Los sólidos cristalinos se componen de átomos u otros grupos de átomos que se repiten en una estructura tridimensional periódica llamada red. El silicio, el germanio y el galio son elementos que forman sólidos cristalinos y se utilizan comúnmente como semiconductores en electrónica. El silicio es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre y se usa en la fabricación de vidrio, láseres y silicona. El germanio se usa en fibra óptica, radares y amplificadores
SÓLIDOS CRISTALINOS
Investiga en el Internet sobre los siguientes elementos, describe su estructura cristalina, propiedades y aplicaciones:
a) Silicio
El silicio es un elemento químico metaloide, número 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.
ESTRUCTURA CRISTALINA DEL 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. 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.
PROPIEDADES DEL SILICIO
El silicio forma parte de los elementos denominados metaloides o semimetales. Este tipo de elementos tienen propiedades intermedias entre metales y no metales. En cuanto a su conductividad eléctrica, este tipo de materiales al que pertenece el silicio, son semiconductores.
El estado del silicio en su forma natural es sólido (no magnético). El silicio es un elmento químico de aspecto gris oscuro azulado y pertenece al grupo de los metaloides. El número atómico del silicio es 14. El símbolo químico del silicio es Si. El punto de fusión del silicio es de 1687 grados Kelvin o de 1414,85 grados celsius o grados centígrados. El punto de ebullición del silicio es de 3173 grados Kelvin o de 2900,85 grados celsius o grados centígrados.
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
SÓLIDOS CRISTALINOS
Investiga en el Internet sobre los siguientes elementos, describe su estructura cristalina, propiedades y aplicaciones:
a) Silicio
El silicio es un elemento químico metaloide, número 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.
ESTRUCTURA CRISTALINA DEL 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. 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.
PROPIEDADES DEL SILICIO
El silicio forma parte de los elementos denominados metaloides o semimetales. Este tipo de elementos tienen propiedades intermedias entre metales y no metales. En cuanto a su conductividad eléctrica, este tipo de materiales al que pertenece el silicio, son semiconductores.
El estado del silicio en su forma natural es sólido (no magnético). El silicio es un elmento químico de aspecto gris oscuro azulado y pertenece al grupo de los metaloides. El número atómico del silicio es 14. El símbolo químico del silicio es Si. El punto de fusión del silicio es de 1687 grados Kelvin o de 1414,85 grados celsius o grados centígrados. El punto de ebullición del silicio es de 3173 grados Kelvin o de 2900,85 grados celsius o grados centígrados.
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
ROMPECABEZAS DE ECUACIONES DE PRIMER GRADO OLIMPIADA DE PARÍS 2024. Por JAVIE...JAVIER SOLIS NOYOLA
El Mtro. JAVIER SOLIS NOYOLA crea y desarrolla el “ROMPECABEZAS DE ECUACIONES DE 1ER. GRADO OLIMPIADA DE PARÍS 2024”. Esta actividad de aprendizaje propone retos de cálculo algebraico mediante ecuaciones de 1er. grado, y viso-espacialidad, lo cual dará la oportunidad de formar un rompecabezas. La intención didáctica de esta actividad de aprendizaje es, promover los pensamientos lógicos (convergente) y creativo (divergente o lateral), mediante modelos mentales de: atención, memoria, imaginación, percepción (Geométrica y conceptual), perspicacia, inferencia, viso-espacialidad. Esta actividad de aprendizaje es de enfoques lúdico y transversal, ya que integra diversas áreas del conocimiento, entre ellas: matemático, artístico, lenguaje, historia, y las neurociencias.
ACERTIJO DE CARRERA OLÍMPICA DE SUMA DE LABERINTOS. Por JAVIER SOLIS NOYOLAJAVIER SOLIS NOYOLA
El Mtro. JAVIER SOLIS NOYOLA, crea y desarrolla ACERTIJO: «CARRERA OLÍMPICA DE SUMA DE LABERINTOS». Esta actividad de aprendizaje lúdico que implica de cálculo aritmético y motricidad fina, promueve los pensamientos lógico y creativo; ya que contempla procesos mentales de: PERCEPCIÓN, ATENCIÓN, MEMORIA, IMAGINACIÓN, PERSPICACIA, LÓGICA LINGUISTICA, VISO-ESPACIAL, INFERENCIA, ETCÉTERA. Didácticamente, es una actividad de aprendizaje transversal que integra áreas de: Matemáticas, Neurociencias, Arte, Lenguaje y comunicación, etcétera.
2. ¿Qué SON LOS SOLIDOS CRISTALINOS?
Todo cristal puede describirse en función de un motivo, formado por
átomos o grupos de átomos, que recibe el nombre de base y que
se repite en las posiciones correspondientes a un conjunto
triplemente periódico de puntos en el espacio tridimensional
denominado red. Se denomina cristal de Bravais a aquellas
estructuras en las que la base consta de un único átomo.
El conjunto de puntos de la red constituye un espacio vectorial
sobre el anillo de los números enteros. Los vectores generadores
de dicho espacio vectorial se denominan vectores característicos
de la red y determinan un paralelepípedo llamado celda primitiva
del cristal o celda unidad. Dicha celda primitiva no es única y por
convenio se denomina celda primitiva a aquella construida con
vectores característicos cuyos módulos sean los más pequeños
posibles. Es evidente que a cada celda primitiva puede asociarse
unívocamente un punto de la red.
3. EL SILICIO
Concepto.- El silicio es un elemento
químico metaloide, número atómico 14 y situado en el grupo 4
de la tabla periódica de los elementosformando 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.
Características.- Sus propiedades son intermedias entre las
del carbono y el germanio. En forma cristalina es muy duro y
poco soluble y presenta un brillo metálico y color grisáceo.
Aunque es un elemento relativamente inerte y resiste la acción
de la mayoría de los ácidos, reacciona con
los halógenos y álcalis diluidos. El silicio transmite más del 95%
de las longitudes de onda de la radiación infrarroja
Aplicaciones.:
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. Silicio Cristalino
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.
4. EL GERMANIO
Concepto.- El germanio es un elemento químico con número
atómico 32, y símbolo Ge perteneciente al grupo 4 de la tabla
periódica de los elementos.
Características.- 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 organo metálicos y es un
importante material semiconductor utilizado en transistores y foto
detectores. 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.
Aplicaciones.:
Fibra óptica.
Electrónica: radares y amplificadores de guitarras
eléctricas usados por músicos nostálgicos del sonido de la
primera época delrock 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. 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).
5. EL GALIO
Concepto.- El galio es un elemento químico de la tabla
periódica de número atómico 31 y símbolo Ga.
Características.- 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 de la
ambiente (como cesio, mercurio y rubidio) e incluso cuando se lo
agarra con 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 punto 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.
Aplicaciones.:
Se emplea para dopar materiales semiconductores y
construir dispositivos diversos como transistores.
En termómetros de alta temperatura por su bajo punto de
fusión.
El galio se alea con facilidad con la mayoría de los metales y
se usa en aleaciones de bajo punto de fusión.
El isótopo Ga-67 se usa en medicina nuclear.
Se ha descubierto recientemente que aleaciones galio-
aluminio en contacto con agua produce una reacción
química dando como resultado hidrógeno. Este método
para la obtención de hidrógeno no es rentable, ni ecológico,
ya que requiere la doble fundición del aluminio, con el
consiguiente gasto energético.
También se ha descubierto más recientemente que una GALIO
aleación de galio-antimonio sumergida en agua y en la cual
incide la luz solar provoca la separación de las moléculas de
agua en hidrógeno y oxígeno. Gracias al uso potencial de
esta aleación no será necesario el uso de combustibles
fósiles para generar hidrógeno a partir del agua, reduciendo
con ello las emisiones de CO2.