Trabajo realizado por: Juan C. Riva M.

Universidad Privada Telesup

Curso: Física Electrónica

Carrera: Ingeniería de Sistemas

Ciclo: IV

Profesor: Roberto Rodríguez Cahuana

Abril 2014

Sólidos Cristalinos

Elementos de estudio:• Silicio (Si)• Germanio (Ge)• Galio (Ga)

Sólidos Cristalinos

• Es un elemento químico metaloide, número atómico 14 y situado en la tabla periódica en el grupo 14, formando parte de la familia de los carbonoideos.

• Su símbolo es Si.• Se presenta de forma amorfa y cristalizada.• Es el segundo elemento químico más abundante de la tierra (27,7% en peso)

después del oxígeno.• No existe en estado libre, sino se encuentra en forma de dióxido de silicio y de

silicatos completos.• Los minerales que contienen silicio constituyen cerca del 40% de todos los

minerales comunes, incluyendo más del 90% de los minerales que forman rocas volcánicas.

SILICIO (Si)

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.• El silicio transmite más del 95% de las longitudes de onda de la radiación

infrarroja.• El dióxido de silicio es el componente principal de la arena.• Los silicatos son los componentes principales de las arcillas, el suelo y las

rocas y, de piedras semipreciosas como el olivino, granate, zircón, topacio y turmalina.

SILICIO (Si) CONT.

USOS• El dióxido de silicio y sílice (en forma de arcilla o arena) son componentes importantes de ladrillos,

hormigón y cemento.• Es un semiconductor. Es muy importante en la industria eléctrica y electrónica.• La fabricación de aleaciones de aluminio y silicio se utiliza para la fabricación de piezas de

automóviles.• El carburo de silicio es una abrasivo muy importante.• Los silicatos se pueden utilizar para hacer tanto cerámicas como esmaltes.• La arena, que contiene silicio, es un componente muy importante para la fabricación del vidrio.• La silicona, un polímero derivado del silicio, se utiliza en aceites y ceras, implantes mamarios, lentes

de contacto, explosivos y pirotecnia.• En el futuro, el silicio puede sustituir al carbón como fuente la principal fuente de electricidad.

SILICIO (Si) CONT.

SILICIO (Si) CONT.

Símbolo químico Si Radio medio 110 pm

Número atómico 14 Radio atómico 111

Grupo 14 Radio covalente 111 pm

Período 3 Config. electrónica Ne 2s2 3p2

Aspecto Gris oscuro azulado Punto de fusión 1687 K (1414 C)

Bloque p Punto de ebullición 3173 K (2900 C)

Densidad 2330 kg/m3 Nº CAS 7440-21-3

Masa atómica 28,0855 µ Descubridor Jöns Jacob Berzelius

SILICIO (Si) CONT.

• Es un elemento químico denominado metaloides o semimetales, su número atómico es el 32 perteneciente al período 4 de la tabla periódica.

• Este tipo de elementos tienen propiedades intermedias entre los metales y no metales.

• El estado del Germano en su forma natural es sólido.• Es cristalino de color blanco grisáceo lustroso, quebradizo, que conserva el

brillo a temperaturas ordinarias.• Presenta la misma estructura cristalina que el diamante.• Resistente a los ácidos y álcalis.

GERMANIO (Ge)

CARACTERÍSTICAS• Se encuentra con los minerales de Zinc, Plata, Plomo y Cobre.• La producción principal del Germanio es como un subproducto del Zinc y

no se producen más de 100 toneladas al año.• Es muy demandado por sus aplicaciones.• El tipo de materiales al que pertenece el Germanio, son semiconductores.• Por su característica de semiconductor, es muy utilizado en la industria

eléctrica y electrónica.

GERMANIO (Ge) CONT.

USOS• Se utiliza como material semiconductor.• Generalmente junto al Silicio, se utiliza en circuitos integrados de alta velocidad para mejorar

su rendimiento.• Se está planteando utilizar el Germanio en lugar del Silicio para hacer chips miniaturizados.• Se utiliza en lámparas fluorescentes y en algunos diodos LED.• Se utilizan en paneles solares.• En aplicaciones de imágenes térmicas de uso militar y la lucha contra incendios.• En el control de los aeropuertos para detectar fuentes de radiación.• Hay indicios de que puede ayudar al sistema inmunológico de pacientes con cáncer. En

estudio, no probado aún.• Esta considerado como un peligro potencial para la salud si se utiliza como suplemento

nutricional.

GERMANIO (Ge) CONT.

GERMANIO (Ge) CONT.

Símbolo químico Ge Radio medio 125 pm

Número atómico 32 Radio atómico 125

Grupo 14 Radio covalente 122 pm

Período 4 Config. electrónica Ar 3d10 4s2 4p2

Aspecto Blanco grisáceo Punto de fusión 1211,4 K (938 °C)

Bloque p Punto de ebullición 3093 K (2820 °C)

Densidad 5323 kg/m3 Nº CAS 7440-56-4

Masa atómica 76,64 µ Descubridor Clemens Winkler

GERMANIO (Ge) CONT.

• Es un elemento químico que pertenece al grupo de los elementos metálicos conocido como metales del grupo p, su número atómico es 31 perteneciente al período 4 de la tabla periódica.

• Este tipo de elementos tienden a ser blandos.• Presenta puntos de fusión bajos.• Se funde a temperaturas cercanas a la del ambiente .• El rango de temperatura en el que se mantiene líquido es uno de los más

altos de los metales.• El metal se expande un 3,1% al solidificar y flota en el líquido al igual que

el hielo en el agua.

GALIO (Ga)

CARACTERÍSTICAS• Es uno de los elementos más extraños de la tabla periódica.• Es de origen artificial y presenta curiosidades interesantes.• Es un metal de post-transición que en su forma pura es sólido con un color

plateado y blanquecino.• Es un elemento que no está libre en la naturaleza.• Se crea artificialmente, es un subproducto del Aluminio.• Junto al Mercurio, Cesio y Rubidio, constituyen los únicos 4 metales capaces de

mantenerse en estado líquido a temperatura ambiente.• Presenta una acusada tendencia a sub-enfriarse por debajo del punto de fusión.

GALIO (Ga) CONT.

USOS• En semiconductores donde se utiliza comúnmente en circuitos de microondas y algunas aplicaciones de

infrarrojos.• En la fabricación de diodos LED de color azul y verde y diodos láser.• En armas nucleares para ayudar a estabilizar el plutonio.• En el interior de un telescopio para encontrar neutrinos.• Como componente de algunos paneles solares.• En la fabricación de espejos, cerámicas y vidrio.• En su estado líquido se usa en termostatos, determinados interruptores, barómetros, sistemas de registro

de transferencias de calor y algunos dispositivos de calentamiento.• El nitruro de Galio y el arseniuro de Galio son ingredientes fundamentales en la producción de

semiconductores.• En aplicaciones médicas para el tratamiento de personas con exceso de calcio en la sangre. En la medicina

nuclear los isótopos de Galio sirve para explorar a los pacientes en ciertas circnstancias.

GALIO (Ga) CONT.

Símbolo químico Ga Radio medio 130 pm

Número atómico 31 Radio atómico 136

Grupo 13 Radio covalente 126 pm

Período 4 Config. electrónica Ar 3d10 4s2 4p1

Aspecto Blanco plateado Punto de fusión 302,91 K (30 °C)

Bloque p Punto de ebullición 2477 K (2204 °C)

Densidad 5904 kg/m3 Nº CAS 7440-55-3

Masa atómica 69,723 µ Desc. Paul Emile Lecoq de Boisbaudran

GALIO (Ga) CONT.

GALIO (Ga) CONT.

BibliografíaSILICIO• http://elementos.org.es/silicio• http://es.wikipedia.org/wiki/Silicio

GERMANIO• http://elementos.org.es/germanio• http://es.wikipedia.org/wiki/Germanio

GALIO• http://elementos.org.es/galio• http://es.wikipedia.org/wiki/Galio• http://www.ojocientifico.com/4541/caracteristicas-del-galio