Este documento describe las propiedades y aplicaciones de varios elementos semiconductores como el silicio, germanio y galio. Explica que el silicio tiene una estructura cristalina covalente y se usa ampliamente en electrónica. También describe las propiedades del germanio y su uso en fibra óptica e instrumentos de visión nocturna. Finalmente, señala que el galio es un metal blando a temperatura ambiente y se emplea en circuitos integrados y LEDs.

1. SÓLIDOS CRISTALINOS
CURSO: FISICA ELECTRONICA
ALUMNO: JORGE TEJADA MORE
CARRERA: INGENIERIA DE SISTEMAS

2. SILICIO
El silicio es un elemento
químico no metálico situado
en el grupo 14 de la tabla
periódica de los elementos
formando parte de la familia
de los carbono ideos. Es el
segundo elemento más
abundante en la corteza
terrestre(27,7% en peso)
después del oxígeno.

3. Estructura Cristalina del Silicio
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.

4. Estructura Cristalina del Silicio
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.

5. PROPIEDADES DEL SILICIO
Nombre :Silicio
Número atómico : 14
Valencia : 4
Estado de oxidación : +4
Electronegatividad : 1,8
Radio covalente :(Å) : 1,11
Radio iónico :(Å): 0,41
Radio atómico :(Å): 1,32
Configuración electrónica :
[Ne]3s23p2
Primer potencial de ionización :(eV) :
8,15
Masa atómica (g/mol) : 28,086
Densidad :(g/ml) : 2,33
Punto de ebullición . (ºC)2680
Punto de fusión : (ºC) 1410
Descubridor :Jons Berzelius en 1823

6. APLICACIONES
DEL SILICIO
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.
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. En fabricación de vidrio
para ventanas y aislantes. El carburo de
silicio es uno de los abrasivos más
importantes.

7. 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.
Es un metaloide sólido duro,
cristalino, de color blanco
grisáceo lustroso, quebradizo,
que conserva el brillo a
temperaturas ordinarias.

8. Estructura Cristalina del Germanio
Presenta la misma
estructura cristalina
que el diamante y
resiste a los ácidos y
álcalis.
Forma gran número de
compuestos
organometálicos y es
un importante material
semiconductor utilizado
en transistores y
fotodetectores.
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.

9. PROPIEDADES DEL GERMANIO
Nombre : Germanio
Número atómico : 32
Valencia : 4
Estado de oxidación: +2 +4
Electronegatividad : 2,01
Radio covalente (Å) : 122
Radio atómico (Å) : 122.5
Configuración electrónica : [Ar]
3d10 4s2 4p2
Primer potencial de ionización (KJ
mol) : 762.18
Masa atómica (g/mol) : 72,64 u
Densidad (g/ cm3) : 5,35
Punto de ebullición (º C) : 3093
Punto de fusión (ºC) : 960
Descubridor : Alexander Winkler en
1866

10. APLICACIONES
DEL GERMANIO
Fibra óptica.
Electrónica: radares y amplificadores
de guitarras eléctricas; aleaciones
SiGe en circuitos integrados de alta
velocidad.
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).

11. APLICACIONES
DEL GERMANIO
El germanio es empleado en:
electrónica,
radares, 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). Se emplea también en 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.

12. GALIO
El germanio es un elemento El galio es un
elemento químico de la tabla periódica de
número atómico 31 y símbolo G
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 de la ambiente. 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 condicione 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.
a

13. Estructura Cristalina del 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 de la ambiente (como
cesio, mercurio y rubidio)
e incluso cuando se lo
agarra con 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.

14. PROPIEDADES DEL GALIO
Nombre : Galio Ga
Número atómico : 31
Valencia : 3
Estado de oxidación : + 3
Electronegatividad : 1,81 (Pauling)
Radio covalente (Å) : 126 pm
Radio atómico (Å) : 136 pm
Configuración electrónica : [Ar] 3d10
4s2 4p1
Primer potencial de ionización (KJ
mol) : 6,02
Masa atómica (g/mol) : 69,72
Densidad (Kg/ cm3) : 5904
Punto de ebullición (ºC) : 2237
Punto de fusión ºC) : 29,8
Descubridor: Lecoq de Boisbaudran
en 1875

15. 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. Se emplea para dopar
materiales semiconductores y construir dispositivos
diversos como transistores. 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. Se ha
descubierto recientemente que aleaciones galio-
aluminio en contacto con agua produce una reacción
química dando como resultado hidrógeno. Este
método para la obtención de hidrógeno no es
rentable, ni ecológico, ya que requiere la doble
fundición del aluminio, con el consiguiente gasto
energético. También se ha descubierto más
recientemente que una aleación de galio-
antimonio sumergida en agua y en la cual incide la
luz solar provoca la separación de las moléculas de
agua en hidrógeno y oxígeno. Gracias al uso
potencial de esta aleación no será necesario el uso
de combustibles fósiles para generar hidrógeno a
partir del agua, reduciendo con ello las emisiones de
CO2.

16. FUENTES
• http://es.wikipedia.org/wiki/Cristal
• http://www.ing.unlp.edu.ar/quimica/documentos/tipos.ht
m
• http://www.periodni.com/es/ga.html
• http://www.monografias.com/trabajos52/tabla-
periodica/tabla-periodica3.shtml
• http://elementos.org.es/silicio
• http://elementos.org.es/germanio
• http://es.wikipedia.org/wiki/Silicio
• http://www.periodni.com/es/ga.html
• http://solete.nichese.com/silicio.html