El documento describe las propiedades y aplicaciones del silicio, germanio y galio. El silicio es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre y se utiliza ampliamente en la electrónica. El germanio es un semiconductor que se usa en transistores y detectores infrarrojos. El galio es un metal blando que se funde cerca de la temperatura ambiente y tiene aplicaciones en semiconductores, termómetros y paneles solares.

1. Características, Propiedades y
Aplicaciones
Silicio, Germanio y Galio
Alumno Jefferson Lima R.
Carrera: Ingeniería de Sistemas

2. Silicio
• El silicio es un elemento químico metaloide, número atómico 14 y situado en el
grupo 4 de la tabla periódica de los elementos formando parte de la familia de los
carbono ideos de símbolo Si. Es el segundo elemento más abundante en la corteza
terrestre (27,7% en peso) después del oxígeno. 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.
• El silicio, a diferencia del carbono, no existe libre en la naturaleza. Como dióxido se
encuentra en varias formas de cuarzo: Cristal de roca, Amatista, Cuarzo ahumado,
Cuarzo rosa, y cuarzo lechoso. La arena es en gran parte dióxido de silicio (sílice). El
ópalo es una variedad hidratada de cuarzo. La mayoría de las rocas corrientes,
salvo calizas o dolomitas, contiene silicio.

3. PROPIEDADES:
Propiedades atómicas
• Masa atómica 28,0855 u
• Radio medio† 110 pm
• Radio atómico calculado 111 pm
• Radio covalente 111 pm
• Radio de Van der Wells 210 pm
• Configuración electrónica [Ne]3s2 3p2
• Estado de oxidación (óxido) 4 (anfótero)
• Estructura cristalina cúbica centrada en las caras
Propiedades físicas
• Estado de la materia sólido (no magnético)
• Punto de fusión 1687 K (1414 °C)
• Punto de ebullición 3173 K (2900 °C)
• Entalpía de vaporización 384,22 kJ/mol
• Entalpía de fusión 50,55 kJ/mol
• Presión de vapor 4,77 Pa a 1683 K
• Velocidad del sonido __ m/s a __ K

4. APLICACIONES
Se utiliza en aleaciones, en la preparación de las siliconas, en la industria de la
cerámica técnica y, debido a que es un material semiconductor muy abundante, tiene un
interés especial en la industria electrónica y microelectrónica como material básico para la
creación de obleas o chips que se pueden implantar en transistores, pilas solares y una
gran variedad de circuitos electrónicos. El silicio es un elemento vital en numerosas
industrias. El dióxido de silicio (arena y arcilla) es un importante constituyente del
hormigón y los ladrillos, y se emplea en la producción de cemento portland. Por sus
propiedades semiconductoras se usa en la fabricación de transistores, células solares y
todo tipo de dispositivos semiconductores; por esta razón se conoce como Silicon Valley
(Valle del Silicio) a la región de California en la que concentran numerosas empresas del
sector de la electrónica y la informática. Otros importantes usos del silicio son:
 Como material refractario, se usa en cerámicas, vidriados y esmaltados.
 Como elemento fertilizante en forma de mineral primario rico en silicio, para la
agricultura.
 Como elemento de aleación en fundiciones.
 Fabricación de vidrio para ventanas y aislantes.
 El carburo de silicio es uno de los abrasivos más importantes.
 Se usa en láseres para obtener una luz con una longitud de onda de 456 nm.
 La silicona se usa en medicina en implantes de seno y lentes de contacto.

5. Germanio
• 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.
• Forma gran número de compuestos órgano metálicos y es un importante material
semiconductor utilizado en transistores y foto detectores. 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.
Símbolo
atómico

6. PROPIEDADES

7. APLICACIONES
• Las propiedades del germanio son tales que este elemento tiene varias aplicaciones importantes,
especialmente en la industria de los semiconductores. 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 en algunos diodos emisores de luz. 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 granates
sintéticos con propiedades magnéticas pueden tener aplicaciones en los dispositivos de microondas para
alto poder y memoria de burbuja magnética; los aditivos de germanio incrementa los amper-horas
disponibles en acumuladores.
• 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).

8. Galio
• 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
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 subenfriarse 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.
Símbolo
atómico
Visto al
microcoscopio

9. PROPIEDADES

10. APLICACIONES
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 azul 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.

11. Bibliografía
• http://es.wikipedia.org/wiki/Silicio
• http://portalweb.sgm.gob.mx/economia/es/analisis/elementos/588-analisis-por-elemento-silicio-.html
• http://portalweb.sgm.gob.mx/economia/es/analisis/elementos/606-analisis-por-elemento-germanio-
.html
• http://portalweb.sgm.gob.mx/economia/es/analisis/elementos/605-analisis-por-elemento-galio.html