Solidos Cristalizados: Silicio Germanio Galio

1. Etimológicamente proviene,
del término latino silicium
que a su vez emana de otra
palabra: sílex, que es una
piedra que se identifica por
su gran dureza y que
químicamente se define por
la siguiente composición:
SIO2.
Se conoce como silicio al
elemento químico al cual,
según los expertos, le
corresponde el número
atómico 14. Se trata de uno
de los elementos más
abundantes de la corteza
de la Tierra, sólo superado
por el oxígeno.
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.
CARACTERÍSTICAS GENERALES
Nombre: Silicio Símbolo: Si
Número atómico: 14 Masa atómica (uma): 28,0855
Período: 3
Grupo: IVA
(carbonoideos)
Bloque: p (representativo) Valencias: +2, +4, -4
PROPIEDADES PERIÓDICAS
Configuración electrónica: [Ne] 3s2
3p2
Radio atómico (Å): 1,32
Radio iónico (Å): 0,41 (+4) Radio covalente (Å): 1,11
Energía de ionización (kJ/mol): 786 Electronegatividad: 1,90
Afinidad electrónica (kJ/mol): 134
PROPIEDADES FÍSICAS
Densidad (g/cm3
): 2,33 Color: gris con brillo metálico
Punto de fusión (ºC): 1414 Punto de ebullición (ºC): 2680
Volumen atómico (cm3
/mol): 12,06
Aplicaciones
•Utilizado para producir chips para ordenadores.
•Las células fotovoltaicas para conversión directa de energía solar en eléctrica
•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.
•El metasilicato de sodio, Na2SiO3, es una sal empleada en detergentes para
tamponar e impedir que la suciedad entre en el tejido: los iones metasilicatos,
SiO3-2,se unen a las partículas de suciedad, dándoles carga negativa, lo que
impide que se agreguen y formen partículas insolubles.
•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.
Bibliografia
www.quimicaweb.net/tablaperiodica/paginas/silicio.htm
www.lenntech.es
M Olmo R Nave

2. Etimológicamente proviene,
de la palabra latina
"Germania", que significaba
"Alemania".
El germanio era un
elemento cuya existencia
había sido predicha por
Mendeleiev en 1871. Predijo
que este elemento debería
tener propiedades análogas
al silicio y le llamó eka-
silicio. Sus predicciones
estaban extremadamente
próximas a la realidad. Fue
obtenido por Winkler del
mineral argirodita.
Germanio
Estructura Cristalina del Germanio
La estructura cristalina es de forma sólida, en la que los constituyentes,
átomos, moléculas, oíones están empaquetados de manera ordenada y con
patrones de repetición que se extienden en las tres dimensiones del espacio.
El germanio es divalente o tetravalente. Los compuestos divalentes (óxido,
sulfuro y los halogenuros) se oxidan o reducen con facilidad. Los compuestos
tetravalentes son más estables. Los compuestos organogermánicos son
numerosos y, en este aspecto, el germanio se parece al silicio.
Métodos de obtención
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.
Aplicaciones
•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.
CARACTERÍSTICAS GENERALES
Nombre: Germanio Símbolo: Ge
Número atómico: 32 Masa atómica (uma): 72,61
Período: 4
Grupo: IVA
(carbonoideos)
Bloque: p (representativo) Valencias: +2, +4,
PROPIEDADES PERIÓDICAS
Configuración electrónica: [Ar] 3d10
4s2
4p2
Radio atómico (Å): 1,25
Radio iónico (Å): 0,53 (+4), 0,93
(+2)
Radio covalente (Å): 1,22
Energía de ionización (kJ/mol): 784 Electronegatividad: 2,01
Afinidad electrónica (kJ/mol): 116
PROPIEDADES FÍSICAS
Densidad (g/cm3
): 5,323 Color: Grisáceo
Punto de fusión (ºC): 938 Punto de ebullición (ºC): 2830
Volumen atómico (cm3
/mol): 13,64
Bibliografia
www.quimicaweb.net/tablaperiodica/paginas/germanio.htm
elementos.org.es/germanio
www.ojocientifico.com

3. Etimológicamente proviene,
de la palabra latina "Gallia"
que significaba "Francia" o
quizás en honor de su
apellido, pues Lecoq
significa "gallo" y la palabra
latina correspondiente es
"gallus".
Estructura Cristalina del
Germanio
Su estructura cristalina es
Ortorrómbica
El sistema cristalino
ortorrómbico, es uno de los
siete sistemas cristalinos
existentes en cristalografía.
Muchos minerales cristalizan
en este tipo de red, como
por ejemplo el olivino o el
topacio, su color es el
blanco con brillo plateado.
Galio
Obtención
El galio fue un elemento cuya existencia había predicho con anterioridad
Mendeleiev, en 1871. Predijo que este desconocido elemento debería ser
similar al aluminio en sus propiedades y, por tanto, sugirió el nombre de eka-
aluminio. Su predicción sobre las propiedades del galio eran muy cercanas a la
realidad. El galio fue descubierto espectroscópicamente por Lecoq de
Boisbaudran en 1875, en ese mismo año lo obtuvo mediante electrólisis de una
disolución de hidróxido de galio en potasa.
Se obtiene como subproducto en la obtención de zinc y de aluminio.
Aplicaciones
•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.
CARACTERÍSTICAS GENERALES
Nombre: Galio Símbolo: Ga
Número atómico: 31 M. atómica (uma): 69,723
Período: 4
Grupo: IIIA
(térreo)
Bloque: p
(representativo)
Valencias: +1, +3
PROPIEDADES PERIÓDICAS
Configuración electrónica: [Ar] 3d10
4s2
4p1 Radio atómico (Å): 1,30
Radio iónico (Å): 1,13 (+1), 0,62
(+3)
Radio covalente (Å): 1,26
Energía de ionización (kJ/mol): 578 Electronegatividad: 1,81
Afinidad electrónica (kJ/mol): 29
PROPIEDADES FÍSICAS
Densidad (g/cm3
): 5,904
Color: Plateado-
blanco
Punto de fusión (ºC): 30 P. de ebullición (ºC): 2204
Volumen atómico (cm3
/mol): 11,81
Bibliografia
www.quimicaweb.net/tablaperiodica/paginas/galio.htm
www.uam.es/docencia/elementos/spV21/sinmarcos/elementos/ga.html