad 5323 kg/m3.
• Punto de fusión 1211,4 K(938°C).
• Punto de ebullición 3093 K(2820°C).
• Entalpia de vaporización 330,9 kJ/mol
• Entalpia de fusión 36,94 kJ/mol
• Presión de vapor 0,0000746 Pa a 1210 K
• Estructura cristalina cubica centrada en las
caras
• Calor especifico 320J/(K-kg).
• Conductividad eléctrica 1,45S/m
• Conductividad térmica 59,9W/(K-m)
• Velocidad del sonido 5400 m/s a 293,15 K
(20°C).

7. Las aplicaciones del germanio se ven limitadas por su elevado costo y en muchos casos se investiga su
sustitución por materiales mas económicos.
• El germanio se utiliza como material semiconductor. Se usa generalmente, junto al silicio, en los circuitos
integrados de alta velocidad para mejorar su rendimiento. En algunos coso se esta planteando sustituir al
silicio por germanio para hacer chips miniaturizados.
• También se utiliza en las lámparas fluorescentes y algunos diodos LED.
• Algunos pedales de guitarra contienen transistores de germanio para producir un tono de distorsión
característico.
• Se puede utilizar en los paneles solares. De hecho, los robots exploradores de marte contienen germanio en
sus células solares.
• El germanio se combina con el oxigeno para su uso en las lentes, con alto índice de refracción, de ángulo
ancho de las cámaras y la microscopia. También se utiliza para la fabricación del núcleo de cables de fibra
óptica.
• También se utiliza en aplicaciones de imágenes térmicas para uso militar y la lucha contra incendios.
• El germanio se utiliza en el control de los aeropuertos para detectar las fuentes de radiación.
• Óptica de infrarrojos: espectroscopios, sistemas de visión nocturna y otros equipos.
• En joyería se usa la aleación Au con 12% de germanio.
• Quimioterapia
• Como elemento endurecedor del aluminio, magnesio y estaño.
• El tetracloruro de germanio es un acido de Lewis y se usa como catalizador en la síntesis de polímeros (PET)

8. El galio es un elemento químico de la tabla periódica de numero
atómico 31 y símbolo Ga.
El galio es un metal blando, grisáceo en estado liquido y
plateado brillante al solidificar deleznable a bajas temperaturas
que funde a temperaturas cercanas a la del ambiente (como
cesio, mercurio y rubidio) e incluso cuando se sostiene en la
mano por su bajo punto de fusión (28,56 ºC). El rango de
temperatura en él que permanece liquido es uno de los mas
altos de los metales.
Presenta una acusada tendencia a subenfriarse por debajo del
punto de fusión(permaneciendo aun en estado liquido) por lo
que es necesario una semilla para solidificarlo.
La cristalización no se produce en ninguna de las estructuras
simples; la fase estable en condiciones normales es
ortorrómbica, con 8 átomos en cada celda unitaria en la que
cada átomo solo tiene otro en su vecindad mas próxima a una
distancia de 2,44 A y estando los otros seis a 2,83 A. esta
estructura el enlace químico formado por los átomos mas
cercanos es covalente siendo la molécula Ga2 lo que realmente
forma el entramado cristalino.
El galio corroe otros metales al difundirse en sus redes
cristalinas.

9. Propiedades Atómicas
• Masa atómica 69,723 u
• Configuración electrónica (Ar)3d10 4s2 4p1
• Radio medio 130 pm
• Radio atómico calculado 136 pm
• Radio covalente 126 pm
• Radio de Van der Waals 187 pm
• Electronegatividad 1,81 (Pauling)
• Estado de oxidación 3
• Oxido Anfótero.
Propiedades Físicas
• Estado ordinario solido.
• Densidad 5904 kg/m3.
• Punto de fusión 392,91 K(938°C).
• Punto de ebullición 2477 K(2820°C).
• Entalpia de vaporización 258,7 kJ/mol
• Entalpia de fusión 5,59 kJ/mol
• Presión de vapor 9,31*10-36 Pa a 302,9 K
• Estructura cristalina Ortorrombica
• Calor especifico 370J/(K-kg).
• Conductividad eléctrica 6,78 106 S/m
• Conductividad térmica 40,6W/(K-m)
• Velocidad del sonido 2740 m/s a 293,15 K
(20°C).

10. El galio es una sustancia plateada blanda y se funde a temperaturas ligeramente superiores a la
temperatura ambiente. La mayor parte de producción de galio se produce como un subproducto de la
producción de aluminio o zinc. El galio tiene una amplia variedad de usos en diferentes industrias.
• El uso principal del galio es en semiconductores donde se utiliza comúnmente en circuitos de
microondas y en algunas aplicaciones de infrarrojos. También ese utiliza para fabricar diodos LED
de color azul y violeta y diodos laser.
• El galio se usa en las armas nucleares para ayudar a estabilizar el plutonio.
• Se puede utilizar en el interior de un telescopio para encontrar neutrinos.
• El galio se usa como un componente en algunos tipos de paneles solares.
• También se utiliza en la producción de espejos.
• El galinstano que es una aleación de galio, indio y estaño se utiliza en muchos termómetros
médicos. Este ha sustituido a los tradicionales termómetros de mercurio que pueden ser
peligroso. Actualmente se encuentra en proceso de investigación la sustitución con galio del
mercurio de los empastes dentales permanentes.
• El galinstano se puede aplicar al aluminio de modo que pueda reaccionar con el agua y generar
hidrogeno.
• También tiene muchas aplicaciones medicas. Por ejemplo, las sales de galio se usan para tratar
personas con exceso de calcio en su sangre. Los isotopos de galio se utilizan en medicina nuclear
para explorar a los pacientes en ciertas circunstancias.

11. • http://es.wikipedia.org/wiki/Silicio
• http://elementos.org.es/silicio
• http://es.wikipedia.org/wiki/Germanio
• http://elementos.org.es/germanio
• http://elementos.org.es/galio
• http://es.wikipedia.org/wiki/Galio