El documento describe las propiedades y aplicaciones de tres metaloides: el silicio, el germanio y el galio. El silicio es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre y cristaliza con una estructura de diamante. Se usa en cerámicas, vidrio, semiconductores y láseres. El germanio también cristaliza con una estructura de diamante y se utiliza en electrónica, óptica infrarroja y aleaciones. El galio es un metal blando que se funde a temperatura ambiente; se usa en

1. Carlos Fuentes Loaiza

2. Silicio
• El Silicio está presente en el
organismo en muy pequeñas
cantidades. Su símbolo es Si y su
número atómico 14. Es el
segundo elemento más
importante de la corteza
terrestre (27,7% en peso)
después del oxígeno.
Carlos Fuentes Loaiza

3. Estructura Cristalina
• 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.
Carlos Fuentes Loaiza

4. Aplicaciones del Silicio
• 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.
Carlos Fuentes Loaiza

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
organometálicos y es un importante
material semiconductor utilizado en
transistores y fotodetectores. 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.
Carlos Fuentes Loaiza

6. Estructura Cristalina
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. El interés en los compuestos
organogermánicos se centra en su acción
biológica. El germanio y sus derivados
parecen tener una toxicidad menor en los
mamíferos que los compuestos de estaño o
plomo.
Carlos Fuentes Loaiza

7. Aplicaciones del Germanio
• 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.
Carlos Fuentes Loaiza

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 puntos 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.
Carlos Fuentes Loaiza

9. Estructura Cristalina
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
Carlos Fuentes Loaiza

10. Aplicaciones del Galio
• Semiconductores
• Galato de magnesio, que contiene
impurezas, está comenzando a ser
utilizado en polvo de fósforo
ultravioleta-activado.
• Nitrato de galio se ha usado como
un producto farmacéutico por vía
intravenosa para tratar la
hipercalcemia asociada con la
metástasis del tumor a los huesos.
Se cree galio para interferir con la
función de los osteoclastos.
Carlos Fuentes Loaiza