Fisicoquímica del Estado Sólido FQ 32111

UNIVERSIDAD DE GUANAJUATO
Facultad de Química
Químico
Materia: Fisicoquímica del estado sólido
Clave: F.Q-32111
Hora-semana-semestre: 4
Prerrequisitos: Haber cursado 271 créditos Créditos: 8
Objetivo (s)
Al finalizar el curso, el estudiante manejará conceptos usuales en química del estado sólido,
podrá mencionar con propiedad las técnicas modernas empleadas para investigación y
aplicación de materiales ya existentes y en aquellos llamados “nuevos materiales”, las
reacciones químicas que llevan a la síntesis y producción de algunas sustancias sólidas,
incluyendo tópicos en solución sólida, interfaciales y superficiales.
Temas Generales:
TEMA 1: LA NATURALEZA DE LOS SOLIDOS
1.1 El enlace químico en los sólidos.
1.2 Radios iónicos.
1.3 Enlace químico en sólidos.
1.3.1 Moleculares.
1.3.2 Iónicos
1.3.3 Covalentes.
1.3.4 Metálicos.
1.4 Indices de Miller.
1.5 Estructuras cristalinas.
1.6 Redes espaciales de Bravais
1.7 Estructuras Hexagonal Compacta y Cúbica Compacta.
1.8 Distancias y posiciones atómicas en cristales.
1.9 Estructura del Cloruro de Sodio.
1.10 Estructura del Cloruro de Cesio.
1.11 Estructura del Diamante.
1.12 Enlaces mixtos en cristales complejos: los silicatos
TEMA 2: ESTRUCTURA ELECTRONICA DE LOS SOLIDOS: CONCEPTOS
FUNDAMENTALES.
2.1 Modelo clásico del electrón libre.
2.2 Modelo Cuántico del electrón libre.
2.3 Distribución de Fermi-Dirac.
2.4 Modelo de Bandas.
2.5 Conductores, Aislantes y Semiconductores Según el Modelo de Bandas.
TEMA 3. IMPERFECCIONES EN SOLIDOS CRISTALINOS.
3.1 Defectos Electrónicos: Electrones y Huecos.
3.2 Imperfecciones Atómicas.
3.3 Nomenclatura de Defectos.
3.4 Imperfecciones en Línea. Dislocaciones.
3.5 Movimiento de Dislocaciones en el Crecimiento de Cristales.
3.6 Influencia de la Dislocaciones en el Crecimiento de Cristales y en la Reactividad
Química: Ejemplos.
3.7 Imperfecciones Superficiales.
TEMA 4. EQUILIBRIO DE IMPERFECCIONES ELECTRONICAS
4.1 Distribución de Electrones y Huecos en Semiconductores
4.2 Semiconductores Extrínsecos
4.3 Posición de Nivel de Fermi en Semiconductores Extrínsecos.
4.4 Efecto Hall.
TEMA 5. EQUILIBRIO DE IMPERFECCIONES ATOMICAS
5.1 Termodinámica de la Formación de Defectos Puntuales.
5.2 Ionización de Defectos.
5.3 Constantes de Equilibrio.
5.4 Expresiones Para el Equilibrio.
5.5 Equilibrio con la Fase Gaseosa.
5.6 Influencia de las Impurezas.
Bibliografía
• Julio César Bazán, Química de Sólidos, Serie Química, monografía No. 28, Secretaría
General de la Organización de los Estados Americanos, Programa Regional de
Desarrollo Científico y Tecnógico.
• P. W Atkins, Physical Chemistry, W. H. Freeman and Company, 4th Edition, New York
(1990).
• Donald R. Askeland, La Ciencia e Ingenieria de los Materiales, Grupo Editorial
Iberoamaerica, México (1987).
• N.B. Hannay, Química del Estado Sólido, Editorial Alhambra.
• Charles Kittel, Introduction to Solid State Physics, Seventh Edition, John Wiley &
Sons, New York.
Bibliografía Complementaria
• William G. Moffat, George W. Pearsall, John Wulf, Estructura, Editorial LIMUSAWILEY, S.A., México.
• Lawrence H. Van Black, Materiales para Ingeniería, C.E.C.S.A.
• Lawrence E. Murr, Intefacial Phenomena in Metals and Alloys, TechBooks, AddisonWesley Publishing Co., USA.
• Richard I Masel, Principles of Adsorption and Reaction Solid Surfaces, JOHN WILEY
& SONS, INC. , USA, (1996).