El documento describe las propiedades y aplicaciones del silicio, germanio y galio. El silicio cristaliza con una estructura similar al diamante y se utiliza ampliamente en la electrónica debido a sus propiedades semiconductoras. El germanio tiene una pequeña banda prohibida que le permite responder a la radiación infrarroja. El galio es un metal blando que funde cerca de la temperatura ambiente y se usa en circuitos integrados y dispositivos optoelectrónicos.

1. Estructura Cristalina, Propiedades y
Aplicaciones

2. Es un elemento químico
metaloide (SI); 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.
El silicio cristaliza con el
mismo patrón que
el diamante en una
estructura que Ashcroft y
Mermin llaman celosías
primitivas, "dos cubos
inter-penetrados 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.

4. Se utiliza en Aleaciones
En la preparación de las siliconas
En la industria de la cerámica técnica
Para la creación de obleas o chips que se pueden implantar en transistores, pilas solares y una gran variedad de
circuitos electrónicos.
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;
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.
Se utiliza en la industria del acero como componente de las aleaciones de silicio-acero.
Para fabricar el acero, se desoxida el acero fundido añadiéndole pequeñas cantidades de silicio; el acero común
contiene menos de un 0,30% de silicio.
El acero al silicio, que contiene de 2,5 a 4% de silicio,
El silicio es un semiconductor; su resistividad a la corriente eléctrica a temperatura ambiente varía entre la de los
metales y la de los aislantes.
La conductividad del silicio se puede controlar añadiendo pequeñas cantidades de impurezas llamadas dopantes.
La capacidad de controlar las propiedades eléctricas del silicio y su abundancia en la naturaleza han posibilitado el
desarrollo y aplicación de los transistores y circuitos integrados que se utilizan en la industria electrónica.

5. El germanio es un elemento químico de
símbolo Ge.
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
unimportante 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.

7. Fibra óptica.
Electrónica: radares y amplificadores de guitaras eléctricas.
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 catalizado en la síntesis de polímeros (PET).

8. 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 del
ambiente
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 sólo tiene otro en su
vecindad más próxima a una distancia de 2,44 Å y
estando los otros seis a 2,83 Å. En esta estructura
el enlace químico formado entre los átomos más
cercanos es covalente siendo la molécula Ga2 la que
realmente forma el entramado cristalino.

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La principal aplicación del galio (arseniuro de galio) es
la construcción de circuitos integrados y dispositivos
optoelectrónicos como diodos lser 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.