Doutorado
  1. Química inorgânica  1.1. Química de coordenação  1.1.1. Teoria do campo dos ligantes  1.1.2. Teoria do campo cristalino  1.1.3. Teoria de Orbital Molecular para Compostos de Coordenação  1.1.4. Estabilidade de Compostos de Coordenação  1.1.5. Espectros eletrônicos de compostos de coordenação  1.1.6. Isomerismo em Compostos de Coordenação  1.1.7. Cinética e mecanismo das reações de coordenação  1.2. Química Organometálica  1.2.1. Carbonilos metálicos  1.2.2. Alquil e aril metálico  1.2.3. Carbonos de Fischer e Schrock  1.2.4. Adição Oxidativa e Eliminação Redutiva  1.2.5. Hidretos Metálicos  1.2.6. Catalysis by organometallic compounds  1.2.7. Metallocenos e Complexos Sanduíche  1.2.8. Ativação de CH  1.3. Química do estado sólido  1.3.1. Estruturas e Redes Cristalinas  1.3.2. Teoria de bandas e propriedades elétricas  1.3.3. Defeitos no cristal  1.3.4. Síntese de materiais de estado sólido  1.3.5. Propriedades magnéticas e ópticas dos sólidos  1.3.6. Supercondutividade  1.3.7. Íons em estado sólido  1.4. Química Bio-inorgânica  1.4.1. Metaloproteínas e enzimas  1.4.2. Transporte e armazenamento de íons metálicos  1.4.3. O papel dos metais na medicina  1.4.4. Catálise bioinspirada  1.4.5. Interações Metal-DNA  1.4.6. Complexos Metálicos na Ciência Médica  1.5. Lantanídeos e Actinídeos  1.5.1. Configuração eletrônica e estados de oxidação em lantanídeos e actinídeos  1.5.2. Propriedades Espectrais e Magnéticas em Lantanídeos e Actinídeos  1.5.3. Separação e Extração de Lantanídios e Actinídios  1.5.4. Química de coordenação dos elementos do bloco f  1.6. Main Group Chemistry  1.6.1. Química de compostos de boro  1.6.2. Química dos Compostos de Silício e Germânio  1.6.3. Química dos Compostos de Fósforo e Enxofre  1.6.4. Química de organossilício  1.6.5. Química dos Gases Nobres
  2. Química Orgânica  2.1. Mecanismo de reação  2.1.1. Reações de substituição nucleofílica  2.1.2. Reações de adição e substituição eletrofílica  2.1.3. Reações de eliminação  2.1.4. Reações de Rearranjo  2.1.5. Reações Radicais  2.1.6. Reações Pericíclicas  2.1.7. Reações fotoquímicas  2.2. Estereoscópico  2.2.1. Quiralidade e atividade óptica  2.2.2. Análise estrutural  2.2.3. Efeitos estereoeletrônicos  2.2.4. Síntese assimétrica  2.2.5. Estereoquímica Dinâmica  2.3. Química Organometálica na Síntese Orgânica  2.3.1. Reagentes de organolítio e organomagnésio  2.3.2. Reações de acoplamento catalisadas por metais de transição  2.3.3. Reações catalisadas por paládio  2.3.4. Metátese de Olefinas  2.3.5. Catálise de ouro e prata  2.4. Química de produtos naturais  2.4.1. Alcaloides e terpenoides  2.4.2. Esteróides e Flavonoides  2.4.3. Síntese total de produtos naturais  2.4.4. Biossíntese de produtos naturais  2.5. Química Supramolecular  2.5.1. Química Hospedeiro-Convidado  2.5.2. Auto-organização e reconhecimento molecular  2.5.3. Catalise Supramolecular  2.5.4. Máquinas Moleculares
  3. Química Física  3.1. Termodinâmica  3.1.1. Leis da Termodinâmica  3.1.2. Potencial Químico e Equilíbrio  3.1.3. Termodinâmica Estatística  3.1.4. Termodinâmica de não equilíbrio  3.2. Química Quântica  3.2.1. Equação de Schrödinger e suas aplicações  3.2.2. Teoria do orbital molecular  3.2.3. Teoria do funcional da densidade  3.2.4. Post-Hartree–Fock methods  3.3. Cinética química  3.3.1. Teoria da taxa de reação  3.3.2. Mecanismo e leis de velocidade  3.3.3. Catalise e cinética enzimática  3.3.4. Dinâmica de reações  3.4. Espectroscopia e estrutura molecular  3.4.1. Espectroscopia de Infravermelho  3.4.2. Espectroscopia UV-visível  3.4.3. Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear  3.4.4. Espectrometria de Massa  3.4.5. Espectroscopia Raman  3.5. Química de Superfícies e Coloides  3.5.1. Absorção e Catálise  3.5.2. Tensioativos e micelas  3.5.3. Estabilidade Coloidal  3.5.4. Nanomateriais e Interfaces
  4. Química Analítica  4.1. Cromatografia  4.1.1. Cromatografia Gasosa  4.1.2. Cromatografia Líquida de Alta Performance  4.1.3. Cromatografia em Camada Delgada  4.1.4. Cromatografia Iônica  4.2. Técnicas Eletroanalíticas  4.2.1. Voltametria e Polarografia  4.2.2. Condutometria e potenciometria  4.2.3. Colometria  4.3. Métodos Espectroscópicos  4.3.1. Espectroscopia de absorção atômica  4.3.2. Espectroscopia de Fluorescência  4.3.3. Difração de raios-X  4.3.4. Espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica  4.4. Quimiometria  4.4.1. Processamento de dados e métodos estatísticos  4.4.2. Análise multidisciplinar  4.4.3. Aprendizado de Máquina em Química Analítica
  5. Química Teórica e Computacional  5.1. Simulação de dinâmica molecular  5.2. Métodos de química quântica  5.3. Design de fármacos computacional  5.4. Aprendizado de Máquina em Química  5.5. Dinâmica molecular ab initio
  6. Biofísica e Química Medicinal  6.1. Descoberta e Design de Medicamentos  6.2. Cinética enzimática e inibição  6.3. Abordagem de biologia química  6.4. Interações proteína-ligante  6.5. Química bio-ortogonal
  7. Química de materiais  7.1. Química de polímeros  7.1.1. Mecanismo de polimerização  7.1.2. Polímeros Funcionais  7.1.3. Polímero Biodegradável  7.1.4. Polímeros condutores e semicondutores  7.2. Nanoquímica  7.2.1. Nanopartículas e nanoestruturas  7.2.2. Nanomateriais à base de carbono  7.2.3. Pontos quânticos  7.3. Química Energética e Ambiental  7.3.1. Química de Baterias e Células a Combustível  7.3.2. Química verde e materiais sustentáveis  7.3.3. Fotocatálise

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Química dos Compostos de Silício e Germânio


Silício e germânio pertencem ao grupo 14 (IVA) da tabela periódica, que inclui carbono, silício, germânio, estanho e chumbo. Esses elementos são conhecidos por sua química fascinante e importância em uma variedade de aplicações tecnológicas. Neste artigo, exploraremos a química dos compostos de silício e germânio, com foco em suas estruturas, reatividade e usos.

Introdução aos elementos do grupo 14

Os elementos do Grupo 14 possuem propriedades diversas, mas compartilham uma configuração eletrônica semelhante em sua camada externa, ns 2 np 2 As propriedades únicas de silício (Si) e germânio (Ge) surgem de sua posição na tabela periódica. Enquanto o silício é o segundo elemento mais abundante na crosta terrestre, o germânio é raro e geralmente extraído de minérios de zinco.

Compostos de silício

Óxido de silício (SiO2)

O dióxido de silício, comumente conhecido como sílica, é talvez o composto de silício mais difundido e importante. A sílica existe principalmente em formas cristalinas como o quartzo e em formas amorfas como o vidro. A unidade estrutural básica da sílica é o SiO 4 tetraedro.

    Hey
   ,
 C O
   ,
    Hey

No SiO2, cada átomo de silício está covalentemente ligado a quatro átomos de oxigênio, formando uma rede tetraédrica. Esta estrutura confere à sílica sua dureza e relativa inércia.

Carbeto de silício (SiC)

O carbeto de silício é um material cerâmico bem conhecido que possui dureza excepcional, condutividade térmica e estabilidade química. É usado em abrasivos, ferramentas de corte e dispositivos eletrônicos. A estrutura do carbeto de silício é um padrão de ligação tetraédrica semelhante à sílica, com átomos de silício e carbono alternados.

    C
   ,
 cc
   ,
    Yes

Silicone

Os silicones são uma classe de polímeros sintéticos contendo silício. Os silicones exibem versatilidade devido às suas propriedades únicas, como flexibilidade, resistência à água e estabilidade em temperaturas extremas. A unidade estrutural básica do silicone é a repetição da unidade Si-O-Si.

   ugh
   ,
 CCC
   ,
  CH 3 CH 3

Os silicones são usados em selantes, adesivos, lubrificantes, materiais isolantes e dispositivos médicos.

Silicato

Os silicatos são minerais que contêm silício e oxigênio, bem como metais como sódio, potássio, cálcio, alumínio e ferro. Esses minerais compõem a maior parte da crosta terrestre. A estrutura geralmente consiste de tetraedros SiO4 ligados de várias maneiras.

Por exemplo, o grupo olivina inclui minerais como a forsterita (Mg 2 SiO 4) e a fayalita (Fe 2 SiO 4).

Compostos de germânio

Óxido de germânio (GeO2)

O dióxido de germânio é um composto importante de germânio, disponível em duas formas: hexagonal (semelhante ao quartzo) e tetragonal. Ao contrário da sílica, o GeO 2 é mais solúvel em água e exibe acidez. A unidade estrutural do GeO 2 é o tetraedro GeO 4.

    Hey
   ,
 Ge O
   ,
    Hey

Cloreto de germânio (GeCl4)

O tetracloreto de germânio é um líquido volátil e incolor usado na produção de fibras ópticas e como precursor de outros compostos de germânio. A molécula possui uma geometria tetraédrica.

    Chlorine
   ,
 GE - CL
   ,
    Chlorine

Compostos organogermânicos

Semelhantes aos compostos organossilícicos, os compostos organogermânicos consistem em compostos de Ge ligados ao carbono. Eles são usados em uma variedade de aplicações, incluindo semicondutores e síntese orgânica.

Reatividade e uso

Reatividade do silício

O silício é relativamente estável à temperatura ambiente devido à sua forte ligação Si-O. No entanto, ele reage com halogênios como cloro e flúor em temperaturas mais altas. A gravação do silício com uma solução como hidróxido de potássio (KOH) é amplamente utilizada na fabricação de microeletrônicos.

Reatividade do germânio

A reatividade do germânio é intermediária entre o silício e o estanho. Ele reage com halogênios e ácidos, mas é estável na água. O germânio exibe comportamento anfotérico, reagindo com ácidos e bases.

Aplicação

O silício é importante no desenvolvimento de dispositivos semicondutores, células solares e circuitos eletrônicos. O germânio, uma vez usado em transistores, agora é utilizado em fibras ópticas, óptica infravermelha e células fotovoltaicas.

Conclusão

A química do silício e do germânio é rica e multifacetada, proporcionando uma ampla gama de aplicações nos campos industrial e tecnológico. Compreender esses compostos proporciona uma visão do comportamento dos materiais que moldam a eletrônica moderna e a ciência dos materiais.


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