Silicio, Germanio, Galio.

Universidad Privada TELESUPFranklin Mautino Mundaca.

Sólidos Cristalinos

SILICIo

Curiosidades sobre el elemento: En 1800, Davy comprende que la sílice no es un elemento, sino un compuesto; en 1811, Gay Lussac y Thenard, probablemente prepararon silicio amorfo impuro calentando potasio con tetrafluoruro de silicio. En 1824, Berzelius, que se considera descubridor, preparó silicio amorfo por el mismo método y purificó el producto eliminando, mediante repetidos lavados, los fluorosilicatos. En 1845, Deville preparó por primera vez silicio cristalino, la otra forma alotrópica.

El silicio es uno de los elementos (y sus compuestos) más útiles para el hombre. El silicio hiperpuro puede doparse con boro, galio, fósforo o arsénico, con lo que aumenta su conductividad; se emplea para la fabricación de transistores, células solares, rectificadores y otros dispositivos de estado sólido ampliamente empleados en electrónica.

El silicio es importante en la vida de animales y plantas. No es venenoso. Las diatomeas extraen sílice del agua para construir su pared celular. La tierra de diatomeas es un buen adsorbente. La sílice está presente en las cenizas de plantas y en el esqueleto humano. Mineros, picapedreros y otros que trabajan en lugares donde hay grandes cantidades de polvo de sílice frecuentemente desarrollan una enfermedad pulmonar grave conocida como silicosis

Características del silicio--------------------------------------------------------------------------------Símbolo: Si Clasificación: Elementos carbonoides Grupo 14 Metaloide --------------------------------------------------------------------------------Número Atómico: 14Masa Atómica: 28,0855Número de protones/electrones: 14Número de neutrones (Isótopo 28-Si): 14 Estructura electrónica: [Ne] 3s2 3p2Electrones en los niveles de energía: 2, 8, 4Números de oxidación: -4, +2, +4 --------------------------------------------------------------------------------Electronegatividad: 1,90Energía de ionización (kJ.mol-1): 786Afinidad electrónica (kJ.mol-1): 134Radio atómico (pm): 118Radio iónico (pm) (carga del ion): 26 (+4), 271 (-4) Entalpía de fusión (kJ.mol-1): 39,6Entalpía de vaporización (kJ.mol-1): 383,3 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Punto de Fusión (ºC): 1414Punto de Ebullición (ºC): 3265Densidad (kg/m3): 2329; (20 ºC) Volumen atómico (cm3/mol): 12,06Estructura cristalina: Cúbica Color: El silicio cristalino es gris con brillo metálico. El amorfo es marrón

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Propiedades atómicas del silicio La masa atómica de un elemento está determinado por la masa total de neutrones y protones que se puede encontrar en un solo átomo perteneciente a este elemento. En cuanto a la posición donde encontrar el silicio dentro de la tabla periódica de los elementos, el silicio se encuentra en el grupo 14 y periodo 3. El silicio tiene una masa atómica de 28,0855 u. La configuración electrónica del silicio es [Ne]3s2 3p2. La configuración electrónica de los elementos, determina la forma el la cual los electrones están estructurados en los átomos de un elemento. El radio medio del silicio es de 1,0 pm, su radio atómico o radio de Bohr es de 1,1 pm, su radio covalente es de 1,1 pm y su radio de Van der Waals es de 2,0 pm. El silicio tiene un total de 14 electrones cuya distribución es la siguiente: En la primera capa tiene 2 electrones, en la segunda tiene 8 electrones y en su tercera capa tiene 4 electrones.

 

El silicio es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre y es vital para la industria de la construcción. Si alguna vez te has preguntado para qué sirve el silicio, a continuación tienes una lista de sus posibles usos:El dióxido de silicio y sílice (en forma de arcilla o arena) son componentes importantes de ladrillos, hormigón y cemento.◾El silicio es un semiconductor. Esto significa que el flujo eléctrico puede ser controlada mediante el uso de partes de silicio. Por lo tanto, el silicio es muy importante en la industria eléctrica. Componentes de silicio se utilizan en las computadoras, los transistores, células solares, pantallas LCD y otros dispositivos semiconductores.◾La mayoría del silicio se utiliza para la fabricación de aleaciones de aluminio y silicio con el fin de producir piezas fundidas. Las piezas se producen mediante el vertido del material fundido de aluminio y silicio en un molde. Estas piezas de material fundido se utilizan generalmente en la industria del automóvil para fabricar piezas para coches.◾La masilla "Silly Putty" antes se hacía mediante la adición de ácido bórico al aceite de silicona.◾El carburo de silicio es un abrasivo muy importante.◾Los silicatos se puede utilizar para hacer tanto cerámica y como esmalte.◾La arena, que contiene silicio, es un componente muy importante del vidrio.◾La silicona, un polímero derivado del silicio, se utiliza en aceites y ceras, implantes mamarios, lentes de contacto, explosivos y pirotecnia (fuegos artificiales).◾En el futuro, el silicio puede sustituir al carbón como la principal fuente de electricidad.

Aplicaciones

Germanio.Los elementos químicos de la familia del Carbono, que agrupa además del citado al Silicio, Germanio, Estaño y Plomo, poseen unas estructuras atómicas que los convierten en potentes comodines combinacionales. A medida que su peso atómico es creciente, su estado de agregación varía desde el gaseoso para el Carbono hasta el metálico del resto, aunque Silicio y Germanio suelen considerarse semimetales.

Es un metaloide sólido duro, cristalino, de color blanco grisáceo lustroso, deleznable, que conserva el brillo a

temperaturas ordinarias. Presenta la misma estructura cristalina que el diamante y resiste a los ácidos y álcalis.

Forma gran número de compuestos órgano-metálicos y es un importante material semiconductor utilizado en transistores y fotodetectores. 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.

Características principales: Germanio.

Efectos del hidruro de Germanio y el tetrahidruro de Germanio sobre la salud - Efectos ambientales del Germanio

Nombre: Germanio

Número atómico: 32

Valencia : 4

Estado de oxidación: +4

Electronegatividad : 1,8

Radio covalente (Å): 1,22

Radio iónico (Å): 0,53

Radio atómico (Å) : 1,37

Configuración electrónica : [Ar]3d104s24p2

Primer potencial de ionización (eV): 8,16

Masa atómica (g/mol) : 72,59

Densidad (g/ml) : 5,32

Punto de ebullición (ºC) : 2830

Punto de fusión (ºC): 937,4

Descubridor : Clemens Winkler 1886

Propiedades químicas del Germanio -

Además, un estudio publicado en el “Journal of Interferon Research" concluía que"el germanio orgánico restaura el funcionamiento normal de células-T y linfocitos-B; el germanio orgánico tiene actividades fisiológicas excepcionales siendo capaz de estimular la producción de gamma-interferón, tanto en animales como en seres humanos, sin efectos laterales ni toxicidad".

Aplicaciones del germanio.

El 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 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.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.

La masa atómica de un elemento está determinado por la masa total de neutrones y protones que se puede encontrar en un solo átomo perteneciente a este elemento. En cuanto a la posición donde encontrar el germanio dentro de la tabla periódica de los elementos, el germanio se encuentra en el grupo 14 y periodo 4. El germanio tiene una masa atómica de 72,64 u.La configuración electrónica del germanio es [Ar]3d10 4s2 4p2. La configuración electrónica de los elementos, determina la forma el la cual los electrones están estructurados en los átomos de un elemento. 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 germanio tiene un total de 32 electrones cuya distribución es la siguiente: En la primera capa tiene 2 electrones, en la segunda tiene 8 electrones, en su tercera capa tiene 18 electrones y en la cuarta, 4 electrones.

Propiedades atómicas del germanio

Metal blando, grisáceo en estado líquido y plateado brillante al sodificar, sólido deleznable a bajas temperaturas que funde a temperaturas cercanas a la del ambiente (como cesio) e incluso cuando se lo coge en la mano por su bajo punto de fusión (28,76 ºC). El rango de temperatura en el que permanece líquido es de (2174 ºC separan sus punto de fusión y ebullición) y la presión de vapor es baja incluso a altas temperaturas. Se expande un 3,1% al solidificar y flota en el líquido al igual que el hielo en el agua.

Galio.

Galio

Símbolo químico

Ga

Número atómico

31

Grupo 13

Periodo 4

Aspectoblanco plateado

Bloque p

Densidad 5904 kg/m3

Masa atómica 69.723 u

Radio medio 130 pm

Radio atómico 136

Radio covalente

126 pm

Radio de van der Waals

187 pm

Configuración electrónica

[Ar]3d10 4s2 4p1

Electrones por capa

2, 8, 18, 3

Estados de oxidación

3

Óxido anfótero

Estructura cristalina ortorrómbica

Estado sólido

Punto de fusión 302.91 K

Punto de ebullición 2477 K

Calor de fusión 5.59 kJ/mol

Presión de vapor 9,31 × 10-36Pa a 302,9 K

Electronegatividad 1,81

Calor específico 370 J/(K·kg)

Conductividad eléctrica 6,78 106S/m

Conductividad térmica 40,6 W/(K·m)

La principal aplicación del galio (arseniuro de Galio) es la construcción de circuitos integrados y dispositivos optoelectrónicos como diodos láser y LED

Por su intenso y brillante plateado y la capacidad de mojar superficies de vidrio y porcelana se utiliza en la construcción de espejos.

Se emplea para dopar materiales semiconductores y construir dispositivos diversos como transitores.

En termómetros de alta temperatura por su bajo punto de fusión.

El galio se alea con facilidad con la mayoría de los metales y se usa en aleaciones de bajo punto de fusión.

El isótopo Ga-67 se usa en medicina nuclear.

Aplicaciones del galio.

Aplicaciones.

Fuentes: http://elementos.org.es/germaniohttp://www.uam.es/docencia/elementos/spV21/sinmarcos/elementos/ge.html

Usos del galioEl 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.•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.