Em um dispositivo semicondutor metal-óxido, uma fina camada de sílica
é crescida sobre uma pastilha monocristalina de silício. A massa específica (densidade) da sílica é
e os pesos atômicos de Si e O são
e
, respectivamente. Quantos átomos de Si e de O estão presentes por milímetro quadrado da camada de óxido, supondo que a espessura da camada seja de 100 nm .
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para descobrir quantos átomos de silício (Si) e de oxigênio (O) existem por milímetro quadrado em uma camada de dióxido de silício (
) com espessura de 100 nm. Para resolver isso, vamos usar conceitos de densidade, massa molar e quantidade de substância.
Passo 2
Primeiro, precisamos calcular a massa dessa camada de
por unidade de área (ou seja, por milímetro quadrado). Sabemos que a densidade (
) é
e a espessura (
) é de 100 nm (que é
metros).
A massa por unidade de área (
) é dada por:
Substituindo os valores:
Passo 3
Agora, vamos converter essa massa por área para gramas por milímetro quadrado. Sabemos que:
Então:
Passo 4
Em seguida, vamos determinar a massa molar do
. Sabemos que:
- Massa molar do Si:
- Massa molar do O:
Como a fórmula é
, temos:
Passo 5
Agora, calculamos a quantidade de mols de
por milímetro quadrado:
Passo 6
Para descobrir o número de moléculas, usamos o número de Avogadro (
):
Passo 7
Cada molécula de
contém 1 átomo de Si e 2 átomos de O. Então, o número de átomos de cada elemento por milímetro quadrado será:
- Átomos de Si:
- Átomos de O:
Resposta
Por milímetro quadrado da camada de
com 100 nm de espessura, há aproximadamente
átomos de silício (Si) e
átomos de oxigênio (O).