SÓLIDOS CRISTALINOS

Christian Portales BFísica ElectrónicaIngeniería de Sistemas Ciclo V

SilicioGermanioGalio

estructura cristalina, propiedades y aplicaciones

SilicioEstructura Cristalina Cúbica centrada en

las caras

N° CAS 7440-21-3

N° EINECS 231-130-8

Calor específico 700 J/ (K·kg)

Conductividad eléctrica

4.35·10-4 S/m

Conductividad térmica

148 W/ (K·m)

Velocidad del sonido 8433 m/s a 293,15 K (20 °C)

Estado ordinario Sólido (no magnético)Densidad 2330 kg/m3Punto de fusión 1 687 K (1 414 °C)Punto de ebullición 3 173 K (2 900 °C)Entalpía de vaporización 384,22 kJ/molEntalpía de fusión 50,55 kJ/molPresión de vapor 4,77 Pa a 1683 K

Propiedades Físicas

Silicio

Radio medio 120 pmElectronegatividad 1,9 (Pauling)Radio atómico (calc) 111 pm (Radio de Bohr)Radio covalente 111 pmRadio de van der Waals

210 pm

Estado(s) de oxidación

4

Óxido Anfótero1. ª Energía de ionización

786,5 kJ/mol

2. ª Energía de ionización

1577,1 kJ/mol

3. ª Energía de ionización

3231,6 kJ/mol

4. ª Energía de ionización

4355,5 kJ/mol

5. ª Energía de ionización

16091 kJ/mol

6. ª Energía de ionización

19805 kJ/mol

7. ª Energía de ionización

23780 kJ/mol

8. ª Energía de ionización

29287 kJ/mol

9. ª Energía de ionización

33878 kJ/mol

10.ª Energía de ionización

38726 kJ/mol

Propiedades Atómicas

Silicio

Aplicaciones

· Utilizado para producir chips para ordenadores. · Las células fotovoltaicas para conversión directa de energía solar en eléctrica utilizan obleas cortadas de cristales simples de silicio de grado electrónico.  El silicio hiperpuro puede doparse con boro, galio, fósforo o arsénico, aumentando su conductividad; se emplea para la fabricación de transistores, rectificadores y otros dispositivos de estado sólido ampliamente empleados en electrónica. ·Se utiliza como integrante de aleaciones para dar mayor resistencia a aluminio, magnesio, cobre y otros metales. ·La arena y arcilla (silicatos) se usan para fabricar ladrillos y hormigón; son un material refractario que permite trabajar a altas temperaturas. · La meta silicato de sodio, Na2SiO3, es una sal empleada en detergentes para tamponar e impedir que la suciedad entre en el tejido: los iones meta silicatos, SiO3-2, se unen a las partículas de suciedad, dándoles carga negativa, lo que impide que se agreguen y formen partículas insolubles.

Silicio·Al acidificar el orto silicato de silicio se obtiene un precipitado gelatinoso de sílice (sílica gel) que se emplea como agente desecante, soporte para catalizadores, cromatografía y aislante térmico. ·La sílice (arena) es el principal ingrediente del vidrio, uno de los materiales más baratos con excelentes propiedades mecánicas, ópticas, térmicas y eléctricas. ·Las siliconas son derivados poliméricos del silicio. Se utilizan para juguetes, lubricantes, películas impermeables, implantes para cirugía estética,... ·El carburo de silicio se utiliza como abrasivo importante, para componentes refractarios. 

https://www.google.com.pe/search?q=silicio&biw=1182&bih=771&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=jR5hVIqnPMqfgwTNsYLYCA&sqi=2&ved=0CAYQ_AUoAQ

Germanio

Estructura cristalina Cúbica centrada en las caras

N° CAS 7440-56-4

N° EINECS 231-164-3

Calor específico 320 J / (K ·kg)

Conductividad eléctrica 1,45 S/m

Conductividad térmica 59,9 W/ (K ·m)

Velocidad del sonido 5400 m/s a 293,15 K (20 °C)

Germanio

Radio medio 125 pmElectronegatividad 2,01 (Pauling)Radio atómico (calc) 125 pm (Radio de Bohr)Radio covalente 122 pmRadio de van der Waals

Sin datos pm

Estado(s) de oxidación

4, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3, -4

Óxido Anfótero1. ª Energía de ionización

762 kJ/mol

2. ª Energía de ionización

1537,5 kJ/mol

3. ª Energía de ionización

3302,1 kJ/mol

4. ª Energía de ionización

4411 kJ/mol

5. ª Energía de ionización

9020 kJ/mol

Propiedades Químicas

Germanio 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 SiGe 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.

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).

Germanio

https://www.google.com.pe/search?q=germanio&biw=1038&bih=678&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=P-9gVIWGH8KlgwTh74DgCg&ved=0CAYQ_AUoAQ#facrc=_&imgdii=_&imgrc=Wyuqgr7Ck3HdGM%253A%3BzGqb9nY5_bPdFM%3Bhttp%253A%252F%252F4.bp.blogspot.com%252F-8cu3bB5izWs%252FT2ntmjLtCNI%252FAAAAAAAAEf0%252FyRYNiY-uzRg%252Fs640%252Fgermanio%252B4.JPG%3Bhttp%253A%252F%252Fcienciasdejoseleg.blogspot.com%252F2012%252F03%252Fgermanio-segun-el-modelo-de-bohr.html%3B356%3B356

Galio

Estructura cristalina Ortorrómbica

N° CAS 7440-55-3

N° EINECS 231-163-8

Calor específico 370 J/ (K·kg)

Conductividad eléctrica 6,78 106 S/m

Conductividad térmica 40,6 W/ (K·m)

Velocidad del sonido 2740 m/s a 293,15 K (20 °C)

Galio

Radio medio 130 pm

Electronegatividad 1,81 (Pauling)

Radio atómico (calc) 136 pm (Radio de Bohr)

Radio covalente 126 pm

Radio de van der Waals 187 pm

Estado(s) de oxidación 3

Óxido Anfótero

1. ª Energía de ionización 578,8 kJ/mol

2. ª Energía de ionización 1979,3 kJ/mol

3. ª Energía de ionización 2963 kJ/mol

4. ª Energía de ionización 6180 kJ/mol

Propiedades Químicas

Galio

Estado ordinario SólidoDensidad 5904 kg/m3Punto de fusión 302,91 K (30 °C)Punto de ebullición 2 477 K (2 204 °C)Entalpía de vaporización

258,7 kJ/mol

Entalpía de fusión 5,59 kJ/molPresión de vapor 9,31 × 10-36 Pa a 302,9

K

Propiedades Físicas

GalioAplicaciones del galio

·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.

Galio

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