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Solidos cristalinos
- 1. ASIGNATURA FÍSICA ELECTRONICA TEMA: SOLIDOS CRISTALINOS (Silicio, Germanio y Galio) ALUMNO: CASTRO ROSADO, Edwin Antonio TUTOR: RODRIGUEZ CAHUANA, Roberto
- 2. 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
- 3. 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
- 4. 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
- 5. 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.
- 6. Propiedades Este 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
- 7. Aplicaciones Se 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
- 8. 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).
- 9. 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 de fusión (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 en los procesos de obtención de varios metales.
- 10. 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