2. SILICIO
El silicio es un elemento de la tabla periódica del grupo del carbono, es muy abundante en la
naturaleza al estar presente en la mayor parte de las rocas. Es un metaloide semiconductor,
que se presenta en dos formas, una amorfa como polvo pardusco y otra cristalina en
octaedros de color azul grisaseo y brillo metálico.
Al igual que el carbono pero no con tanta extensión el silicio forma muchos compuestos
usando básicamente el grado de oxidación 4, estos compuestos se conocen como siliconas.
En estado cristalino es muy duro y casi nada soluble en agua.
3. USO
El silicio es uno de los elementos que más aplicaciones tiene, su óxido conocido
como cuarzo (bastante abundante en las rocas) es transparente, sumamente
duro, muy poco reactivo, bastante piezo-eléctrico, con alto punto de fusión y tiene
un coeficiente de dilatación con la temperatura muy bajo por lo que es muy útil
para sustituir el vidrio en aplicaciones donde este no resiste las condiciones,
ampolletas de luces de halógenos, termómetros de altas temperaturas, recipientes
para ensayos de laboratorio etc. Su efecto piezo- eléctrico se usa para sensores
de presión de condiciones extremas, y para "cristales de frecuencia" de relojes y
electrónica en general.
Grandes cantidades de sílice (forma impura del cuarzo) se usan para fabricar el
vidrio.
Toda la industria de cerámicas se basa en la formación de distintos silicatos
(coloreados o no) que dan al silicio una enorme cantidad de aplicaciones,
porcelana, peltre, cerámica roja etc.
Se fabrican grandes cantidades de silicato de sodio, (vidrio soluble) para múltiples
aplicaciones en las que sirve como aglutinante o base para la formación de otros
silicatos, aparte de su uso como limpiador directamente.
4. GERMANIO
Las propiedades del germanio (del latín Germania, Alemania) fueron
predichas en 1871 por Mendeleyev en función de su posición en la tabla
periódica, elemento al que llamó eka-silicio. El alemán Clemens Winkler
demostró en 1886 la existencia de este elemento, descubrimiento que sirvió
para confirmar la validez de la tabla periódica, habida cuenta con las
similitudes entre las propiedades predichas y las observadas:Las
propiedades del germanio (del latín Germania, Alemania) fueron predichas en
1871 por Mendeleyev en función de su posición en la tabla periódica,
elemento al que llamó eka-silicio. El alemán Clemens Winkler demostró en
1886 la existencia de este elemento, descubrimiento que sirvió para
confirmar la validez de la tabla periódica, habida cuenta con las similitudes
entre las propiedades predichas y las observadas:
5. Propiedad Ekasilicio Germanio
(Predichas, 1871) (Observadas, 1886)
Masa atómica 72 72,59
Densidad (g/cm3) 5,5 5,35
Calor específico (kJ/kg·K) 0,31 0,32
Punto de fusión (°C) alto 960
Fórmula del óxido RO2 GeO2
Fórmula del cloruro RCl4 GeCl4
Densidad del óxido (g/cm3) 4,7 4,7
Punto de ebullición del cloruro (°C) 100 86
Color gris gris
6. ABUNDANCIA Y OBTENCIÓN
- Los únicos minerales rentables para la extracción del germanio son la germanita (69%
de Ge) y ranierita (7-8% de Ge) además está presente en el carbón, la argirodita y
otros minerales.
- La mayor cantidad, en forma de óxido (GeO2), se obtiene como subproducto de la
obtención del zinc o de procesos de combustión de carbón (en Rusia y China se
encuentra el proceso en desarrollo).
- Con pureza del 99,99%, para usos electrónicos se obtiene por refino mediante fusión
por zonas resultando cristales de 25 a 35 mm usados en transistores y diodos; con
esta técnica las impurezas se pueden reducir hasta 0,0001 ppm.
- El desarrollo de los transistores de germanio abrió la puerta a numerosas aplicaciones
electrónicas que hoy son cotidianas. Entre 1950 y a principios de los 70, la electrónica
constituyó el grueso de la creciente demanda de germanio hasta que empezó a
sustituirse por el silicio por sus superiores propiedades eléctricas.
- En el futuro es posible que se extiendan las aplicaciones electrónicas de las
aleaciones silicio-germanio en sustitución del arseniuro de galio especialmente en las
telecomunicaciones sin cable.
7. ABUNDANCIA Y OBTENCIÓN
Se hallan trazas del metal en minerales como la bauxita, carbón, diasporo, germanita y
esfalerita y es subproducto en los procesos de obtención de varios metales.
8. GALIO
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 punto 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 sub enfriarse 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.
9. ISÓTOPOS
En medicina nuclear se emplea el galio como elemento trazador (escáner de galio) para el
diagnóstico de enfermedades inflamatorias o infecciosas activas, tumores y abscesos ya que se
acumula en los tejidos que sufren dichas patologías. El isótopo Ga-67 se inyecta en el torrente
sanguíneo a través de una vena del brazo en la forma de citrato de galio realizándose el
escáner 2 o tres días después para dar tiempo a que éste se acumule en los tejidos afectados.
Posteriormente se elimina principalmente en la orina y las heces. La exposición a la radiación
es inferior a la de otros procedimientos como los rayos X o TAC.
PRECAUCIONES
Debido a la expansión al solidificar el líquido no debe almacenarse en recipientes rígidos
(metálicos o de vidrio) ni llenarse el recipiente totalmente con galio líquido.
