Doctorado
  1. Química inorgánica  1.1. Química de coordinación  1.1.1. Teoría del campo de ligandos  1.1.2. Teoría del campo de cristales  1.1.3. Teoría del Orbital Molecular para Compuestos de Coordinación  1.1.4. Estabilidad de los compuestos de coordinación  1.1.5. Espectros electrónicos de compuestos de coordinación  1.1.6. Isomería en Compuestos de Coordinación  1.1.7. Cinética y mecanismo de reacciones de coordinación  1.2. Química Organometálica  1.2.1. Carbonilos Metálicos  1.2.2. Alquilo y arilo metálico  1.2.3. Carbenos de Fischer y Schrock  1.2.4. Añadido Oxidativo y Eliminación Reductiva  1.2.5. Hidruros Metálicos  1.2.6. Catalysis por compuestos organometálicos  1.2.7. Metalocénicos y Complejos Sandwich  1.2.8. CH activation  1.3. Química del estado sólido  1.3.1. Estructuras y redes cristalinas  1.3.2. Teoría de bandas y propiedades eléctricas  1.3.3. Defectos en el cristal  1.3.4. Síntesis de materiales en estado sólido  1.3.5. Propiedades magnéticas y ópticas de los sólidos  1.3.6. Superconductividad  1.3.7. Ionics de estado sólido  1.4. Química bio-inorgánica  1.4.1. Metaloproteínas y enzimas  1.4.2. Transporte y almacenamiento de iones metálicos  1.4.3. El papel de los metales en la medicina  1.4.4. Catalización bioinspirada  1.4.5. Interacciones Metal-ADN  1.4.6. Complejos metálicos en la ciencia médica  1.5. Lantánidos y actínidos  1.5.1. Configuración electrónica y estados de oxidación en lantánidos y actínidos  1.5.2. Propiedades Espectrales y Magnéticas en Lantánidos y Actínidos  1.5.3. Separación y Extracción de Lantánidos y Actínidos  1.5.4. Química de coordinación de los elementos del bloque f  1.6. Main Group Chemistry  1.6.1. Química de los compuestos de boro  1.6.2. Química de los compuestos de silicio y germanio  1.6.3. Química de los Compuestos de Fósforo y Azufre  1.6.4. Química organosilícica  1.6.5. Química de Gases Nobles
  2. Química orgánica  2.1. Mecanismo de reacción  2.1.1. Reacciones de sustitución nucleofílica  2.1.2. Reacciones de adición y sustitución electrofílica  2.1.3. Reacciones de eliminación  2.1.4. Reacciones de reordenamiento  2.1.5. Reacciones radicales  2.1.6. Reacciones Pericíclicas  2.1.7. Reacciones fotoquímicas  2.2. Estereoscópico  2.2.1. Quiralidad y actividad óptica  2.2.2. Análisis estructural  2.2.3. Efectos estereolectrónicos  2.2.4. Síntesis asimétrica  2.2.5. Estereoquímica dinámica  2.3. Química Organometálica en la Síntesis Orgánica  2.3.1. Reactivos de organolitio y organomagnesio  2.3.2. Reacciones de acoplamiento catalizadas por metales de transición  2.3.3. Reacciones catalizadas por paladio  2.3.4. Metátesis de olefinas  2.3.5. Catalización de oro y plata  2.4. Química de productos naturales  2.4.1. Alcaloides y terpenoides  2.4.2. Esteroides y Flavonoides  2.4.3. Síntesis total de productos naturales  2.4.4. Biosíntesis de productos naturales  2.5. Química Supramolecular  2.5.1. Química huésped-invitado  2.5.2. Autoensamblaje y reconocimiento molecular  2.5.3. Catalisis Supramolecular  2.5.4. Máquinas moleculares
  3. Química Física  3.1. T termodinámica  3.1.1. Leyes de la Termodinámica  3.1.2. Potencial Químico y Equilibrio  3.1.3. Termodinámica estadística  3.1.4. Termodinámica de no equilibrio  3.2. Química Cuántica  3.2.1. Ecuación de Schrödinger y sus aplicaciones  3.2.2. Teoría de orbitales moleculares  3.2.3. Teoría del funcional de la densidad  3.2.4. Métodos post-Hartree–Fock  3.3. Cinética química  3.3.1. Teoría de la velocidad de reacción  3.3.2. Mechanism and rate laws  3.3.3. Catalisis y cinética enzimática  3.3.4. Dinámica de reacción  3.4. Espectroscopía y estructura molecular  3.4.1. Espectroscopia Infrarroja  3.4.2. Espectroscopia UV-visible  3.4.3. Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear  3.4.4. Espectrometría de Masas  3.4.5. Espectroscopía Raman  3.5. Química de Superficies y Coloides  3.5.1. Absorción y Catálisis  3.5.2. Surfactantes y micelas  3.5.3. Estabilidad Coloidal  3.5.4. Nanomateriales e Interfaces
  4. Química analítica  4.1. Cromatografía  4.1.1. Cromatografía de Gases  4.1.2. Cromatografía Líquida de Alta Eficiencia  4.1.3. Cromatografía en Capa Fina  4.1.4. Cromatografía iónica  4.2. Técnicas electroanalíticas  4.2.1. Voltametría y Polarografía  4.2.2. Conductometría y potenciometría  4.2.3. Colometría  4.3. Métodos Espectroscópicos  4.3.1. Espectroscopía de absorción atómica  4.3.2. Espectroscopía de Fluorescencia  4.3.3. Difracción de rayos X  4.3.4. Espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica  4.4. Quimiometría  4.4.1. Procesamiento de datos y métodos estadísticos  4.4.2. Análisis multidisciplinario  4.4.3. Aprendizaje Automático en Química Analítica
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  6. Biofísica y Química Medicinal  6.1. Descubrimiento y diseño de fármacos  6.2. Cinética enzimática e inhibición  6.3. Enfoque de biología química  6.4. Interacciones proteína-ligando  6.5. Química bioortogonal
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Química de los compuestos de silicio y germanio


El silicio y el germanio pertenecen al grupo 14 (IVA) de la tabla periódica, que incluye carbono, silicio, germanio, estaño y plomo. Estos elementos son conocidos por su química fascinante e importancia en una variedad de aplicaciones tecnológicas. En este artículo, exploraremos la química de los compuestos de silicio y germanio, centrándonos en sus estructuras, reactividad y usos.

Introducción a los elementos del grupo 14

Los elementos del Grupo 14 tienen propiedades diversas, pero comparten una configuración electrónica similar en su capa exterior, ns 2 np 2. Las propiedades únicas del silicio (Si) y el germanio (Ge) surgen de su posición en la tabla periódica. Mientras que el silicio es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre, el germanio es raro y suele extraerse de los minerales de zinc.

Compuestos de silicio

Óxido de silicio (SiO2)

El dióxido de silicio, comúnmente conocido como sílice, es quizás el compuesto de silicio más extendido e importante. La sílice existe principalmente en formas cristalinas como el cuarzo y formas amorfas como el vidrio. La unidad estructural básica de la sílice es el SiO 4 tetraedro.

    Hey
   ,
 C O
   ,
    Hey

En SiO2, cada átomo de silicio está covalentemente unido a cuatro átomos de oxígeno, formando una red tetraédrica. Esta estructura le da a la sílice su dureza y relativa inercia.

Carburo de silicio (SiC)

El carburo de silicio es un material cerámico bien conocido que tiene una dureza excepcional, conductividad térmica y estabilidad química. Se utiliza en abrasivos, herramientas de corte y dispositivos electrónicos. La estructura del carburo de silicio es un patrón de enlace tetraédrico similar al de la sílice, con átomos de silicio y carbono alternados.

    C
   ,
 cc
   ,
    Yes

Silicona

Las siliconas son una clase de polímeros sintéticos que contienen silicio. Las siliconas exhiben versatilidad debido a sus propiedades únicas, como flexibilidad, resistencia al agua y estabilidad a temperaturas extremas. La unidad estructural básica de la silicona es la unidad repetida de Si-O-Si.

   ugh
   ,
 CCC
   ,
  CH 3 CH 3

Las siliconas se utilizan en selladores, adhesivos, lubricantes, materiales aislantes y dispositivos médicos.

Silicato

Los silicatos son minerales que contienen silicio y oxígeno, así como metales como sodio, potasio, calcio, aluminio y hierro. Estos minerales constituyen la mayor parte de la corteza terrestre. La estructura generalmente consiste en tetraedros de SiO4 enlazados de varias maneras.

Por ejemplo, el grupo de la olivina incluye minerales como el forsterita (Mg 2 SiO 4) y la fayalita (Fe 2 SiO 4).

Compuestos de germanio

Óxido de germanio (GeO2)

El dióxido de germanio es un compuesto importante de germanio, disponible en dos formas: hexagonal (similar al cuarzo) y tetragonal. A diferencia de la sílice, GeO 2 es más soluble en agua y exhibe acidez. La unidad estructural de GeO 2 es el tetraedro de GeO 4.

    Hey
   ,
 Ge O
   ,
    Hey

Cloruro de germanio (GeCl4)

El tetracloruro de germanio es un líquido volátil e incoloro que se utiliza en la producción de fibras ópticas y como precursor de otros compuestos de germanio. La molécula tiene una geometría tetraédrica.

    Chlorine
   ,
 GE - CL
   ,
    Chlorine

Compuestos organogermanio

Similar a los compuestos organosilicio, los compuestos organogermanio consisten en compuestos de Ge unidos al carbono. Se utilizan en una variedad de aplicaciones, incluidos semiconductores y síntesis orgánica.

Reactividad y uso

Reactividad del silicio

El silicio es relativamente estable a temperatura ambiente debido a su fuerte enlace Si-O. Sin embargo, reacciona con halógenos como el cloro y el flúor a temperaturas más altas. El grabado de silicio con una solución como el hidróxido de potasio (KOH) se utiliza ampliamente en la fabricación de microelectrónica.

Reactividad del germanio

La reactividad del germanio es intermedia entre el silicio y el estaño. Reacciona con halógenos y ácidos, pero es estable en agua. El germanio exhibe comportamiento anfotérico, reaccionando tanto con ácidos como con bases.

Aplicación

El silicio es importante en el desarrollo de dispositivos semiconductores, células solares y circuitos electrónicos. El germanio, que alguna vez se usó en transistores, ahora se usa en fibras ópticas, óptica infrarroja y células fotovoltaicas.

Conclusión

La química del silicio y el germanio es rica y multifacética, proporcionando una amplia gama de aplicaciones tanto en campos industriales como tecnológicos. Comprender estos compuestos ofrece una idea del comportamiento de los materiales que dan forma a la electrónica moderna y la ciencia de los materiales.


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