El documento describe las estructuras cristalinas, propiedades y aplicaciones del silicio, germanio y galio. El silicio forma una celosía de átomos y se usa en chips y células solares. El germanio tiene propiedades entre el silicio y el estaño y se usa en lentes infrarrojas y sustratos para diodos emisores de luz. El galio es químicamente similar al aluminio y se usa como semiconductor en dispositivos como rectificadores y diodos láser.
SÓLIDOS CRISTALINOS
Investiga en el Internet sobre los siguientes elementos, describe su estructura cristalina, propiedades y aplicaciones:
a) Silicio
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. 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.
ESTRUCTURA CRISTALINA DEL SILICIO
La ilustración de arriba muestra la disposición de los átomos de silicio en una célula unitaria, con números que indican la altura del átomo por encima de la base del cubo, como una fracción de la dimensión de la celda.
El silicio cristaliza con el mismo patrón que el diamante, en una estructura que Ashcroft y Mermin llaman celosías primitivas, "dos cubos interpenetrados 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. El germanio tiene la misma estructura del diamante, con una dimensión de celda de 0,566 nm.
PROPIEDADES DEL SILICIO
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 elmento 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 1687 grados Kelvin o de 1414,85 grados celsius o grados centígrados. El punto de ebullición del silicio es de 3173 grados Kelvin o de 2900,85 grados celsius o grados centígrados.
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 el Valle del Silicio a la región de California en
SÓLIDOS CRISTALINOS
Investiga en el Internet sobre los siguientes elementos, describe su estructura cristalina, propiedades y aplicaciones:
a) Silicio
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. 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.
ESTRUCTURA CRISTALINA DEL SILICIO
La ilustración de arriba muestra la disposición de los átomos de silicio en una célula unitaria, con números que indican la altura del átomo por encima de la base del cubo, como una fracción de la dimensión de la celda.
El silicio cristaliza con el mismo patrón que el diamante, en una estructura que Ashcroft y Mermin llaman celosías primitivas, "dos cubos interpenetrados 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. El germanio tiene la misma estructura del diamante, con una dimensión de celda de 0,566 nm.
PROPIEDADES DEL SILICIO
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 elmento 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 1687 grados Kelvin o de 1414,85 grados celsius o grados centígrados. El punto de ebullición del silicio es de 3173 grados Kelvin o de 2900,85 grados celsius o grados centígrados.
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 el Valle del Silicio a la región de California en
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2. SILICIO: ESTRUCTURA Y PROPIEDADES
Es un metaloide con marcado lustre metálico y sumamente frágil.
Por lo regular, es
tetravalente en sus
compuestos, aunque
algunas veces es divalente,
y es netamente
electropositivo en su
comportamiento químico.
3. SILICIO: ESTRUCTURA Y PROPIEDADES
Estructura cristalina compuesta por átomos
de silicio (Si) formando una celosía.
El silicio natural contiene 92.2% del isótopo de masa número 28, 4.7% de silicio-29
y 3.1% de silicio-30.
4. SILICIO: APLICACIONES
Los chips de silicio se emplean en circuitos integrados.
Las células fotovoltaicas para la conversión directa de
energía solar en eléctrica utilizan obleas cortadas de
cristales simples de silicio de grado electrónico.
5. GERMANIO: ESTRUCTURA Y PROPIEDADES
Elemento
químico,
metálico,
gris
plata, quebradizo, símbolo Ge, número
atómico 32, peso atómico 72.59, punto de
fusión 937.4ºC (1719ºF) y punto de
ebullición
2830ºC
(5130ºF),
con
propiedades entre el silicio y estaño.
6. Se emplean lentes y filtros de
germanio en aparatos que operan
en la región infrarroja del espectro.
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.
7. GALIO: ESTRUCTURA Y PROPIEDADES
Elemento químico, símbolo Ga, número atómico 31 y
peso atómico 69.72. lo descubrió Lecoq de
Boisbaudran en Francia en 1875. El galio sólido parece
gris azulado cuando se expone a la atmósfera.
El galio es semejante
químicamente
al
aluminio.
Es
anfótero, pero poco más
ácido que el aluminio.
8. GALIO: APLICACIONES
El galio ha dado excelentes resultados como
semiconductor
para
uso
en
rectificadores, transistores, fotoconductores, fuen
tes de luz, diodos láser o máser y aparatos de
refrigeración.