El documento describe las propiedades cristalinas y aplicaciones del silicio, germanio y galio. El silicio cristaliza en una estructura de diamante con enlaces covalentes entre átomos. Se usa ampliamente en electrónica como semiconductor. El germanio también es un semiconductor con una pequeña banda prohibida que lo hace útil para detectar infrarrojos. El galio es un metal blando que se funde cerca de la temperatura ambiente y se usa en termómetros y electrónica.

1. SÓLIDOS CRISTALINOS
SILICIO – GERMANIO y GALIO
JOSE MIGUEL ESCOBEDO DELGADO

2. SILICIO
• ESTRUCTURA CRISTALINA
• 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.
• El silicio cristaliza con el mismo patrón que el diamante, en una estructura que Ashcroft y
Mermin llaman celosías primitivas, "dos cubos inter penetrados de cara centrada". Las líneas
entre los átomos de silicio en la ilustración de la red, indican los enlaces con los vecinos más
próximos. El lado del cubo de silicio es 0,543 nm.

3. PROPIEDADES:
• El silicio 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 silicio, son semiconductores.
• El estado del silicio en su forma natural es sólido (no magnético). El silicio es
un elemento químico de aspecto gris oscuro azulado y pertenece al grupo de
los metaloides. El número atómico del silicio es 14. El símbolo químico del
silicio es Si. El punto de fusión del silicio es de 16,7 K o de 1413,85 C. El
punto de ebullición del silicio es de 31,3 K o de 2899,85 C.

4. APLICACIONES:
• El dióxido de silicio y el 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. Es muy importante en la industria eléctrica. Se utilizan en
las computadoras, los transistores, células solares, pantallas LCD y otros dispositivos
semiconductores
• La silicona, un polímero derivado del silicio, se utiliza en aceites y ceras, implantes mamarios,
lentes de contacto, explosivos y pirotecnia (fuegos artificiales)
• Los silicatos se puede utilizar para hacer tanto cerámica y como esmalte.
• La arena, que contiene silicio, es un componente muy importante del vidrio.

5. GERMANIO
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.
• 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.

6. • 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, son
semiconductores.
 La configuración electrónica del germanio es [Ar]3d10 4s2 4p2. 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 estado del germanio en su forma natural es sólido. El número atómico
del germanio es 32.

7. APLICACIONES:
• El germanio se utiliza como material semiconductor. Se usa generalmente, junto al silicio, en
los circuitos integrados de alta velocidad para mejorar su rendimiento. También se utiliza en las
lámparas fluorescentes y algunos diodos LED.
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. El
germanio se utiliza en el control de los aeropuertos para detectar las fuentes de radiación.
Ayuda al sistema inmunológico de pacientes con cáncer. Actualmente el germanio está
considerado como un peligro potencial para la salud cuando se utiliza como suplemento
nutricional.
En joyería se usa la aleación Au con 12% de germanio.

8. GALIO
ESTRUCTURA CRISTALINA
• Estructura cristalina: ortorrómbica centrada en las bases
• Dimensiones de la celda unidad / pm: a=451.86, b=765.70, c=452.58
• Grupo espacial: Cmca

9. • PROPIEDADES:
 Estructura cristalina: ortorrómbica centrada en las bases.
 Es un metal blando. Es grisáceo en estado líquido. Es plateado brillante al
solidificar.
 Es un sólido deleznable (se rompe o deshace fácilmente) a bajas temperaturas.
 Funde a temperaturas cercanas a la temperatura ambiente (como el cesio,
mercurio y rubidio) e incluso cuando lo cogemos con la mano, debido a 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.
 La presión de vapor es baja incluso a altas temperaturas.
 El metal se expande un 3,1% al solidificar. Flota en los líquidos.

10. APLICACIONES:
• Debido a su bajo punto de fusión y al alto punto de ebullición del metal, es idóneo como líquido
termométrico en termómetros de alta temperatura.
• El GaAs tiene una amplia aplicación en la industria de las telecomunicaciones. Se utiliza es la
construcción de circuitos impresos (integrados) y dispositivos optoelectrónicos (como diodos
láser y LED) en teléfonos celulares y móviles.
• Suministro de energía, mediante los paneles solares con células fotovoltaicas de los satélites.
• 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, puesto
que se acumula en los tejidos que sufren dichas patologías. La exposición a la radiación es
inferior a la de otros procedimientos como los rayos X o TAC.
• El nitrato del galio se ha empleado para tratar la artritis.

11. Fuentes de Información
• http://cienciasdejoseleg.blogspot.com/2012/02/silicio-segun-el-
modelo-de-bohr.html
• http://cienciasdejoseleg.blogspot.com/2012/03/germanio-segun-
el-modelo-de-bohr.html
• http://cienciasdejoseleg.blogspot.com/2012/03/galio-segun-el-
modelo-de-bohr.html