Silicio, Germanio y galio estructura atomica

1. SÓLIDOS CRISTALINOS
 Investiga en el Internet sobre los siguientes elementos, describe su estructura
cristalina, propiedades y aplicaciones:
a) Silicio
b) Germanio
c) Galio
 Elabora una presentación tipo infografía (información solo con imágenes de la
web, con su debida leyenda) usando Power Point, publica tu presentación en:
www.slideshare.net
 Envía la dirección de tu publicación a tu profesor.
Importante: En tus presentaciones, haz referencia a la fuente de información
de dónde has obtenido las imágenes. Esto demostrará que has realizado una
buena investigación.

2. SILICIO
El silicio es un elemento químico metaloide, numero 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.
PROPIEDADES QUIMICAS DEL SILICIO
Nombre
Silicio
Número atómico
14
Valencia
4
Estado de oxidación
+4
Electronegatividad
1,8
Radio covalente (Å)
1,11
Radio iónico (Å)
0,41
Radio atómico (Å)
1,32

3. Configuración electrónica
[Ne]3s2
3p2
Primer potencial de ionización (eV)
8,15
Masa atómica (g/mol)
28,086
Densidad (g/ml)
2,33
Punto de ebullición (ºC)
2680
Punto de fusión (ºC)
1410
Descubridor
Jons Berzelius en 1823
USO DE SILICIO
El silicio es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre y es
vital para la industria de la construcción. Si alguna vez te has preguntado para
qué sirve el silicio, a continuación tienes una lista de sus posibles usos:
1. El dióxido de silicio y sílice (en forma de arcilla o arena) son
componentes importantes de ladrillos, hormigón y cemento.
 El silicio es un semiconductor. Esto significa que el flujo eléctrico puede ser
controlada mediante el uso de partes de silicio. Por lo tanto, el silicio es
muy importante en la industria eléctrica. Componentes de silicio se utilizan
en las computadoras, los transistores, células solares, pantallas LCD y
otros dispositivos semiconductores.
 La mayoría del silicio se utiliza para la fabricación de aleaciones de
aluminio y silicio con el fin de producir piezas fundidas. Las piezas se
producen mediante el vertido del material fundido de aluminio y silicio en un
molde. Estas piezas de material fundido se utilizan generalmente en la
industria del automóvil para fabricar piezas para coches.

4. 2. La masilla "Silly Putty" antes se hacía mediante la adición de ácido
bórico al aceite de silicona.
 El carburo de silicio es un abrasivo muy importante.
 Los silicatos se puede utilizar para hacer tanto cerámica y como esmalte.
 La arena, que contiene silicio, es un componente muy importante del vidrio.
 La silicona, un polímero derivado del silicio, se utiliza en aceites y ceras,
implantes mamarios, lentes de contacto, explosivos y pirotecnia (fuegos
artificiales).
 En el futuro, el silicio puede sustituir al carbón como la principal fuente de
electricidad.
3. Chip
• Placa delgada de silicio, de unos pocos milímetros cuadrados de
superficie, que sirve de soporte de las partes activas de un circuito
integrado.
Circuitos integrados analógicos. Pueden constar desde simples
transistores encapsulados juntos, sin unión entre ellos, hasta dispositivos
completos como amplificadores, osciladores o incluso receptores de
radio completos Circuitos integrados digitales. Pueden ser desde
básicas puertas lógicas (AND, OR, NOT) hasta los más
complicados microprocesadores o microcontroladores. Éstos son
diseñados y fabricados para cumplir una función específica dentro de un
sistema. Poo ejemplo, excitadores de buses, generadores de reloj, etc., es
importante mantener la impedancia de las líneas y, todavía más, en los
circuitos de radio y de microondas

5. 4. Celdas Fotovoltaicas (solares):
• Sistemas de protección catódicos
• Es aplicable a puentes, tuberías, edificios, estanques, perforaciones y
líneas ferroviarias. Para alcanzar la protección catódica se aplica un
pequeño voltaje negativo a la estructura de metal y éste evita que se
oxide o aherrumbre. El terminal positivo de la fuente es conectado a un
ánodo galvánico o de sacrificio que es generalmente un pedazo del metal
de desecho, que es corroído en vez de la estructura que se desea
proteger. Las celdas solares fotovoltaicas a menudo se utilizan en lugares
remotos para proporcionar este voltaje.
5. Cercas Eléctricas
• Las cercas eléctricas se utilizan extensamente en agricultura para evitar
que el ganado o los depredadores entren o deje un campo cerrado.
• Requieren de un alto voltaje pero muy poca corriente y a menudo están
situadas en áreas alejadas donde el costo de energía eléctrica es alto.
Sistemas de iluminación Tales aplicaciones incluyen la iluminación de
seguridad, ayudas a la navegación (Ej. boyas y faros), señales iluminadas
en los caminos, señales en cruces ferroviarios y la iluminación de aldeas.
Las células solares pueden satisfacer tales usos, aunque siempre se
requerirá de una batería de almacenaje.

6. ESTRUCTURA ATOMICA
GERMANIO
El germanio es un elemento químico con numero 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.

7. Forma gran número de compuestos organometálicos y es un importante material
semiconductor utilizado en transistor y fotodectores. 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.
MAS DETALLES
Número atómico: 32
Grupo: 14
Periodo: 4
Configuración electrónica: [Ar] 3d10
4s2
4p2
Estados de oxidación: +2 +4
Electronegatividad: 2.01
Radio atómico / pm: 122.5
Masa atómica relativa: 72.64 ± 0.01
El germanio se descubrió por el químico alemán Clemens Alexander Winkler en
1866. Uno de los elementos, cuyas propiedades predijo Mendeléev (eka-silicio).
Su nombre proviene de la Germania, nombre latino de Alemania. Es un
semimetal gris plateado, duro y muy quebradizo con una estructura parecida a la
del diamante. Se utiliza ampliamente en semiconductores. Debido a su
transparencia frente a la radiación infrarroja es de gran importancia para la
espectroscopia. Se obtiene de la refinación del cobre, el zinc y el plomo

8. PROPIEDADES FISICAS
Densidad / g dm-3
: 5323 (293 K)
5490 (m.p.)
Volumen molar / cm3
mol-1
: 13.65 (293 K)
13.23 (m.p.)
Resistencia eléctrica / μΩcm: 46000000 (20 °C)
PROPIEDADES TÉRMICAS
Conductividad térmica / W m-1
K-1
:59.9
Punto de fusión / °C:938.25
Punto de ebullición / °C: 2833
Calor de fusión / kJ mol-1
: 34.7
Calor de vaporización / kJ mol-1
: 327.6
Calor de atomización / kJ mol-1
: 373.8
ENERGÍA DE IONIZACIÓN
Primera energía de ionización / kJ mol-1
: 762.18
Segunda energía de ionización / kJ mol-1
: 1537.47
Tercera energía de ionización / kJ mol-1
: 3302.15

9. ABUNDANCIA DE ELEMENTOS
en la atmósfera / ppm: -
en la corteza terrestre / ppm: 1.6
en los océanos / ppm: 0.0001
DATOS CRISTALOGRÁFICOS
Estructura cristalina:
cúbica centrada en las caras
Dimensiones de la celda unidad / pm:
a=565.754
Grupo espacial:
Fd3m

10. 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 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.
• 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).
GALIO

11. Elemento químico, símbolo Ga, número atómico 31 y peso atómico 69.72. lo
descubrió Lecoq de Boisbaudran en Francia en 1875. Tiene un gran intervalo de
temperatura en el estado líquido, y se ha recomendado su uso en termómetros de
alta temperatura y manómetros. En aleación con plata y estañó, el galio suple en
forma adecuada la amalgama en curaciones dentales; también sirve para soldar
materiales no metálicos, incluyendo gemas o amtales. El arseniuro de galio
puede utilizarse en sistemas para transformar movimiento mecánico en impulsos
eléctricos. Los artículos sintéticos superconductores pueden prepararse por la
fabricación de matrices porosas de vanadio o tántalo impregnados con hidruro de
galio. El galio ha dado excelentes resultados como semiconductor para uso en
rectificadores, transistores, fotoconductores, fuentes de luz, diodos láser o máser
y aparatos de refrigeración.
El galio sólido parece gris azulado cuando se expone a la atmósfera. El galio
líquido es blanco plateado, con una superficie reflejante brillante. Su punto de
congelación es más bajo que el de cualquier metal con excepción del mercurio (-
39ºC o -38ºF) y el cesio (28.5ºC u 83.3ºF).

12. El galio es semejante químicamente al aluminio. Es anfótero, pero poco más
ácido que el aluminio. La valencia normal del galio es 3+ y forma hidróxidos,
óxidos y sales. El galio funde al contacto con el aire cuando se calienta a 500ºC
(930ºF). Reacciona vigorosamente con agua hirviendo, pero ligeramente con
agua a temperatura ambiente. Las sales de galio son incoloras; se preparan de
manera directa a partir del metal, dado que la purificación de éste es más simple
que la de sus sales.
El galio forma aleaciones eutécticas de bajo punto de fusión con varios metales, y
compuestos intermetálicos con muchos otros. Todo el aluminio contiene
cantidades pequeñas de galio, como impureza inofensiva, pero la penetración
intergranular de grandes cantidades a 30ºC causa fallas catastróficas.
PROPIEDADES QUÍMICAS DE GALIO
Nombre Galio
Número atómico 31
Valencia 3
Estado de oxidación +3
Electronegatividad 1,6
Radio covalente (Å) 1,26
Radio iónico (Å) 0,62
Radio atómico (Å) 1,41
Configuración electrónica [Ar]3d10
4s2
4p1
Primer potencial de ionización (eV) 6,02
Masa atómica (g/mol) 69,72
Densidad (g/ml) 5,91
Punto de ebullición (ºC) 2237
Punto de fusión (ºC) 29,8

13. EFECTOS DEL GALIO SOBRE LA SALUD
El galio es un elemento que se encuentra en el cuerpo, pero en cantidades muy
pequeñas. Por ejemplo, en una persona con una masa de 70 kilos, hay 0,7
miligramos de galio en su cuerpo. Si esta cantidad de galio estuviera condensada
en un cubo, el cubo solo mediría 0,49 milímetros de lado. No tiene beneficios
provados en las funciones corporales, y lo más probable es que solo esté
presente debido a las pequeñas cantidades en el ambiente natural, en el agua, y
en los residuos en los vegetales o frutas. Se sabe que algunas vitaminas y aguas
de distribución comercial contienen cantidades traza de galio de menos de una
parte por millón. El galio puro no es una sustancia peligrosa por contacto para los
humanos. Ha sido manipulada muchas veces solo por el simple placer de
observar cómo se derrite por el calor emitido por una mano humana. Sin
embargo, deja manchas en las manos. Incluso el componente radioactivo del
galio, citrato de galio (67Ga), puede ser inyectado en el cuerpo y usado para
escáneres con galio sin efectos perjudiciales. Aunque no es peligroso en
pequeñas cantidades, el galio no debe ser consumido a propósito en grandes
dosis. Algunos compuestos del galio pueden ser de hecho muy peligrosos, sin
embargo. Por ejemplo, altas exposiciones al cloruro de galio (III) pueden causar
irritación de la garganta, dificultades de respiración, dolores pectorales, y sus
vapores pueden provocar afecciones muy graves como edema pulmonar y
parálisis parcial.
EFECTOS AMBIENTALES DEL GALIO
Una controversia con el galio involucra las armas nucleares y la polución. El galio
es usado para unir las minas entre sí. Sin embargo, cuando las minas se cortan y
se forma polvo de óxido de plutonio, el galio permanece en el plutonio. El plutonio

14. se ve inutilizado para su uso como combustible porque el galio es corrosivo para
varios otros elementos. Si el galio es eliminado, sin embargo, el plutonio se
vuelve útil de nuevo. El problema es que el proceso para eliminar el galio
contribuye a una gran cantidad de polución en el agua con sustancias radiactivas.
El galio es un elemento ideal para ser usado en minas, pero la polución es
destructiva para La Tierra y para la salud de sus habitantes. Incluso haciéndose
esfuerzos para eliminar la polución del agua, esto incrementaría
significativamente los costes de procedimiento de la conversión de plutonio en un
combustible (en alrededor de 200 millones de dólares). Los científicos están
trabajando en otro método para limpiar el plutonio, pero pueden pasar años hasta
que sea completado.
BIBLIOGRAFIA
1. es.wikipedia.org/wiki/Silicio
2. Read more:
http://www.lenntech.es/periodica/elementos/si.htm#ixzz3HYaL2yHW
3. solete.nichese.com/silicio.html
4. es.slideshare.net/Monica_cordillera/aplicaciones-del-silicio-8229005
5. consulta-tabla-periodica.blogspot.com/2012/05/germanio.html
6. http://www.lenntech.es/periodica/elementos/ga.htm#ixzz3Hg1tVDua