SÓLIDOS CRISTALINOS : ESTRUCTURA, PROPIEDADES Y APLICACIÓN - SILICIO - GERMANIO - GALIO

1. Autor :
Helene
Zavaleta

4. Nombre Silicio
Número atómico 14
Valencia 4
Estado de oxidación +4
Electronegatividad 1,8
Radio covalente (Å) 1,11
Radio iónico (Å) 0,41
Radio atómico (Å) 1,32
Configuración electrónica [Ne]3s23p2
Primer potencial de ionización (eV) 8,15
Masa atómica (g/mol) 28,086
Densidad (g/ml) 2,33
Punto de ebullición (ºC) 2680
Punto de fusión (ºC) 1410
Descubridor Jons Berzelius en 1823

5.  Los humanos usamos el silicio en abundancia. Quizás su uso más
significativo es en forma de arena y de arcilla, lo usamos para
crear hormigón, ladrillos, esmaltes, cerámica y muchos otros
productos útiles para la construcción. También es un elemento
fundamental en la producción del acero y muchos tipos de vidrio,
siendo uno de los elementos más útiles y económicos.
 El silicio hiper puro y combinado con otros elementos como boro,
galio, fósforo y arsénico, se puede utilizar para producir una
forma de silicio que compone los transistores, las células solares,
los rectificadores y muchísimos otros dispositivos que se utilizan
ampliamente en la industria electrónica y la tecnología espacial.
 También es muy especial en la producción de polímeros y otros
materiales como las siliconas orgánicas. No solo es un elemento
que utilicemos los Hombres, pues muchos otros animales y
vegetales también lo aprovechan. Está presente en la estructura
de muchos animales (incluyendonos) y en las paredes celulares
de las plantas, entre otras cosas.

7. Estructura Cristalina

8. Nombre, símbolo,número Germanio, Ge, 32
Serie química Metaloides
Grupo, período,bloque 14, 4, p
Masa atómica 72,64 u
10
Configuración electrónica [Ar]3d
2
4p
4s
2
Dureza Mohs 6
Electrones por nivel 2, 8, 18, 4
Estado ordinario Sólido
Densidad 5323 kg/m
3
Punto de fusión 1211,4 K (938 °C)
Punto de ebullición 3093 K (2820 °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. 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).

12. Masa Atómica 69,723 uma
Punto de Fusión 302,94 K
Punto de Ebullición 2676 K
Densidad 5907 kg/m³
Dureza (Mohs) 1,5
Potencial Normal de Reducción - 0,53 V Ga3+ | Ga solución ácida
Conductividad Térmica 48,30 J/m s ºC
Conductividad Eléctrica 57,5 (mOhm.cm)-1
Calor Específico 330,22 J/kg ºK
Calor de Fusión 5,6 kJ/mol
Calor de Vaporización 280,0 kJ/mol
Calor de Atomización 286,0 kJ/mol de átomos
Estados de Oxidación +1, +2, +3
1ª Energía de Ionización 578,8 kJ/mol
2ª Energía de Ionización 1978,9 kJ/mol
3ª Energía de Ionización 2963,8 kJ/mol
Afinidad Electrónica 28,9 kJ/mol
Radio Atómico 1,41 Å
Radio Covalente 1,26 Å
Radio Iónico Ga+3 = 0,62 Å
Volumen Atómico 11,8 cm³/mol
Polarizabilidad 8,1 ų
Electronegatividad (Pauling) 1,81

13. Es un metal gris azulado como sólido y plateado como líquido, estado en el que
se encuentra a temperatura ambiente.
Es el elemento metálico que permanece en estado líquido en un margen de
temperaturas más amplio. Cuando se congela, se expande (como el agua).
Se parece al aluminio al formar óxidos y sales trivalentes, pero también forma
unos pocos compuestos monovalentes y divalentes. Se oxida en el aire y en el
agua, reacciona con los ácidos clorhídrico y nítrico y se disuelve en las
soluciones alcalinas desprendiendo hidrógeno
 Se utiliza como semiconductor.
 El germanio dopado con arsénico, galio, u otros elementos se utiliza
como transistor.
 Por ser transparente a la radiación infrarroja se emplea en forma de
monocristales en espectroscopios infrarrojos (lentes, prismas y
ventanas) y otros aparatos ópticos entre los que se encuentran
detectores infrarrojos extremadamente sensibles.
 El óxido de germanio se aplica en lentes gran angular de cámaras y
en objetivos de microscopio.
 El germanio se utiliza como detector de la radiación gamma.
 Los compuestos organogermánicos se están utilizando en
quimioterapia, pues tienen poca toxicidad para los mamíferos y son
eficaces contra ciertas bacterias.