Silicio, Germanio, Galio

1. Desarrollado por:
Juan Carlos Morales

2. Concepto
En el estado sólido, las moléculas, átomos o iones que
componen la sustancia están unidos entre sí por fuerzas
intensas, formando un todo compacto. La esto es una
característica de los sólidos y permite que entren las fuerzas
de enlace dando lugar a una red cristalina. En ella las
partículas tienen movimientos, se limitan a vibraciones en los
vértices de la red en donde se encuentran. Por esta razón las
sustancias sólidas poseen forma y volumen propios.
En los sólidos cristalinos, los átomos (o moléculas) ocupan
posiciones regularmente distribuidas en el espacio,
constituyendo una red regular llamada red cristalina.
Veremos los elementos como el Silicio, Germanio, Galio.

3. El silicio
Podemos determinar que Silicio de gran pureza
procede, etimológicamente
hablando, del término latino
silicium que a su vez emana
de otra palabra: sílex, que es
una piedra que se identifica
por su gran dureza y que
químicamente se define por la
siguiente composición: SIO2. Silicio policristalino
Segundo elemento mas
abundante del planeta.
Pertenece a La familia de
carbonoideos, cuenta con
Tiene 14 electrones y 14
protones.
Se presenta en la naturaleza Barra de silicio monocristalino
de dos formas distintas, una
amorfa y otra cristalizada. Fuente:
http://definicion.de/silicio/
http://eltamiz.com/2008/02/02/conoce-tus-elementos-el-silicio/

4. Propiedades
Nombre
Silicio
Número atómico
14
Valencia
4
Estado de oxidación+4
Electronegatividad
1,8
Radio covalente (Å)
1,11
Radio iónico (Å)
0,41
Radio atómico (Å)
1,32
Configuración electrónica
[Ne]3s23p2
Primer potencial de ionización (eV)
8,15
Masa atómica (g/mol)
28,086
Densidad (g/ml)
2,33
Punto de ebullición (ºC)
2680
Punto de fusión (ºC)
1410
Fuente:
http://www.lenntech.es/periodica/elementos/si.htm

5. Aplicaciones
Se aplica el silicio en
chips de computadoras,
teléfonos y otros
dispositivos
electrónicos, en los
ladrillos que se
utilizan para la
construcción, como
material refractario
en las cerámicas, como
fertilizante en la
agricultura, en los
láseres, en las
siliconas que se usan
para las cirugías
estéticas y en la
fabricación de vidrio
Fuente:
http://definicion.de/silicio/

6. Germanio
Así como el Silicio, tiene cuatro
electrones de valencia y forma parte
de la red cristalina en la cual los
átomos sustituidos (dopantes)
pueden cambiar drásticamente las
propiedades eléctricas.
El germanio 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
germanio, son semiconductores.
El germanio es una sustancia dura de
color blanco grisáceo que se
encuentra con los minerales de zinc,
plata, plomo y cobre.

7. Propiedades
Electrones por
Símbolo químico Ge 2, 8, 18, 4
capa
Número atómico 32
Estados de
Grupo 14 4
oxidación
Periodo 4 Óxido Anfótero
Aspecto blanco grisáceo Estructura cúbica centrada en
Bloque P cristalina las caras
Densidad 5323 kg/m3 Estado Sólido
Masa atómica 72.64 u Punto de fusión 1211.4 K
Radio medio 125 pm Punto de ebullición3093 K
Radio atómico 125 Calor de fusión 36.94 kJ/mol
Radio covalente 122 pm 0,0000746 Pa a
Presión de vapor
Configuración 1210 K
[Ar]3d10 4s2 4p2
electrónica Electronegatividad 2,01
Calor específico 320 J/(K·kg)
Conductividad
1,45 S/m
eléctrica
Conductividad
59,9 W/(K·m)
térmica
Fuente :
http://elementos.org.es/germanio

8. Aplicaciones
El germanio se añade en aleaciones en
las que se necesita dilatación en las
bajadas de temperatura, pero sus
aplicaciones más importantes se
encuentran en el campo de la
electrónica aprovechando sus
propiedades semiconductoras.
Dopados con elementos como P, As, Sb,
B, Al y Ga, los cristales de germanio se
comportan como rectificadores y por
ello se han usado desde la segunda
guerra mundial (1939-1945) como
detectores para ultra alta frecuencia
(UHF) en señales de radar y radio.
Los cristales de germanio también
tienen otros usos electrónicos
especializados como transistores y
diodos. El óxido de germanio se usa en
la fabricación de vidrio óptico y como
medicamento en el tratamiento de
algunos tipos de anemia.

9. Galio
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) e 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
La cristalización no se produce en ninguna de las
ebullición) y la presión de vapor es
estructuras simples; la fase estable en condiciones
baja incluso a altas temperaturas.
normales es ortorrómbica, con 8 átomos en cada
El metal se expande un 3,1% al
celda unitaria en la que cada átomo sólo tiene otro
solidificar y flota en el líquido al
en su vecindad más próxima a una distancia de 2,44
igual que el hielo en el agua.
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.
Fuente:
http://es.wikipedia.org/wiki/Galio

10. Propiedades
Nombre Radio atómico (Å)
Galio 1,41
Número atómico Configuración electrónica
31 [Ar]3d104s24p1
Valencia Primer potencial de ionización (eV)
3 6,02
Estado de oxidación Masa atómica (g/mol)
+3 69,72
Electronegatividad Densidad (g/ml)
1,6 5,91
Radio covalente (Å) Punto de ebullición (ºC)
1,26 2237
Radio iónico (Å) Punto de fusión (ºC)
0,62 29,8
Fuente:
http://www.lenntech.es/periodica/elementos/ga.htm
http://www.periodni.com/es/ga.html

11. Aplicaciones
Se emplea en el dopado de semiconductores y en la fabricación de dispositivos de estado
sólido como:
 transistores, diodos, células solares, etc.
 El 72Ga se emplea en el diagnóstico y terapia de tumores óseos.
 Se utiliza en aleaciones con bajo punto de fusión.
 El arseniuro de galio se usa para convertir la electricidad en luz coherente (láser).
 Con hierro, litio, magnesio, itrio y gadolinio forma materiales magnéticos.
 El galato de magnesio, con impurezas de iones divalentes, se utiliza en la pólvora de
fósforos activados con luz ultravioleta.
 El galio se utiliza para la detección de neutrinos solares.
Fuente:
http://www.quimicaweb.net/tablaperiodica/paginas/galio.htm