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 ( ):
úéé

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:
éá
  • Átomos de O:
éá

Resposta

Por milímetro quadrado da camada de com 100 nm de espessura, há aproximadamente átomos de silício (Si) e átomos de oxigênio (O).

Exercícios relacionados

Calcule os percentuais de caráter iônico para as ligações em cada um dos seguintes compostos: (i) MgO , (ii) GaP , (iii) CsF , (iv) CdS e (v) FeO .
Tabela 2. Os valores de eletronegatividade para os elementos.
Mg O Ga P Cs F Cd S Fe
1,2 3,5 1,6 2,1 0,7 4,0 1,7 2,5 1,8
Determine a razão mínima entre os raios dos ânions e dos cátions para o número de coordenação igual a 4.
Uma característica comum na primeira geração de cerâmicas supercondutoras de alta temperatura é a presença de uma camada de que funciona como um plano supercondutor. Calcule a força de atração entre um cátion e um ânion em uma dessas camadas. Os raios iônicos de e são 0,072 nm e , respectivamente.
Determine a velocidade do bloco A quando o tempo for . Considere a massa de A e a massa de B como sendo, e . Considere ainda, que o sistema é liberado a partir do repouso. Desconsidere a massa das polias e das cordas.