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Hilo: Cuántos átomos de Si y también cuántos de O hay por mm2

  1. #1
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    Predeterminado Cuántos átomos de Si y también cuántos de O hay por mm2

    El problema dice:

    En un dispositivo semiconductor MOS (Metal-óxido semiconductor) se hace crecer una
    capa delgada de SiO2 de 2.20 Mg/m3 de densidad, sobre un "chip" u oblea de mono cristal de
    Silicio. ¿Cuántos átomos de Si y también cuántos de O hay por mm2 de la capa de óxido?
    Suponga que el espesor de la capa es 100 nm.
    R/ 2.21 E +15 átomos de Si y 4.41 E +15 átomos de O.

    Primero lo que hice fue en listar los datos

    Si ; 28.08 g/mol
    O ; 15.99 g/mol

    La masa molar de SiO_2 = 28.08+2(15.99) = 60.06 g/mol
    La \rho = 2.2 mg/m^3 = 0.0022 g/m^3

    Con estos datos busque que forma tiene una oblea y al parecer es una placa circular . La idea que se me viene para resolver este problema es que esta hay que determinar el volumen de la oblea dado que dan el espesor de la capa de SiO_2 y esa seria como una elevación h y luego buscar el radio supongo oh algo así pero me gustaría que me guiaran para realizarlo

  2. #2
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    Predeterminado Re: Cuántos átomos de Si y también cuántos de O hay por mm2

    Yo primero calcularía el volumen de la capa de oxido sabemos que tiene 100 nm de espesor que son \notcien {100}{-9}m =\notcien{1}{-7}m

    luego el área que te interesa es 1 mm^2 =\notcien{1}{-6 }m^2

    el volumen es área por altura

    la masa de óxido sera volumen por densidad la densidad expresada en gramos 2.2Mg/m^3=\notcien{2.2}{6}g /m^3

    luego sabiendo la masa de óxido, la divides por el peso molecular masa molar y sabes el número de moles de óxido que tiene la capa

    Multiplicas el número de moles por el número de Avogadro y tienes el número de moléculas de átomos de silicio.

    Si por cada molécula de óxido de silicio hay 1 átomo de silicio hay 2 de oxígeno, con ello puedes calcular cuantos hay de cada uno en ese mm cuadrado.

    lo único que importa es el área , no la forma que esta tenga, no importa si es un círculo un cuadrado o un hexágono, solo interesa que el área sea 1 mm^2
    Última edición por Richard R Richard; 08/08/2018 a las 16:26:13. Razón: Aclarar
    Saludos \mathbb {R}^3

  3. #3
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    Predeterminado Re: Cuántos átomos de Si y también cuántos de O hay por mm2

    Cita Escrito por Richard R Richard Ver mensaje

    la masa de óxido sera volumen por densidad la densidad expresada en gramos 2.2Mg/m^3=\notcien{2.2}{6}g /m^3
    Al pasarlo a gramos no es 2.2\frac{mg}{m^3 }*\frac{1g}{1000mg } ???

    Actualizando:

    Perdón me había equivocado

    2.2\frac{mg}{m^3 }*\frac{1000g}{1mg }

    ok V= 1x10^{-6} (100x10^{-9}) = 1x10^{-13} m^3

    m=2.2(1x10^{-13})=2.2x10^{-13}mg

     # mol=\frac{2.2(1000)}{60.06 } = 3.66 x10^{-12}

    Luego

    3.66 x10^{-12} (6.023x10^{23}) = 2.20x10^{12}

    ahora esta serian las moléculas de si??? y al multiplicar ese resultado por 2 serian las de O ???
    Última edición por wario0618; 08/08/2018 a las 01:32:42.

  4. #4
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    Predeterminado Re: Cuántos átomos de Si y también cuántos de O hay por mm2

    Cita Escrito por wario0618 Ver mensaje


    2.2\frac{mg}{m^3 }*\frac{1000g}{1mg }

    2.20 Mg/m3 son 2,2 "mega" gramos por metro cúbico es decir 2200 kg por metro cúbico o 2.2 toneladas por metro cúbico.


    Cita Escrito por wario0618 Ver mensaje
    V= 1x10^{-6} (100x10^{-9}) = 1x10^{-13} m^3


    Cita Escrito por wario0618 Ver mensaje
    m=2.2(1x10^{-13})=2.2x10^{-13}mg

    no m=\rho\cdot V=\notcien{2.2}{6}g /m^3\cdot \notcien{1}{-13}m^3=\notcien{2.2}{-7}g

    luego

     # mol=\frac{\notcien{2.2}{-7}g}{60.06 g/mol})=\notcien{3.663}{-9} moles

    el número de moléculas

    \notcien{3.663}{-9}\cdot  \notcien{6.02}{23} = \notcien{2.205}{-15}

    esa sería la cantidad también de átomos de silicio y los de oxígeno el doble. Fijate que coincide con el solucionario.
    Última edición por Richard R Richard; 08/08/2018 a las 02:06:28.
    Saludos \mathbb {R}^3

  5. El siguiente usuario da las gracias a Richard R Richard por este mensaje tan útil:

    wario0618 (08/08/2018)

  6. #5
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    Predeterminado Re: Cuántos átomos de Si y también cuántos de O hay por mm2

    Cita Escrito por Richard R Richard Ver mensaje
    son 2,2 mega gramos por metro cubico es decir 2200 kg por metro cubico o 2.2 toneladas por metro cubico.












    no m=\rho\cdot V=\notcien{2.2}{6}g /m^3\cdot \notcien{1}{-13}m^3=\notcien{2.2}{-7}g




    luego




     # mol=\frac{\notcien{2.2}{-7}g}{60.06 g/mol})=\notcien{3.663}{-9} moles


    el número de moléculas

    \notcien{3.663}{-9}\cdot  \notcien{6.02}{23} = \notcien{2.205}{-15}


    esa sería la cantidad también de átomos de silicio y los de oxígeno el doble. Fijate que coincide con el solucionario.
    Oh , yo pensé que era miligramo perdón hehe me confundí Gracias

  7. #6
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    Predeterminado Re: Cuántos átomos de Si y también cuántos de O hay por mm2

    Perdón porque don tiquismiquis se meta en medio. No voy a entrar nada en la resolución del ejercicio, pues no dudo lo más mínimo del asesoramiento de Richard.

    Mi aporte se refiere a otros pequeños detalles que se deberían cuidar, pues no sería bueno aprender unas cosas a expensas de malaprender otras, o dificultar el aprendizaje de otras. Concretamente me refiero a algunos términos.

    Cita Escrito por Richard R Richard Ver mensaje
    sabiendo la masa de óxido, la divides por el peso molecular...

    ...tienes el número de moléculas de óxido que hay allí

    si por cada molécula de óxido de silicio hay...
    El dióxido de silicio no es un compuesto molecular (al menos en condiciones ordinarias), sino un sólido covalente. Así pues no debemos hablar de moléculas de SiO2.

    Como consecuencia, tampoco es correcto hablar de masa molecular (menos aún de peso molecular) sino de masa molar, o masa de un mol de substancia. En este caso, aquélla cantidad de SiO2 que contiene un mol de átomos de silicio y dos moles de átomos de oxígeno.

    Cita Escrito por wario0618 Ver mensaje
    ....ahora esta serian las moléculas de si??? y al multiplicar ese resultado por 2 serian las de O ???
    Aquí lo correcto es átomos de Si y átomos de O.

    En el caso del Si el error es obvio: el silicio no es una substancia molecular (como antes, al menos en condiciones ordinarias),

    En el del oxígeno las palabras las carga el diablo: si hablo de átomos de oxígeno estoy refiriéndome a algo bien diferente de hablar de moléculas de oxígeno, porque sí existen y tienen la fórmula \rm O_2 (también existe el oxígeno molecular \rm O_3). Por supuesto, en este problema no se trata de determinar moléculas de oxígeno en el \rm SiO_2 porque no hay tal cosa, pero sí podría haber ejercicios en los que tuviese todo el sentido (por ejemplo, en un problema donde haya una substancia que adsorbe oxígeno molecular).
    A mi amigo, a quien todo debo.

  8. 2 usuarios dan las gracias a arivasm por este mensaje tan útil:

    Richard R Richard (08/08/2018),wario0618 (12/08/2018)

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