SÓLIDOS CRISTALINOS

CURSO: FISICA ELECTRÓNICAAUTOR: CARLOS GUERRERO OCUPA

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 carbonoideos 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.

Silicio

SilicioInformación general

Nombre, símbolo,número Silicio, Si, 14

Serie química Metaloides

Grupo, período,bloque 14, 3, p

Masa atómica 28,0855 u

Configuración electrónica [Ne]3s2 3p2

Dureza Mohs 6,5

Electrones por nivel 2, 8, 4 (imagen)

Propiedades atómicas

Radio medio 120 pm

Electronegatividad 1,9 (Pauling)

Radio atómico (calc) 111 pm (Radio de Bohr)

Radio covalente 111 pm

Radio de van der Waals 210 pm

Estado(s) de oxidación 4

Óxido Anfótero

1.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

SilicioPropiedades físicas

Estado ordinario Sólido (no magnético)

Densidad 2330 kg/m3

Punto de fusión 1687 K (1414 °C)

Punto de ebullición 3173 K (2900 °C)

Entalpía de vaporización 384,22 kJ/mol

Entalpía de fusión 50,55 kJ/mol

Presión de vapor 4,77 Pa a 1683 K

Varios

Estructura 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)

SilicioIsótopos más estables

Artículo principal: Isótopos del silicio

iso AN Periodo MD Ed PD

MeV28Si 92,23 % Estable con 14 neutrones29Si 4,67 % Estable con 15 neutrones30Si 3,1 % Estable con 16 neutrones32Si Sintético 132 a β- 0,224 32P

Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo

contrario.

Sus propiedades son intermedias entre las del carbono y el germanio. En forma cristalina es muy duro y poco soluble y presenta un brillo metálico y color grisáceo. Aunque es un elemento relativamente inerte y resiste la acción de la mayoría de los ácidos, reacciona con los halógenos y álcalis diluidos. El silicio transmite más del 95 % de las longitudes de onda de la radiación infrarroja.

Se prepara en forma de polvo amarillo pardo o de cristales negros-grisáceos. Se obtiene calentando sílice, o dióxido de silicio (SiO2), con un agente reductor, como carbono omagnesio, en un horno eléctrico. El silicio cristalino tiene una dureza de 7, suficiente para rayar el vidrio, de dureza de 5 a 7. El silicio tiene un punto de fusión de 1.411 °C, un punto de ebullición de 2.355 °C y una densidad relativa de 2,33(g/ml). Su masa atómica es 28,086 u (unidad de masa atómica).

El silicio constituye un 28 % de la corteza terrestre. No existe en estado libre, sino que se encuentra en forma de dióxido de silicio y de silicatos complejos. Los minerales que contienen silicio constituyen cerca del 40 % de todos los minerales comunes, incluyendo más del 90 % de los minerales que forman rocas volcánicas.

Características de Silicio

Germanio

• El germanio es un elemento químico con número atómico 32, y símbolo Ge perteneciente al período 4 de la tabla periódica de los elementos.

Germanio

Características principales• 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.

• Forma gran número de compuestos organometálicos 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.

GermanioInformación general

Nombre, símbolo,número Germanio, Ge, 32Serie química MetaloidesGrupo, período,bloque 14, 4, pMasa atómica 72,64 uConfiguración electrónica [Ar]3d10 4s2 4p2

Dureza Mohs 6Electrones por nivel 2, 8, 18, 4 (imagen)

Galio

El galio es un elemento químico de la tabla periódica de número atómico 31 y símbolo Ga.

Galio

Características principales• 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 puntos 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.