ASIGNATURAFÍSICA ELECTRONICA

TEMA:SOLIDOS CRISTALINOS

(Silicio, Germanio y Galio)

ALUMNO: CASTRO ROSADO, Edwin Antonio

TUTOR: RODRIGUEZ CAHUANA, Roberto

Presenta un enlace covalente, cada átomo está unido a otros

cuatro átomos compartiendo sus electrones de valencia,.

Elemento químico metaloide, de número atómico 14 y situado en el grupo 4 de la tabla periódica formando

parte de la familia de los carbonos ideos. Su símbolo es Si

Cristaliza con el mismo patrón que el diamante, en una estructura que Ashcroft y Mermin llaman celosías primitivas, "dos cubos inter penetrados de cara centrada“. El lado del cubo de silicio es 0,543 nm

Su estructura atómica necesita de 8 electrones para su estabilidad.

La ilustración muestra la disposición de los átomos en una célula unitaria

Estructura Cristalina

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.

Es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre, no existe libre en la naturaleza., sino como dióxido se encuentra en varias formas de cuarzo: Cristal de roca, amatista, cuarzo ahumado, cuarzo rosa, y cuarzo lechoso

Propiedades

El dióxido de silicio y el sílice (en forma de arcilla o arena) son componentes

importantes de ladrillos, hormigón y

cemento

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, como en las computadoras, los transistores, células

solares, pantallas LCD y otros

La silicona, un polímero derivado del silicio, se utiliza en aceites y ceras,

implantes mamarios, lentes de contacto, explosivos y pirotecnia

(fuegos artificiales)

Los silicatos se puede utilizar para hacer tanto cerámica y como

esmalte. La arena, que contiene silicio, es un componente muy

importante del vidrio.

Por esta razón se conoce como Silicon Valley (Valle del Silicio) a la región de California en la que concentran numerosas empresas del sector de la electrónica y la informática.

Aplicaciones

Estructura Cristalina

Metaloide sólido duro, cristalino, de color

blanco grisáceo lustroso, quebradizo, conserva el

brillo a temperaturas ordinarias.

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

Forma parte de gran número de compuestos

órgano metálicos y es un importante material

semiconductor utilizado en transistores y foto

detectores

Presenta la misma estructura cristalina que el

diamante y resiste a los ácidos y álcalis.

PropiedadesEste tipo de elementos

tienen propiedades intermedias entre metales y no metales. En cuanto a su conductividad eléctrica, son

semiconductores.

La configuración electrónica del

germanio es [Ar]3d10 4s2 4p2. El

radio medio del germanio es de 1,5

pm, su radio atómico o radio de Bohr es de 1,5 pm y su radio

covalente es de 1,2 pm

El estado del germanio en su forma natural es sólido.

El número atómico del germanio es 32

AplicacionesSe utiliza como material semiconductor. Se usa

generalmente, junto al silicio, en los circuitos integrados de alta velocidad para mejorar su

rendimiento. También se utiliza en las lámparas

fluorescentes y algunos diodos LED.

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.

El germanio se utiliza en el control de los aeropuertos para detectar las

fuentes de radiación.

Ayuda al sistema inmunológico de

pacientes con cáncer. Actualmente el germanio está considerado como

un peligro potencial para la salud cuando se utiliza

como suplemento nutricional.

En joyería se usa la aleación Au con 12% de germanio

Se usa en radares y amplificadores de guitarras

eléctricas

Estructura Cristalina

Su estructura cristalina es ortorrómbica

centrada en las bases, 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

El galio es un metal blando, grisáceo en estado líquido y plateado brillante

al solidificar, sólido deleznable a bajas

temperaturas que se 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).

PropiedadesEl 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).

El metal se expande un 3,1% al solidificar. Flota en los líquidos al igual que el hielo en el

agua.

El galio es un elemento

químico de la tabla

periódica de número

atómico 31 y símbolo Ga.

Presenta una acusada tendencia a sub enfriarse por debajo del punto defusión (permaneciendo aún en estado líquido) por lo que es necesaria

una semilla (un pequeño sólido añadido al

líquido) para solidificarlo

Se hallan trazas del metal en minerales como la bauxita, carbón, diásporo, germanita

y esfalerita y es subproducto enlos procesos de obtención de varios metales.

Aplicaciones

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 azul, violeta y diodos láser.

El galio se usa en las armas nucleares para ayudar a estabilizar el plutonio.

En medicina nuclear se emplea el galio como elemento

trazador (escáner de galio) para el diagnóstico de

enfermedades inflamatorias o infecciosas activas, tumores y abscesos ya que se acumula

en los tejidos que sufren dichas patologías.

Se utiliza en el suministro de energía, mediante los paneles solares con células fotovoltaicas de los satélites.

El nitrato del galio se ha empleado para tratar la artritis.

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

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