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Física Electrónica
Ingeniería de Sistemas e Informática
Richard Anccori Bustamante
Sólidos Cristalinos
Silicio
Germanio
Galio
Silicio
El silicio es un elemento químico no metálico situado en el grupo 14 de la tabla periódica de los
elementos formando parte de la familia de los carbonoideos. 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
Silicio (Propiedades)
Sus propiedades son intermedias entre las del carbono y el germanio. En forma cristalina es un 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
GermanioSímbolo: Ge
Clasificación: Elementos carbonoides Grupo 14 Metaloide
--------------------------------------------------------------------------------
Número Atómico: 32
Masa Atómica: 72,61
Número de protones/electrones: 32
Número de neutrones (Isótopo 73-Ge): 41
Estructura electrónica: [Ar] 3d10 4s2 4p2
Electrones en los niveles de energía: 2, 8, 18, 4
Números de oxidación: +2, +4
--------------------------------------------------------------------------------
Electronegatividad: 2,01
Energía de ionización (kJ.mol-1): 784
Afinidad electrónica (kJ.mol-1): 116
Radio atómico (pm): 122
Radio iónico (pm) (carga del ion): 272(-4), 90(+2)
--------------------------------------------------------------------------------
Entalpía de fusión (kJ.mol-1): 34,7
Entalpía de vaporización (kJ.mol-1): 334,3
--------------------------------------------------------------------------------
Punto de Fusión (ºC): 938,25
Punto de Ebullición (ºC): 2833
Densidad (kg/m3): 5323; (25 ºC)
Volumen atómico (cm3/mol): 13,64
Estructura cristalina: Cúbica
Color: Grisáceo
Germanio (Usos)
Usos del germanioEl germanio es una sustancia dura de color blanco grisáceo que se
encuentra con los minerales de zinc, plata, plomo y cobre. Un
químico alemán llamado Clemens Winkler descubrió este elemento
en el año 1886 y la llamó así en referencia a Alemania. La
producción principal de germanio es como un subproducto de la
obtención del mineral de zinc y no se producen más de 100
toneladas al año. Es es muy demandado por sus importantes
aplicaciones. Si alguna vez te has preguntado para qué sirve el
germanio, a continuación tienes una lista de sus posibles usos:
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 didodos 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.
Germanio (Usos)
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.
GalioSímbolo: Ga
Clasificación: Elementos térreos Grupo 13 Otros
Metales
----------------------------------------------------------------------
Número Atómico: 31
Masa Atómica: 69,723
Número de protones/electrones: 31
Número de neutrones (Isótopo 70-Ga): 39
Estructura electrónica: [Ar] 3d10 4s2 4p1
Electrones en los niveles de energía: 2, 8, 18, 3
Números de oxidación: +1, +3
---------------------------------------------------------------------
Electronegatividad: 1,81
Energía de ionización (kJ.mol-1): 577
Afinidad electrónica (kJ.mol-1): 29
Radio atómico (pm): 153
Radio iónico (pm) (carga del ion): 113(+1), 62(+3)
----------------------------------------------------------------------
Entalpía de fusión (kJ.mol-1): 5,59
Entalpía de vaporización (kJ.mol-1): 256,1
----------------------------------------------------------------------
----------
Punto de Fusión (ºC): 29,76
Punto de Ebullición (ºC): 2204
Densidad (kg/m3): 5906; (20 ºC)
Volumen atómico (cm3/mol): 11,81
Estructura cristalina: Ortorrómbica
Color: Blanco con brillo plateado.
Galio, elemento bastante extraño
Galio
El galio es una sustancia plateado blanda y se funde a temperaturas
ligeramente superiores a la temperatura ambiente. Fue descubierto en
1875 por el químico francés Paul Emile Lecoq de Boisbaudran. La mayor
parte de producción de galio se produce como un subproducto de la
producción de aluminio o zinc. El galio tiene una amplia variedad de usos
en diferentes industrias. Si alguna vez te has preguntado para qué sirve el
galio, a continuación tienes una lista de sus posibles usos:
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.
Galio (Usos)
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.
.
Galio (Curiosidad)
Los clavos formados con este costoso
metal pueden introducirse perfectamente
en la madera, pero .
. . Al primer síntoma de calor, el calvo se
derrite como una vela y las gotas de
metal caen lentamente
El Galio - Un metal que Confunde a los Expertos
UNO DE LOS METALES menos conocidos, el galio, presenta características extremadamente singulares y es desde hace
años un enigma para los expertos. Como el galio lo mismo es sólido que líquido, los técnicos no saben en qué emplearlo.
Cuando se le da la forma de una moneda, se asemeja mucho a uno de estos codiciados discos, pero al cogerla con la mano el
calor hace que se derrita; El galio es lo suficientemente fuerte para hacer clavos, pero, a los primeros síntomas de calor, se
derrite como una vela. Su punto de fusión es 29.5 grados centígrados. Al solidificarse se parece a la plata; cuando se derrite se
asemeja al mercurio.
Sin embargo, como una curiosidad este metal es demasiado costoso, ya que un só1o kilogramo vale más de 3000 dólares.
Nunca se 1e encuentra como metal libre, y su precio elevadísimo refleja lo mucho que cuesta separarlo del plomo y zinc.
Conclusión
Las moleculas de los elementos solidos estan muy juntas, de tal forma que ejercen
fuerzas atractivas, y por ende tiene una posicion fija. Un cristal es solido si sus
moleculas estan dsipuestas en forma de malla. Se forman frecuentemente bajo
condiciones que no favorecen la formacion de un cristal unico, sino son miles de
cristales juntos de forma ordenada. Lo mas resaltante es la existencia de una
temperatura definida llamada “punto de fusion”.
Referencias
http://enciclopedia.us.es/index.php/Silicio
http://www.uam.es/docencia/elementos/spV21/conmarcos/elementos/ge.html
http://elementos.org.es/galio
http://www.uam.es/docencia/elementos/spV21/sinmarcos/elementos/ga.html
http://www.mimecanicapopular.com/vergral.php?n=212
Imagenes
http://www.bing.com/images/search?q=lampara+de+Germanio&qs=n&form=QBIR
http://www.bing.com/images/search?q=paneles+de+germanio&view=detail&id=DA416BB82C3853D9ED33A44F8EA700118
8DA87BF&FORM=IDFRIR
http://www.bing.com/images/search?q=galio&view=detail&id=A60334EAF0F1FED4527DB17E24B7B69B4323B187&first=
211&FORM=IDFRIR
http://www.bing.com/images/search?q=usos+del+galio&view=detail&id=170D4B02EA51A87586F3E50177C0CC0E32D69D
2B&first=91&FORM=IDFRIR
http://www.bing.com/images/search?q=galinstano&view=detail&id=14A056E2976A76C65F2B6295F849119411D3DF52&F
ORM=IDFRIR