Este documento contiene información sobre la estructura cristalina y propiedades del silicio, germanio y galio. Describe que el silicio y germanio cristalizan con una estructura de diamante, mientras que el galio cristaliza en una estructura ortorrómbica. También proporciona detalles sobre el punto de fusión, densidad y aplicaciones principales de cada elemento como semiconductores y aleaciones.

1. FÍSICA ELECTRÓNICA
Teacher: Kelly
Condori Zamora
SOLIDOS CRISTALINOS
ALUMNO: SERGIO
REYES OTINIANO
CARRERA :
ING DE SISTEMAS E INFORMATIA

2. 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 mas
próximos. El lado del cubo de Silicio es
0,543nm. El germanio tiene la misma
estructura del diamante, con una dimensión
de celda de 0,566nm.
La ilustración de arriba muestra la disposion
de los atomos de silicio en una célula unitaria,
con números que indican la altura del átomo
por en cima de la base del cubo, como una
fracción de la dimensión de la celda.

3. PROPIEDADES
Estado ordinario Sólido (no magnético)
Densidad 2330 kg/m3
Punto de fusión 1687 K (1414 °C)
Punto de ebullición 3173 K (2900 °C)
Entalpía de vaporización 384,22 kJ/mol
Entalpía de fusión 50,55 kJ/mol
Presión de vapor 4,77 Pa a 1683 K

4. 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 la que concentran numerosas
empresas del sector de la electrónica y la informática. También
se están estudiando las posibles aplicaciones del siliceno, que
es una forma alotrópica del silicio que forma una red
bidimensional similar al grafeno.

5. ESTRUCTURA CRISTALINA
El germanio es un elemento
químico con número atómico 32, y
símbolo Ge perteneciente al período 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. Presenta la misma estructura
cristalina que el diamante y resiste a
los ácidos y álcalis.

6. PROPIEDADES
Estado ordinario Sólido
Densidad 5323 kg/m3
Punto de fusión 1211,4 K (938 °C)
Punto de ebullición 3093 K (2820 °C)
Entalpía de
vaporización
330,9 kJ/mol
Entalpía de fusión 36,94 kJ/mol
Presión de vapor 0,0000746 Pa a 1210 K

7. APLICACIONES
Las aplicaciones del germanio se ven limitadas por su
elevado costo y en muchos casos se investiga su
sustitución por materiales más económicos.
Fibra óptica.
Electrónica: radares y amplificadores de guitarras
eléctricas usados por músicos nostálgicos del sonido de la
primera época del rock and roll; aleaciones Si Ge
en circuitos integrados de alta velocidad. También se
utilizan compuestos sandwich Si/Ge para aumentar la
movilidad de los electrones en el silicio (streched silicón).
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).

8. ESTRUCTURA CRISTALINA
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.
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 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 cristalino.

9. PROPIEDADES
Estado ordinario Sólido
Densidad 5904 kg/m
3
Punto de fusión 302,91 K (30 °C)
Punto de ebullición 2477 K (2204 °C)
Entalpía de
vaporización
258,7 kJ/mol
Entalpía de fusión 5,59 kJ/mol
-36
Presión de vapor 9,31 × 10
Pa a 302,9
K

10. APLICACIONES
El uso principal del galio es en semiconductores donde se
utiliza comúnmente en circuitos de microondas y en
algunas aplicaciones de infrarrojos. También se utiliza
para fabricar diodos LED de color azule y violeta y diodos
láser.
El galio se usa en las armas nucleares para ayudar a
estabilizar el plutonio.
Se puede utilizar en el interior de un telescopio para
encontrar neutrinos.
El galio se usa como un componente en algunos tipos de
paneles solares.
También se utiliza en la producción de espejos.
El galinstano que es una aleación de galio, indio y estaño,
se utiliza en muchos termómetros médicos. Este ha
sustituido a los tradicionales termómetros
de mercurio que pueden ser peligrosos. Actualmente se
encuentra en proceso de investigación la sustitución con
galio del mercurio de los empastes dentales
permanentes.
El galinstano se puede aplicar al aluminio de modo que
pueda reaccionar con el agua y generar hidrógeno.
También tiene muchas aplicaciones médicas. Por
ejemplo, las sales de galio se usan para tratar a personas
con exceso de calcio en su sangre. Los isótopos de galio
se utilizan en medicina nuclear para explorar a los
pacientes en ciertas circunstancias.

11. FUENTES DE INFORMACIÓN
http://es.wikipedia.org/wiki/Silicio
http://hyperphysics.phy-astr.
gsu.edu/hbasees/solids/sili2.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Germanio
http://elementos.org.es/germanio
http://www.quimicaweb.net/tablaperiodica/p
aginas/germanio.htm
http://www.indigohierbas.es/germanio-
132.html
http://hyperphysics.phy-astr.
gsu.edu/hbasees/solids/sili.html
http://elementos.org.es/galio
http://www.acienciasgalilei.com/qui/elemento
s/ga.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Galio