silício - engenharia eletrônica (pdf)

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SILÍCIO Engenharia Eletrônica Alex Faustino Machado 14104102 Ana Patrícia Barbosa 14101324 Luciana Souza Silva 14101344 Natan Votre 14101345 Róger Ghedin Pereira 14101351

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Page 1: Silício - Engenharia Eletrônica (PDF)

SILÍCIO

Engenharia Eletrônica Alex Faustino Machado 14104102 Ana Patrícia Barbosa 14101324 Luciana Souza Silva 14101344 Natan Votre 14101345 Róger Ghedin Pereira 14101351

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História

Foi preparado, em 1824 , pelo químico sueco Jacob

Berzelius em um laboratório , por não ser

encontrado isoladamente. Foi

preparado pelo aquecimento de

tetrafluoreto de silício com potássio.

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Propriedades

Símbolo: Si

Número atômico: 14

Peso atômico: 28,086

Ponto de fusão:1.414º C

Ponto de ebulição: 2.355º C

Estado da matéria: sólido

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Possui cor cinza e um brilho metálico, sendo que seu nome vem de sílex ou silicis, que significa "pedra dura”.

7° elemento mais abundante do universo

2° elemento em maior quantidade na crosta terrestre (27,7%)

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Está presente em praticamente toda areia, rocha, barro e solo.

Pode ser encontrado também em todas as águas naturais, na atmosfera (como poeira), em muitas plantas e nos esqueletos, tecidos e fluidos orgânicos de alguns animais.

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Família do Carbono

A Família do Carbono é o décimo quarto grupo da tabela periódica. O grupo consiste dos elementos: carbono (C), silício (Si), germânio (Ge), estanho (Sn),

chumbo (Pb)

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Carbono (C)

Número atômico: 6

Massa atômica: 12u

Ponto de Fusão: 3550°C

Ponto de Ebulição:4289°C

Pode ser encontrado em diversas formas alotrópicas, como o grafite e o diamante.

É não metálico. É o elemento base da química orgânica e está presente em todos os seres vivos.

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Carbono X Silício

O orbital mais externo do carbono envolve o seu núcleo e isto permite o carbono formar ligações fortes.

O orbital externo do silício está mais afastado do seu núcleo. Daí ele não pode formar ligações tão fortes com os outros átomos ou consigo mesmo.

O silício poderia ser o elemento que originou a vida, mas por que é menos provável que ele seja a raiz da vida?

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Existem alguns problemas se a vida tivesse a raiz no silício.

1º Criaturas de silício não são capazes de aproveitar o oxigênio da forma necessária para as trocas gasosas que precisa ser feita.

2ºO solvente necessário para levar nutrientes para as moléculas básicas e para regular a temperatura, não pode ser os mesmos que os escolhidos para a vida baseada no carbono (água e nem amônia); O solvente confiável para o silício seria o ácido fluorídrico, composto utilizado para causticar circuitos nos chips de silício.

O flúor é um elemento raro e este fato por si só reduz drasticamente a ocorrência de criaturas de silício, ao menos nos planetas do sistema solar.

3º Se o silício fosse a base da vida em outra parte da galáxia seríamos capazes de encontrar evidências dele nos escombros que caem na Terra do espaço exterior. Hidrocarbonetos de todas espécies são encontrados nos cometas e meteoros. Além disso, veríamos evidências espectroscópicas de silício na atmosfera dos planetas no nosso sistema solar, e nas nuvens interestelares fora da galáxia Via Láctea. Não importa onde estamos olhando, não existe, entretanto, evidência de compostos de silício

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Curiosidade

Em 1998 foi feito um artigo sobre a possível vida baseada em silício nas profundidades dos oceanos.

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Estanho (Sn)

Ponto de fusão: 231,9 °C

Ponto de ebulição: 2875 K

Número atômico: 50

Massa atômica: 118,71 u

Algumas ligas importantes de estanho são: bronze, metal de sino , metal Babbitt, liga de carcaça, peltre, bronze fosforoso, solda macia, e metal branco.

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Germânio ( Ge )

Ponto de fusão: 938,2 °C

Número atômico: 32

Massa atômica: 72,64 ± 0,01 u

Ponto de ebulição:3106 K

Eletrônica: Radares, amplificadores de guitarras elétricas, ligas metálicas de SiGe em circuitos integrados de alta velocidade.

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Chumbo ( Pb )

Ponto de fusão: 327,5 °C Número atômic0: 82 Massa atômica: 207,2 ± 0,1 u Ponto de ebulição: 2022 K Usado como base na pintura

de outros metais, para evitar a corrosão destes

O chumbo é ainda usado em tubulações, em revestimentos protetores contra radiações X e na fabricação de cargas para cartuchos de caça.

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Efeitos Negativos do Chumbo

É extremamente danoso quando absorvido pelo organismo através da comida, ar ou água. Perturbação da biossíntese da hemoglobina e anemia; Aumento da pressão sanguínea; Danos aos rins; Abortos; Alterações no sistema nervoso; Danos ao cérebro; Diminuição da fertilidade do homem através de danos ao esperma; Diminuição da aprendizagem em crianças; Modificações no comportamento das crianças, como agressão,

impulsividade e hipersensibilidade. O chumbo pode atingir o feto através da placenta da mãe, podendo

causar sérios danos ao sistema nervoso e ao cérebro da criança .

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Nitreto de Silício

Nitreto de silício (Si3N4) é um composto químico de silício e nitrogênio. É uma cerâmica de alta resistência em uma ampla faixa de temperatura, condutividade térmica moderada, baixo coeficiente de dilatação térmica, possui também propriedades de elasticidade e tenacidade moderadamente altas se tratando de uma cerâmica.

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Aplicações

Industria automobilística

Rolamentos

Materiais de Alta-temperatura

Manipulação de metais e ferramentas de corte

Eletrônicos

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Dióxido de Silício (SiO2)

Combinação do silício com o oxigênio

A sílica é o principal componente da areia e a principal matéria prima para o vidro.

Ocorre na forma de pedra e areia

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Quando o Silício está combinado com o oxigênio e outros elementos, ele forma silicatos

quartzo

asbestos

zeolita

mica

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Polímeros de Silicone

O silicone é um polímero de estrutura linear, cuja cadeia é formada por átomos de silício e oxigênio alternados e radicais orgânicos ligados ao silício.

Dependendo dos grupos orgânicos presentes e do menor ou maior tamanho das moléculas, o silicone pode variar de líquido extremamente fluido, para graxa viscosa e, por fim, para um sólido semelhante à borracha.

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fluidos dielétricos e hidráulicos,

antiespumantes,

desmoldantes usados em indústrias têxtil, cosméticos e farmacêutica;

graxas,

utilizadas como lubrificante;

plásticos,

equipamentos e implantes cirúrgicos

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Silício: Na Agricultura

O silício tem um papel importante nas relações planta-ambiente

A resistência das plantas às doenças pode ser aumentada por meio da formação de barreiras mecânicas

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A tecnologia baseada no uso do silício é limpa e

sustentável, com enorme potencial para diminuir o

uso de agroquímicos e aumentar a produtividade

através de uma nutrição mais equilibrada e

fisiologicamente mais eficiente, o que significa plantas mais produtivas,

com menos doenças e mais vigorosas.

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Silício: Na Saúde

Fontes importantes de silício:

são maçãs, cereais, repolho, amendoim, cenouras, cebolas, pepino, abóbora, mel, peixe, grãos não refinados, aveia, amêndoas e laranjas.

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Evita deformidades nos ossos: Foi provado que o silício desempenha um papel vital na ajuda de cálcio para o crescimento e manutenção de ossos e articulações. Ele induz a flexibilidade nos ossos, aumentando a quantidade de colágeno, que é o componente de proteína dos ossos. Também aumenta a taxa de cura na luxação e nas fraturas ósseas.

Impede alopecia: Alopecia ou desbaste de cabelo é causado pode ser devido à pouca ingestão de silício na sua dieta. Os benefícios de saúde de silício incentivam o crescimento de pelos grossos e saudáveis. Também aumenta o brilho dos cabelos.

Ajuda no fortalecimento dos ossos: O silício é necessário para a manutenção da saúde cardiovascular. Ele aumenta a deposição de diferentes minerais como o cálcio nos tecidos ósseos.

Mantém o brilho da pele: Ele impede a pele se torne flácida e restaura o brilho natural da pele. Ele ajuda no brilho dos olhos. Também previne vários problemas de pele.

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Ajuda nos processos de cura: O silício desempenha um papel fundamental na proteção contra muitas doenças como a tuberculose e os outras que estão relacionados com as membranas mucosas. Ele também ajuda a aumentar a taxa de cura nas fraturas dos ossos.

Impede a toxicidade de alumínio: Foi pesquisado que a maior quantidade de alumínio é encontrado nas lesões cerebrais de pacientes que sofrem de Alzheimer. Foi pesquisado que o silício, através da sua ligação com o alumínio, impede a toxicidade deste último mineral.

Restaura mucosa: Os benefícios de saúde de silício ajudam na restauração da mucosa do trato respiratório enquanto o corpo está sofrendo de desidratação.

Evita a fragilidade das unhas: Silicone ajuda a melhorar a saúde das unhas protegendo-as contra infecções diversas.

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Silicose

Causada pela inalação de pó de sílica. Existem três tipos de silicose

1ª Crônica Simples

2ª Acelerada

3ªAguda

Os pulmões se inflamam muito e podem encher de liquido, aumentando a falta de ar e baixando os níveis de oxigênio no sangue

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Silício Ultrapuro

É importante para a fabricação de semicondutores em equipamentos eletrônicos

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Aplicações

Diodos: componente eletrônico que é um excelente condutor quando submetido à tensão no sentido direto, mas péssimo condutor quando submetido à tensão no sentido oposto;

Transistores: componente eletrônico que amplifica sinais elétricos;

Microprocessadores: componente eletrônico que interpreta um conjunto de instruções e realiza operações lógicas e matemáticas.

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Com o silício puro é possível obter lâminas

extremamente finas, que são utilizadas na

produção de chips com dimensões cada vez

menores, usados em circuitos integrados de

computadores e outros.

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O silício é usado para essa finalidade porque ele possui 4 elétrons em sua camada de valência e seus

átomos se combinam e formam cristais. Em temperatura ambiente, esses elétrons ganham

energia suficiente para se movimentar livremente pelo cristal, deixando lacunas que podem ser preenchidas por elétrons de átomos vizinhos.

Assim, a lacuna vai passando de um átomo para o outro, formando continuamente novos pares de

elétrons-lacunas.

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Referências

http://www.infoescola.com/compostos-quimicos/polimeros-sinteticos/

http://www.i-legumes.com/beneficios-saude/beneficios-de-saude-do-silicio/

http://www.brasilescola.com/quimica/silicio.htm http://pt.wikipedia.org/wiki/Sil%C3%ADcio http://www.emsintese.com.br/2009/silicio-nos-

silicatos-e-na-eletronica/ https://www.youtube.com/watch?v=5CzQl7ksVy8 http://www.cpao.embrapa.br/portal/artigos/artigos/arti

go1.html http://pt.wikipedia.org/wiki/Nitreto_de_sil%C3%ADcio

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http://www.oocities.org/vienna/choir/9201/grupo_IVA.htm

http://pt.wikipedia.org/wiki/Estanho

http://www.infoescola.com/saude/intoxicacao-por-chumbo/

http://pt.wikipedia.org/wiki/Germ%C3%A2nio

http://www.bertolo.pro.br/fisica_cosmologia/Cosmologia/Cosmology/silicon-based_life.htm

http://www.tabelaperiodicacompleta.com/familia-do-carbono