Difundiendo temas sobre Minerales semiconductores http://es.wikipedia.org/wiki/Germanio

1. Sólidos
Cristalinos
SILICIO, GERMANIO, GALIO.

2. SILICIo
El silicio es uno de los elementos (y sus compuestos) más útiles para el hombre.
El silicio hiperpuro puede doparse con boro, galio, fósforo o arsénico, con lo que
aumenta su conductividad; se emplea para la fabricación de transistores, células
solares, rectificadores y otros dispositivos de estado sólido ampliamente
empleados en electrónica.
El silicio es importante en la vida de animales y plantas. No es venenoso. Las
diatomeas extraen sílice del agua para construir su pared celular. La tierra de
diatomeas es un buen adsorbente. La sílice está presente en las cenizas de
plantas y en el esqueleto humano.
Mineros, picapedreros y otros que trabajan en lugares donde hay grandes
cantidades de polvo de sílice frecuentemente desarrollan una enfermedad
pulmonar grave conocida como silicosis
Curiosidades sobre el elemento: En 1800, Davy comprende que la sílice no es un
elemento, sino un compuesto; en 1811, Gay Lussac y Thenard, probablemente
prepararon silicio amorfo impuro calentando potasio con tetrafluoruro de silicio.
En 1824, Berzelius, que se considera descubridor, preparó silicio amorfo por el
mismo método y purificó el producto eliminando, mediante repetidos lavados,
los fluorosilicatos. En 1845, Deville preparó por primera vez silicio cristalino, la
otra forma alotrópica.

3. Características del silicio
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Símbolo: Si
Clasificación: Elementos carbonoides Grupo 14 Metaloide
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Número Atómico: 14
Masa Atómica: 28,0855
Número de protones/electrones: 14
Número de neutrones (Isótopo 28-Si): 14
Estructura electrónica: [Ne] 3s2 3p2
Electrones en los niveles de energía: 2, 8, 4
Números de oxidación: -4, +2, +4
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Electronegatividad: 1,90
Energía de ionización (kJ.mol-1): 786
Afinidad electrónica (kJ.mol-1): 134
Radio atómico (pm): 118
Radio iónico (pm) (carga del ion): 26 (+4), 271 (-4)
Entalpía de fusión (kJ.mol-1): 39,6
Entalpía de vaporización (kJ.mol-1): 383,3
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Punto de Fusión (ºC): 1414
Punto de Ebullición (ºC): 3265
Densidad (kg/m3): 2329; (20 ºC)
Volumen atómico (cm3/mol): 12,06
Estructura cristalina: Cúbica
Color: El silicio cristalino es gris con brillo metálico. El amorfo es marrón
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4. 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.
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.

5. 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.

6. GERMANIO
Los elementos químicos de la familia del
Carbono, que agrupa además del citado al
Silicio, Germanio, Estaño y Plomo, poseen
unas estructuras atómicas que los
convierten en potentes comodines
combinacionales. A medida que su peso
atómico es creciente, su estado de
agregación varía desde el gaseoso para el
Carbono hasta el metálico del resto,
aunque Silicio y Germanio suelen
considerarse semimetales.

7. Características principales:
Germanio.  Es un metaloide sólido duro, cristalino, de
color blanco grisáceo lustroso, deleznable,
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 órgano-metálicos
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.

8. Propiedades químicas del Germanio -
 Efectos del hidruro de Germanio y el tetrahidruro de Germanio sobre la salud - Efectos ambientales del Germanio
 Nombre: Germanio
 Número atómico: 32
 Valencia : 4
 Estado de oxidación: +4
 Electronegatividad : 1,8
 Radio covalente (Å): 1,22
 Radio iónico (Å): 0,53
 Radio atómico (Å) : 1,37
 Configuración electrónica : [Ar]3d104s24p2
 Primer potencial de ionización (eV): 8,16
 Masa atómica (g/mol) : 72,59
 Densidad (g/ml) : 5,32
 Punto de ebullición (ºC) : 2830
 Punto de fusión (ºC): 937,4
 Descubridor : Clemens Winkler 1886

9. Aplicaciones del germanio.
 Además, un estudio publicado en el “Journal of Interferon Research" concluía que
"el germanio orgánico restaura el funcionamiento normal de células-T y linfocitos-B; el
germanio orgánico tiene actividades fisiológicas excepcionales siendo capaz de estimular la
producción de gamma-interferón, tanto en animales como en seres humanos, sin efectos
laterales ni toxicidad".
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 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 didodos 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. 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.

11. GALIO
Metal blando, grisáceo en estado líquido y
plateado brillante al sodificar, sólido
deleznable a bajas temperaturas que funde
a temperaturas cercanas a la del ambiente
(como cesio) e incluso cuando se lo coge en
la mano por su bajo punto de fusión (28,76
ºC). El rango de temperatura en el que
permanece líquido es de (2174 ºC separan
sus punto de fusión y ebullición) y la presión
de vapor es baja incluso a altas
temperaturas. Se expande un 3,1% al
solidificar y flota en el líquido al igual que el
hielo en el agua.

12. Galio
Símbolo
químico
Ga
Número
atómico
31
Grupo 13
Periodo 4
Aspecto blanco plateado
Bloque p
Densidad 5904 kg/m3
Masa atómica 69.723 u
Radio medio 130 pm
Radio atómico 136
Radio covalente 126 pm
Radio de van
187 pm
der Waals
Configuración
electrónica
[Ar]3d10 4s2
4p1
Electrones por
capa
2, 8, 18, 3
Estados de
oxidación
3
Óxido anfótero
Estructura cristalina ortorrómbica
Estado sólido
Punto de fusión 302.91 K
Punto de ebullición 2477 K
Calor de fusión 5.59 kJ/mol
Presión de vapor
9,31 × 10-36Pa a 302,9
K
Electronegatividad 1,81
Calor específico 370 J/(K·kg)
Conductividad
eléctrica
6,78 106S/m
Conductividad térmica 40,6 W/(K·m)

13. 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 transitores.
 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.

14. Aplicaciones.
Usos del galio
El galio es una sustancia plateado blanda y se funde a temperaturas ligeramente superiores a la temperatura
ambiente. Fue descubierto en 1875 por el químico francés Paul Emile Lecoq de Boisbaudran. 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. Si alguna vez te has preguntado para qué sirve el galio,
a continuación tienes una lista de sus posibles usos:
•El uso principal del galio es en semiconductores donde se utiliza comúnmente en circuitos de microondas y
en algunas aplicaciones de infrarrojos. También se utiliza en para fabricar diodos LED de color azule y violeta
y diodos láser.
•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 peligrosos. 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 hidrógeno.
•También tiene muchas aplicaciones médicas. Por ejemplo, las sales de galio se usan para tratar a personas
con exceso de calcio en su sangre. Los isótopos de galio se utilizan en medicina nuclear para explorar a los
pacientes en ciertas circunstancias.
Fuentes: http://elementos.org.es/germanio
http://www.uam.es/docencia/elementos/spV21/sinmarcos/elementos/ge.html