1. SOLIDOS CRISTALINOS
SILICIO
GERMANIO
GALIO
G. CASTILLO

2. SILICIO
1. ESTRUCTURA CRISTALINA
Como podemos observar en el dibujo, el átomo de silicio
presenta un enlace covalente, esto quiere decir que cada átomo
está unido a otros cuatro átomos y compartiendo sus electrones
de valencia. Es así, porque de otra manera el silicio no tendría el
equilibrio en la capa de valencia, necesita 8 electrones para su
estabilidad. El enlace covalente lo forman todos los elementos
del grupo IV de la tabla periódica, al cual pertenece el silicio.
Al aplicarle energía externa, ya sea de calor o de luz, se rompen
los enlaces quedando un electrón libre por cada enlace
roto, pero a su vez, se tiene un hueco vacío, el que ocupaba el
electrón. De esta forma se obtiene corriente eléctrica, por el
movimiento de los electrones hacía los potenciales positivos y
del movimiento de los huecos hacía los potenciales negativos.
Esto sucede así siempre que se utiliza al silicio como un
semiconductor intrínseco.
Cuando queremos usar el silicio como semiconductor
extrínseco, se colocan impurezas en el enlace covalente, lo cual
hace que sea más fácil ganar o perder un electrón. Pero esto, lo
veremos en la página destinada a la unión N-P.

3. 2. PROPIEDADES
Símbolo químico Si
Número atómico 14
Grupo 14
Periodo 3
Aspecto gris oscuro azulado
Bloque p
Densidad 2330 kg/m3
Masa atómica 28.0855 u
Radio medio 110 pm
Radio atómico 111
Radio covalente 111 pm
Radio de van der Waals 210 pm
Configuración electrónica [Ne]3s2 3p2
Electrones por capa 2, 8, 4
Estados de oxidación 4
Óxido anfótero
Estructura cristalina cúbica centrada en las caras
Estado sólido
Punto de fusión 1687 K
Punto de ebullición 3173 K
Calor de fusión 50.55 kJ/mol
Presión de vapor 4,77 Pa a 1683 K
Electronegatividad 1,9
Calor específico 700 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica 2,52·10-4S/m
Conductividad térmica 148 W/(K·m)

4. 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 der Waals 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
Propiedades físicas
Estado ordinario Sólido (no magnético)
3
Densidad 2330 kg/m
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

5. 3. APLICACIONES
El silicio es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre y es vital para
la industria de la construcción. 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.
•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.
•La mayoría del silicio se utiliza para la fabricación de aleaciones de aluminio y silicio
con el fin de producir piezas fundidas. Las piezas se producen mediante el vertido del
material fundido de aluminio y silicio en un molde. Estas piezas de material fundido se
utilizan generalmente en la industria del automóvil para fabricar piezas para coches.
•La masilla "Silly Putty" antes se hacía mediante la adición de ácido bórico al aceite de
silicona.
•El carburo de silicio es un abrasivo muy importante.
•Los silicatos se puede utilizar para hacer tanto cerámica y como esmalte.
•La arena, que contiene silicio, es un componente muy importante del vidrio.
•La silicona, un polímero derivado del silicio, se utiliza en aceites y ceras, implantes
mamarios, lentes de contacto, explosivos y pirotecnia (fuegos artificiales).
En el futuro, el silicio puede sustituir al carbón como la principal fuente de electricidad.
http://elementos.org.es/silicio

6. GERMANIO
1. ESTRUCTURA CRISTALINA
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 organo
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.

7. 2. PROPIEDADES
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 elmento 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.
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.

8. Información general
Nombre, símbolo,número Germanio, Ge, 32
Serie química Metaloides
Grupo, período, bloque 14, 4, p
Masa atómica 72,64 u
10 2 2
Configuración electrónica [Ar]3d 4s 4p
Dureza Mohs 6
Electrones por nivel 2, 8, 18, 4 (imagen)
Propiedades atómicas
Radio medio 125 pm
Electronegatividad 2,01 (Pauling)
Radio atómico (calc) 125 pm (Radio de Bohr)
Radio covalente 122 pm
Radio de van der Waals 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
Propiedades físicas
Estado ordinario Sólido
3
Densidad 5323 kg/m
Punto de fusión 1 211,4 K (938 °C)
Punto de ebullición 3 093 K (2 820 °C)
Entalpía de vaporización 330,9 kJ/mol
Entalpía de fusión 36,94 kJ/mol
Presión de vapor 0,0000746 Pa a 1210 K

9. 3. APLICACIONES
El germanio es una sustancia dura de color blanco grisáceo que se encuentra
con los minerales de zinc, plata, plomo y cobre. Un químico alemán llamado
Clemens Winkler descubrió este elemento en el año 1886 y la llamó así en
referencia a Alemania. La producción principal de germanio es como un
subproducto de la obtención del mineral de zinc y no se producen más de 100
toneladas al año. Es es muy demandado por sus importantes aplicaciones. Si
alguna vez te has preguntado para qué sirve el germanio, a continuación
tienes una lista de sus posibles usos:
•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 casos se está 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 oxígeno para su uso en las lentes de las
cámaras y la microscopía. 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.
Hay algunos indicios de que puede ayudar al sistema inmunológico de
pacientes con cáncer, pero esto todavía no está probado. Actualmente el
germanio está considerado como un peligro potencial para la salud cuando se
utiliza como suplemento nutricional.

10. GALIO
1. ESTRUCTURA CRISTALINA
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 (como cesio, mercurio y rubidio) e incluso cuando se sostiene en la mano por
su bajo punto de fusión (28,56 °C). El rango de temperatura en el que permanece líquido es
uno de los más altos de los metales (2174 °C separan sus puntos de fusión y ebullición) y la
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.
Presenta una acusada tendencia a subenfriarse por debajo del punto de fusión
(permaneciendo aún en estado líquido) por lo que es necesaria una semilla (un pequeño
sólido añadido al líquido) 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 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.
A otra presión y temperatura se han encontrado numerosas fases estables y metaestables
distintas.
El galio corroe otros metales al difundirse en sus redes cristalinas.

11. 2. PROPIEDADES
Propiedades físicas Propiedades atómicas
Estado: Sólido
Estructura cristalina: Ortorrómbica Masa atómica: 69,723 uma
Color: Blanco plateado
Radio atómico: 136 pm
Densidad: 5904 (kg/m³)
Dureza: 1,5 (Mohs) - Medio † 130 pm
Conductividad eléctrica: 6,78×106 S/m
- Covalente 126 pm
Conductividad térmica: 40,6 W/(m·K)
Calor específico: 370 J/kg·K - De Van der Waals 187 pm
Punto de fusión: 302,91 K
Entalpía de fusión: 5,59 kJ/mol
Nº de oxidación (óxido): 3 (anfótero)
Punto de ebullición: 2477 K Electronegatividad: 1,81 (Pauling)
Entalpía de vaporización: 258,7 kJ/mol
Presión de vapor: 9,31×10-36 Pa a 302,9 K Potencial de ionización: 578,8 kJ/mol
Velocidad del sonido: 2740 m/s a 293,15 K - 2.º = 1979,3 - 3.º = 2963 - 4.º = 6180

12. 3. APLICACIONES
La principal aplicación del galio (arseniuro de galio) es la
construcción de circuitos integrados y dispositivos opto electrónicos
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.
http://elementos.org.es/galio