Silicio germanio galio

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  • 1. SilicioJavier Juan Castro Sánchez
  • 2.  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 carbono ideos 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.Concepto.-
  • 3.  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.Aplicaciones.-
  • 4.  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;
  • 5.  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. 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.
  • 6.  Se utiliza en la industria del acero como componente de las aleaciones de silicio- acero. Para fabricar el acero, se desoxida el acero fundido añadiéndole pequeñas cantidades de silicio; el acero común contiene menos de un 0,30% de silicio. El acero al silicio, que contiene de 2,5 a 4% de silicio, se usa para fabricar los núcleos de los transformadores eléctricos, pues la aleación presenta baja histéresis.
  • 7.  Existe una aleación de acero, el durirón, que contiene un 15% de silicio y es dura, frágil y resistente a la corrosión. El durirón se usa en los equipos industriales que están en contacto con productos químicos corrosivos, el silicio se utiliza también en las aleaciones de cobre, como el bronce y el latón.
  • 8.  El silicio es un semiconductor; su resistividad a la corriente eléctrica a temperatura ambiente varía entre la de los metales y la de los aislantes. Laconductividad del silicio se puede controlar añadiendo pequeñas cantidades de impurezas llamadas dopantes.
  • 9.  La capacidad de controlar las propiedades eléctricas del silicio y su abundancia en la naturaleza. Han posibilitado el desarrollo, aplicación de los transistores y circuitos integrados que se utilizan en la industria electrónica.
  • 10.  La sílice y los silicatos se utilizan en la fabricación de vidrio, barnices, esmaltes, cemento y porcelana, y tienen importantes aplicaciones individuales. La sílice fundida, que es un vidrio que se obtiene fundiendo cuarzo o hidrolizando tetracloruro de silicio, se caracteriza por un bajo coeficiente de dilatación y una alta resistencia a la mayoría de los productos químicos.
  • 11.  El gel de sílice es una sustancia incolora, porosa y amorfa; se prepara eliminando parte del agua de un precipitado gelatinoso de ácido silícico, SiO2·H2O, el cual se obtiene añadiendo ácido clorhídrico a una disolución de silicato de sodio. El gel de sílice absorbe agua y otras sustancias y se usa como agente desecante y decolorante.
  • 12.  El silicato de sodio (Na2SiO3), también llamado vidrio, es un silicato sintético importante, sólido amorfo, incoloro y soluble en agua, que funde a 1088 °C. Se obtiene haciendo reaccionar sílice (arena) y carbonato de sodio a alta temperatura, o calentando arena con hidróxido de sodio concentrado a alta presión.
  • 13.  La disolución acuosa de silicato de sodio se utiliza para conservar huevos; como sustituto de la cola o pegamento para hacer cajas y otros contenedores. Para unir gemas artificiales; como agente incombustible, y como relleno y adherente en jabones y limpiadores.
  • 14.  Otro compuesto de silicio importante es el carborundo, un compuesto de silicio y carbono que se utiliza como abrasivo. El monóxido de silicio, SiO, se usa para proteger materiales, recubriéndolos de forma que la superficie exterior se oxida al dióxido, SiO2. Estas capas se aplican también a los filtros de interferencias. Fue identificado por primera vez por Antoine Lavoisier en 1787.
  • 15. Germanio
  • 16.  El germanio es un elemento químico con número atómico 32, y símbolo Ge perteneciente al grupo 4 de la tabla periódica de los elementos. 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.
  • 17.  Forma gran número de compuestos organometálicos 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.
  • 18.  Aplicaciones Las aplicaciones del germanio se ven limitadas por su elevado costo y en muchos casos se investiga su sustitución por materiales más económicos. Fibra óptica. Electrónica: radares y amplificadores de guitarras eléctricas usados por músicos nostálgicos del sonido de la primera época del rock and roll; aleaciones Si/Ge en circuitos integrados de alta velocidad. También se utilizan compuestos sándwich 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.
  • 19.  En joyería se usa la aleación Au con 12% de 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).
  • 20. Galio
  • 21.  El galio es un elemento químico de la tabla periódica de número atómico 31 y símbolo Ga. 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 del ambiente (como cesio, mercurio y rubidio)
  • 22.  Incluso cuando se sostiene en 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.
  • 23.  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.
  • 24.  La cristalización no se produce en ninguna de las estructuras simples; la fase estable en condiciones es ortorrómbica, 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. En esta estructura el enlace químico formado entre los átomos más cercanos es covalente siendo la molécula Ga2 la que realmente forma el entramado cristalino.
  • 25.  A otra presión y temperatura se han encontrado numerosas fases estables y meta estables distintas. El galio corroe otros metales al difundirse en sus redes cristalinas.
  • 26.  Aplicaciones La parte más importante de la producción de galio sirve para la producción de arseniuro de galio, que como material semiconductor en algunas aplicaciones es superior al Silicio. La principal aplicación del galio (arseniuro de galio) es la construcción de circuitos integrados y dispositivos optoelectrónicos como diodos láser y LED. Se emplea en el dopado de semiconductores y en la fabricación de dispositivos de estado sólido como: transistores, diodos, células solares, etc. Se utiliza en aleaciones con bajo punto de fusión.
  • 27.  Bibliografía Alfred Zehe; Andreas Thomas(2009) Tecnologia Epitaxial de Silicio. Ed: Intercon Verlagsgruppe. Dr. D. Aurelio Beltran (2010) Quimica Vol.02 Ed: Reverte S.A.
  • 28. Imágenes Silicio http://eltamiz.com/wp-content/uploads/2008/02/silicio1.jpg http://mediateca.educa.madrid.org/imagen/imagenes/publicas/ta m3/5m/5mco7engzeg8rjtx.jpg Germanio http://mediateca.educa.madrid.org/imagen/imagenes/publicas/ta m3/pq/pq3zwfv16bxdjtmf.jpg http://www.rdnattural.es/wp- content/uploads/2010/05/Germanio.jpg Galio http://quimica.laguia2000.com/wp- content/uploads/2012/03/sjxmj1li3rabfwgw.jpg http://3.bp.blogspot.com/_rQ7K_lauh44/SxT37VdztSI/AAAAAAAA AHY/6-nYo0xWIL0/s1600/Gallium1_640x480.jpg