Este documento proporciona información sobre cuatro elementos: silicio, germanio, galio y silicio. Describe sus símbolos, números atómicos, configuraciones electrónicas, colores, métodos de obtención, usos y aplicaciones. El silicio es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre y se utiliza ampliamente en la electrónica, mientras que el germanio, galio y silicio son semimetales con usos como semiconductores.

1. SOLIDOS CRISTALINOS
Física Electrónica
José Luis Chambi Poma
Ingeniería de Sistemas
Sede – Tacna
2014

2. SILICIO
Símbolo: Si
Número atómico: 14
Período: 3
Bloque: p (elemento representativo).
Configuración electrónica: [Ne] 3s2 3p2
Color: Gris con brillo metálico. (Pero es un semimetal).
No se encuentra en estado elemental, pero constituye un 25,7 %
de la corteza terrestre, en forma de arena, cuarzo, cristal de roca,
sílex, ágata y silicatos minerales y en el carbón.
Es el segundo elemento más abundante después del O.
Descubridor: Jöns Jacob Berzelius.
Lugar de descubrimiento: Suecia.
Año de descubrimiento: 1824.
Origen del nombre: El nombre "silicio" deriva del latín "silex"
(pedernal). Este nombre proviene de que los compuestos de silicio
eran de gran importancia en la prehistoria: las herramientas y las
armas, hechas de pedernal, una de las variedades del dióxido de
silicio, fueron los primeros utensilios del hombre.

3. Métodos de obtención del Silicio
Mediante aluminotermia a partir de la
sílice (SiO2), óxido de silicio, y tratando
el producto con ácido clorhídrico en el
cual el silicio es insoluble.
Reducción de sílice con carbono o
carburo de calcio en un horno eléctrico
con electrodos de carbono.
Reducción de tetracloruro de silicio
(SiCl4) con hidrógeno (para obtenerlo de
forma muy pura).
El silicio hiperpuro se obtiene por
reducción térmica de triclorosilano,
HSiCl3, ultrapuro en atmósfera de
hidrógeno y posterior fusión por zonas a
vacío.

4. Usos y aplicaciones del Silicio
Utilizado para producir chips para ordenadores.
Las células fotovoltaicas para conversión directa de energía solar en eléctrica
utilizan obleas cortadas de cristales simples de silicio de grado electrónico.
El silicio hiperpuro puede doparse con boro, galio, fósforo o arsénico,
aumentando su conductividad; se emplea para la fabricación de transistores,
rectificadores y otros dispositivos de estado sólido ampliamente empleados en
electrónica.
Se utiliza como integrante de aleaciones para dar mayor resistencia a aluminio,
magnesio, cobre y otros metales.
La arena y arcilla (silicatos) se usan para fabricar ladrillos y hormigón; son un
material refractario que permite trabajar a altas temperaturas.
Al acidificar el ortosilicato de silicio se obtiene un precipitado gelatinoso de sílice
(sílica gel) que se emplea como agente desecante, soporte para catalizadores,
cromatografía y aislante térmico.
La sílice (arena) es el principal ingrediente del vidrio, uno de los materiales más
baratos con excelentes propiedades mecánicas, ópticas, térmicas y eléctricas.
Las siliconas son derivados poliméricos del silicio. Se utilizan para juguetes,
lubricantes, películas impermeables, implantes para cirugía estética, ...
El carburo de silicio se utiliza como abrasivo importante, para componentes
refractarios.

5. GERMANIO
Símbolo: Ge
Número atómico: 32
Período: 4
Bloque: p (elemento representativo).
Configuración electrónica: [Ar] 3d10 4s2 4p2
Color: Grisáceo
Propiedades de semimetal.
Constituye solo 1,8 ppm de la corteza terrestre. Esta presente en
cantidad de trazas en una variedad de minerales (por ejemplo, menas de
Zinc) y en el carbón.
Descubridor: Clemens Winkler.
Lugar de descubrimiento: Alemania.
Año de descubrimiento: 1886.
Origen del nombre: De la palabra latina "Germania", que significaba
"Alemania".

6. Método de obtención del Germanio
Se obtiene como subproducto en los procesos de obtención de cobre, zinc y en
las cenizas de ciertos carbones. Para la purificación ulterior se utiliza el proceso
llamado fusión por zonas.
Usos y aplicaciones del Germanio
Se utiliza como semiconductor.
El germanio dopado con arsénico, galio, u otros elementos se utiliza como
transistor.
Por ser transparente a la radiación infrarroja se emplea en forma de
monocristales en espectroscopios infrarrojos (lentes, prismas y ventanas) y otros
aparatos ópticos entre los que se encuentran detectores infrarrojos
extremadamente sensibles.
El óxido de germanio se aplica en lentes gran angular de cámaras y en
objetivos de microscopio.
El germanio se utiliza como detector de la radiación gamma.
Los compuestos organogermánicos se están utilizando en quimioterapia, pues
tienen poca toxicidad para los mamíferos y son eficaces contra ciertas bacterias.

7. GalIO
Símbolo: Ga
Número atómico: 31
Bloque: p (elemento representativo).
Configuración electrónica: [Ar]3d10 4s2 4p1
Color: Grisáceo
Propiedades de semimetal.
Período: 4
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.
Descubridor: Lecoq de Boisbaudran
Año de descubrimiento: 1875.
Origen del nombre: El galio (del latín Gallia, Francia),

8. Método de obtención del Galio
Se obtiene como subproducto en la obtención de zinc y de aluminio
Usos y aplicaciones del Galio
•Se emplea en el dopado de semiconductores y en la fabricación de dispositivos de
estado sólido como: transistores, diodos, células solares, etc.
•El 72Ga se emplea en el diagnóstico y terapia de tumores óseos.
•Se utiliza en aleaciones con bajo punto de fusión.
•El arseniuro de galio se usa para convertir la electricidad en luz coherente (láser).
•Con hierro, litio, magnesio, itrio y gadolinio forma materiales magnéticos.
•El galato de magnesio, con impurezas de iones divalentes, se utiliza en la pólvora de
fósforos activados con luz ultravioleta.
•El galio se utiliza para la detección de neutrinos solares.

9. Bibliografía:
…….Química Inorgánica
www.quimicaweb.net
www.wikipedia.org

10. Bibliografía:
…….Química Inorgánica
www.quimicaweb.net
www.wikipedia.org