Este documento describe las propiedades y aplicaciones de tres materiales cristalinos: el silicio, el germanio y el galio. El silicio se utiliza ampliamente en la industria de los semiconductores y los chips de computadora. El germanio también se usa como semiconductor y en lentes infrarrojas. El galio se emplea en aleaciones de bajo punto de fusión, semiconductores y detectores de neutrinos solares.

1. FÍSICA
ELECTRÓNICA
RICHARD ACUÑA
 Silicio
 Germanio
 Galio
Sólidos Cristalinos

2. Describe su estructura
cristalina
Propiedades
Aplicaciones
Temas :

3. Símbolo: Si
Configuración electrónica: Ne 3s2 3p2
Punto de fusión: 1.414 °C
Número atómico: 14
Radio atómico: 117,6 pm
Masa atómica: 28,0855 ± 0,0003 u
El silicio es un elemento químico
metaloide, número atómico 14 y situado
en el grupo 14 de la tabla periódica de
los elementos formando parte de la
familia de los carbonoideos de símbolo
Si.
Silicio

4. El silicio a temperatura ambiente 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.
Su átomo consta de 14 protones, 14 electrones y
14 neutrones
2
3
1
1
2
3

5. 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 el segundo elemento más
abundante en la corteza
terrestre (27,7% en peso)
después del oxígeno.

6. Propiedades
Sus propiedades son intermedias entre las del carbono y
el germanio. En forma cristalina es muy duro y poco
soluble y presenta un brillo metálico y color grisáceo.
Se disuelve en ácido fluorhídrico formando el
gas tetrafluoruro de silicio, SiF4 , y es atacado por los
ácidos nítrico, clorhídrico y sulfúrico, aunque el dióxido
de silicio formado inhibe la reacción.
El silicio constituye un 28% de la corteza terrestre. No
existe en estado libre, sino que se encuentra en forma
de dióxido de silicio y de silicatos complejos.

7. • El cristal es muy duro (raya el vidrio), poco soluble y brillo
metalizado. Es importantísimo, debido a su carácter semiconductor,
en la industria informática ya que es necesario para la fabricación
de chips y transistores.
• También es utilizado en la fabricación de cementos y ladrillo.
Resiste la acción de la mayoría de los ácidos, reacciona con los
halógenos y las bases diluidas.
• Es relativamente inerte.

8. Aplicaciones
1. Utilizado para producir chips para ordenadores.
2. Las células fotovoltaicas para conversión directa de energía
solar en eléctrica utilizan obleas cortadas de cristales
simples de silicio de grado electrónico.
3. Se utiliza como integrante de aleaciones para dar mayor
resistencia a aluminio, magnesio, cobre y otros metales.
4. La arena y arcilla (silicatos) se usan para fabricar ladrillos y
hormigón; son un material refractario que permite trabajar a
altas temperaturas.

9. 5.- La sílice (arena) es el principal ingrediente del vidrio, uno
de los materiales más baratos con excelentes propiedades
mecánicas, ópticas, térmicas y eléctricas.
6.- Las siliconas son derivados poliméricos del silicio. Se
utilizan para juguetes, lubricantes, películas impermeables,
implantes para cirugía estética,
7.- El carburo de silicio se utiliza como abrasivo importante,
para componentes refractarios.

10. Germanio
El germanio es un
elemento químico
con número atómico
32, y símbolo Ge
perteneciente al
grupo 4 de la tabla
periódica de los
elementos.

11. Estructura
Cristalina
Cúbica
El germanio es divalente o tetravalente.
Los compuestos divalentes (óxido, sulfuro
y los halogenuros) se oxidan o reducen
con facilidad. Los compuestos
tetravalentes son más estables. Los
compuestos organogermánicos son
numerosos y, en este aspecto, el
germanio se parece al silicio.

12. Propiedades
 El primer dispositivo de estado sólido,
el transistor, fue hecho de germanio.
Los cristales especiales de germanio se
usan como sustrato para el crecimiento
en fase vapor de películas finas de
GaAs y GaAsP.
 Se emplean lentes y filtros de germanio
en aparatos que operan en la región
infrarroja del espectro. Mercurio y
cobre impregnados de germanio son
utilizados en detectores infrarrojos.
 Los aditivos de germanio incrementan
los Amper-horas disponibles en
acumuladores.

13. Aplicaciones
- Se utiliza como semiconductor.
- El germanio dopado con arsénico, galio, u otros
elementos se utiliza como transistor.
- 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

14. El galio es un elemento químico de la tabla
periódica de número atómico 31 y símbolo Ga.
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 mercurio y rubidio)

15. Símbolo: Ga
Configuración electrónica: Ar 3d10
4s2 4p1
Punto de fusión: 29,77 °C
Descubrimiento: 1875
Número atómico: 31
Masa atómica: 69,723 ± 0,001 u
Estructura
Cristalina
Ortorrómbica

16. Propiedades
 Tiene un gran intervalo de
temperatura en el estado líquido, y se
ha recomendado su uso en
termómetros de alta temperatura y
manómetros.
 En aleación con plata y estañó, el
galio suple en forma adecuada la
amalgama en curaciones dentales;
también sirve para soldar materiales
no metálicos, incluyendo gemas o
ametales.
 El galio ha dado excelentes
resultados como semiconductor para
uso en rectificadores, transistores,
fotoconductores, fuentes de luz,
diodos láser o máser y aparatos de

17. Aplicaciones
• Se emplea en el dopado de semiconductores y en la fabricación de
dispositivos de estado sólido como: transistores, diodos, células
solares, etc.
• El 72Ga se emplea en el diagnóstico y terapia de tumores óseos.
• Se utiliza en aleaciones con bajo punto de fusión.
• El arseniuro de galio se usa para convertir la electricidad en luz
coherente (láser).

18. • Con hierro, litio, magnesio, itrio y gadolinio forma materiales
magnéticos.
• El galato de magnesio, con impurezas de iones divalentes, se
utiliza en la pólvora de fósforos activados con luz ultravioleta.
• El galio se utiliza para la detección de neutrinos solares.

19. Fuentes de Información :
 http://blog.hola.com/farmaciameritxell/2012/01/el-silicio-un-mineral-
indispensable-para-el-buen-funcionamiento-del-organismo.html
 http://www.silicio.com.do/2011/07/silicio-com-do-todo-lo-que-necesitas-
saber-sobre-tecnologia-en-rd/
 http://atomos3veritas.wikispaces.com/Si+-+Silicio
 http://aquiyahorablog.wordpress.com/2010/09/12/nitruro-de-galio/
 http://rightnowplus.org/EC/es/3883/1/web/n/tecnologia/el-nitruro-de-galio-
en-la-iluminacion/
 http://elementos.org.es/galio
 http://www.lenntech.es/periodica/elementos/ge.htm
 http://www.acienciasgalilei.com/qui/elementos/ge.htm