Silicio
El silicio no existe libre en la naturaleza. Se encuentra combinado en forma de dióxido de silicio (cuarzo, sílice, ópalo) y de silicatos. El SiO2 cristaliza como cuarzo por debajo de 870 °C, como tridimita entre 870 °C y 1.470 °C y como cristobalita por encima de esta última temperatura. El cuarzo cristaliza en el sistema romboédrico, la tridimita en el sistema hexagonal y la cristobalita en el sistema cúbico. El silicio se obtiene por reducción del tetracloruro de silicio con potasio, sodio o aluminio, en ausencia de oxígeno:
Si〖Cl〗4 + 4 K → Si + 4 KCl
También se puede obtener por reducción de la sílice con magnesio o aluminio,
SiO2 + 2 Mg → Si+2 MgO
El silicio de alta pureza se utiliza como semiconductor, especialmente en la fabricación de transistores. Los silicatos de sodio y de potasio son solubles en agua.
El silicato de sodio se conoce con el nombre vulgar de vidrio soluble. El vidrio es una mezcla de silicatos y se obtiene fundiendo juntos carbonato de sodio, Na2CO3, carbonato de calcio, CaCO3, y sílice, SiO2.
El vidrio duro, que se emplea para fabricar objetos que deben resistir elevadas temperaturas, se obtiene sustituyendo el carbonato de sodio por carbonato de potasio. El vidrio de color se obtiene añadiendo óxidos metálicos que forman silicatos coloreados.
Germanio
Fue descubierto en 1886 por el químico alemán Winkler 11838-1904). El germanio se encuentra en la naturaleza combinado en el mineral argirodita, GeS2 • 4 Ag2S. El germanio se obtiene por reducción del dióxido de germanio, CeO2 con hidrógeno o aluminio. Es un sólido blanco grisáceo, cristalino y quebradizo. Se disuelve en ácido sulfúrico concentrado y en ácido nítrico concentrado y forma aleaciones con muchos metales. Cuando es superpuro se utiliza como semiconductor en la fabricación de componentes electrónicos.
Estaño
Se encuentra combinado en la naturaleza en forma de casiterita, SnO2. Se obtiene por reducción del dióxido de estaño con carbón:
SnO2 + 2 C → Sn + 2 CO
El metal obtenido se purifica por electrólisis. El estaño es un metal de color blanco, muy dúctil y maleable. Se da en dos formas alotrópicas: estaño blanco, que existe en dos formas cristalinas (rómbica y tetragonal) y estaño gris. El estaño blanco pasa a estaño gris a bajas temperaturas.
El estaño se emplea para proteger el hierro formando la hojalata y para fabricar aleaciones como el bronce (cobre y estaño) y el metal de soldar (plomo y estaño). Existen dos óxidos de estaño: el monóxido de estaño. SnO, de color negro, y el dióxido de estaño, SnO2, de color blanco.
Plomo
El plomo se encuentra combinado en la naturaleza en forma de galena, PbS, cerusita, PbCO3, y anglesita, PbSO4. Para obtener plomo se tuesta el sulfuro hasta que una parte se convierte en óxido y el resto permanece inalterado:
2 PbS + 3 O2 → 2 PbO + 2 SO2
A continuación se cierra la entrada de aire y se calienta de modo que el óxido obtenido anteriormente se reduzca con el sulfuro que no había reaccionado:
2 PbO + PbS → 3 Pb + SO2
Para purificar el metal obtenido se procede a su refinado electrolítico. El plomo es un metal blando y denso de bajo punto de fusión. Se usa para fabricar cañerías y en las baterías de los automóviles.
También se usa en aleaciones de bajo punto de fusión y en pigmentos para pinturas. El monóxido de plomo, PbO, también llamado litargirio, es de color amarillo y se utiliza para fabricar esmaltes.
El dióxido de plomo, PbO2, es un oxidante muy enérgico y se utiliza para construir el ánodo de las baterías de los automóviles. El minio, Pb3O4, se emplea para fabricar pintura roja antioxidante. El cromato de plomo, PbCrO4, de color amarillo, y el carbonato básico de plomo, Pb3 (CO3)2 (OH)2, denominado albayalde, de color blanco. Se utilizan como pigmentos en pintura.
