El documento describe las propiedades y aplicaciones del silicio, germanio y galio. El silicio cristaliza con la misma estructura que el diamante y se utiliza ampliamente en la industria electrónica debido a sus propiedades semiconductoras. El germanio también es un semiconductor y se usa junto con el silicio en circuitos integrados de alta velocidad. El galio es un metal blando que se mantiene líquido a temperatura ambiente y se emplea principalmente en semiconductores.

1. o Estructura Cristalina
o Propiedades
o Aplicaciones
Física Electrónica – Ing. Sistemas – IV Ciclo

3. El silicio es un elemento químico
metaloide, número atómico 14 y situado
en el grupo 14 de la tabla periódica de
los elementos 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.
Policristal de Silicio
Polvo de Silicio

4. Estructura Cristalina del Silicio
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.

6. Se utiliza en aleaciones, en la preparación de las siliconas, en la industria
cerámica 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 en los que se pueden implementar
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
además 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 Silicón
Valley (Valle del Silicio) a la región de California en la que concentran
numerosas empresas del sector de la electrónica y la informática.
Otros importantes usos del silicio son:
• Como material refractario, se usa en cerámicas y esmaltados.
• Como elemento de aleación en fundiciones.
• Fabricación de vidrio y cristal para ventanas y aislantes entre otros usos.
• 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.
• Uso en la Industria de la Belleza y la salud
APLICACIONES DEL SILICIO

7. Elemento químico, metálico, gris plata, quebradizo,
símbolo Ge, número atómico 32, peso atómico
72.59, punto de fusión 937.4ºC (1719ºF) y punto de
ebullición 2830ºC (5130ºF), con propiedades entre el
silicio y estaño. El germanio se encuentra muy
distribuido en la corteza terrestre con una
abundancia de 6.7 partes por millon (ppm). El
germanio se halla como sulfuro o está asociado a los
sulfuros minerales de otros elementos, en particular
con los del cobre, zinc, plomo, estaño y antimonio.
El germanio tiene una apariencia metálica, pero
exhibe las propiedades físicas y químicas de un
metal sólo en condiciones especiales, dado que
está localizado en la tabla periódica en donde
ocurre la transición de metales a no metales. A
temperatura ambiente hay poca indicación de flujo
plástico y, en consecuencia, se comporta como un
material quebradizo.

8. Estructura Cristalina del Germanio
En la electrónica de estado sólido, ya sea el
silicio como el germanio puros pueden ser
utilizados como semiconductores intrínsecos,
los cuales forman el punto de partida para
la fabricación. Cada uno de ellos tienen
cuatro electrones de valencia, pero el
germanio a una determinada temperatura
tiene mas electrones libres y una mayor
conductividad. El silicio es de lejos, el
semiconductor mas ampliamente utilizado
en electrónica, particularmente porque se
puede usar a mucho mayor temperatura
que el germanio.

10. APLICACIONES DEL GERMANIO
• El germanio se utiliza como material semiconductor. Se usa generalmente, junto al
silicio, en los circuitos integrados de alta velocidad para mejorar su rendimiento. En
algunos casos se está planteando sustituir al silicio por germanio para hacer chips
miniaturizados.
• También se utiliza en las lámparas fluorescentes y algunos diodos LED.
• Algunos pedales de guitarra contienen transistores de germanio para producir un
tono de distorsión característico.
• Se puede utilizar en los paneles solares. De hecho, los robots exploradores de marte
contienen germanio en sus células solares.
• El germanio se combina con el oxígeno para su uso en las lentes de las cámaras y
la microscopía. También se utiliza para la fabricación del núcleo de cables de fibra
óptica.
• También se utiliza en aplicaciones de imágenes térmicas para uso militar y la lucha
contra incendios.
• El germanio se utiliza en el control de los aeropuertos para detectar las fuentes de
radiación.
• Hay algunos indicios de que puede ayudar al sistema inmunológico de pacientes
con cáncer, pero esto todavía no está probado. Actualmente el germanio está
considerado como un peligro potencial para la salud cuando se utiliza como
suplemento nutricional.

11. El galio se descubrió espectroscópicamente en 1875
por el químico francés Paul Émile Lecoq de
Boisbaudran y recibió su denominación en honor de
Francia, que antiguamente se llamaba Galia. Es uno
de los elementos cuyas propiedades predijo
Mendeléev (Ema-aluminio). Es un metal blando de
color blanco argéntico. Es un elemento metálico
que se mantiene en estado líquido en un rango de
temperatura más amplio que cualquier otro
elemento. El galio aparece en pequeñas
cantidades en minerales de aluminio y zinc, pero las
fuentes más ricas contienen menos del 1%de galio.
Su bajo punto de fusión y su alto punto de ebullición
lo hacen idóneo para fabricar termómetros de alta
temperatura. La parte más importante de la
producción de galio sirve para la producción de
arseniuro de galio, que como material
semiconductor en algunas aplicaciones es superior
al silicio.

12. Estructura Cristalina del Germanio
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.

14. APLICACIONES DEL GALIO
• 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 en 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.

15. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/solids/sili2.html
http://www.uv.es/lahuerta/qies2012b/tema1/1solidoscristalinos/index.htm.
http://es.wikipedia.org/wiki/Silicio
http://elementos.org.es/silicio
http://www.lenntech.es/periodica/elementos/ge.htm#ixzz3XcOcKVDf
http://elementos.org.es/germanio
https://www.google.com.pe/?gws_rd=ssl#q=IMAGENES+SOBRE+LAS+APLICACIONES+DEL+GERMANIO