Siliciuro de magnesio

Siliciuro de magnesio
General
Fórmula molecular	Mg2Si
Identificadores
Número CAS	22831-39-6[1]
ChemSpider	81111
PubChem	89858
UNII	475E6FMG3K
	InChI InChI=InChI=1S/2Mg.Si; Key: YTHCQFKNFVSQBC-UHFFFAOYSA-N
Propiedades físicas
Masa molar	75,94701 g/mol

El siliciuro de magnesio, Mg₂Si, es un compuesto inorgánico formado por magnesio y silicio. El Mg₂Si suele formar cristales negros; son semiconductores con conductividad de tipo n y tienen aplicaciones potenciales en generadores termoeléctricos.[2]

Estructura cristalina

El Mg₂Si cristaliza en la estructura antifluorita. En la red cúbica centrada en la cara,[3] los centros de Si ocupan las esquinas y las posiciones centradas en la cara de la celda unitaria y los centros de Mg ocupan ocho sitios tetraédricos en el interior de la celda unitaria. Los números de coordinación del Si y el Mg son ocho y cuatro, respectivamente.[4]

Síntesis

Se puede producir calentando dióxido de silicio, SiO₂, que se encuentra en la arena, con un exceso de magnesio. El proceso forma primero silicio metálico y óxido de magnesio y, si se utiliza un exceso de SiO₂, entonces se forma silicio elemental:

2 Mg + SiO₂ → 2 MgO + Si

Si hay un exceso de Mg, se forma Mg₂Si a partir de la reacción del magnesio restante con el silicio:

2 Mg + Si → Mg₂Si

Estas reacciones proceden de forma exotérmica,[5] incluso explosiva.[6]

Reacciones

El siliciuro de magnesio está formado por iones Si^4-. Como tal, es reactivo frente a los ácidos. Así, cuando el siliciuro de magnesio se trata con ácido clorhídrico, se produce silano (SiH₄) y cloruro de magnesio:

Mg₂Si + 4 HCl → SiH₄ + 2 MgCl₂

También puede utilizarse ácido sulfúrico. Estas reacciones de protonólisis son típicas de los siliciuros de metales alcalinotérreos del Grupo 2 y de metales alcalinos del Grupo 1. El desarrollo temprano de los hidruros de silicio se basó en esta reacción.[6]

Usos

El siliciuro de magnesio se utiliza para crear aleaciones de aluminio de la serie 6000, que contienen hasta aproximadamente un 1,5% de Mg₂Si. Una aleación de este grupo puede endurecerse por envejecimiento para formar zonas Guinier-Preston y un precipitado muy fino, lo que aumenta la resistencia de la aleación.[7]

El siliciuro de magnesio es un semiconductor de brecha estrecha. Su cristal, tal y como ha crecido, muestra una conductividad de tipo n, pero puede cambiar a tipo p dopándolo con Ag, Ga, Sn y posiblemente Li (a un nivel de dopaje alto). La principal aplicación electrónica potencial del Mg₂Si son los generadores termoeléctricos.[4][8]

Referencias

Número CAS
Hirayama, Naomi (2019). «Substitutional and interstitial impurity p-type doping of thermoelectric Mg₂Si: a theoretical study». Sci. Technol. Adv. Mater. 20 (1): 160-172. Bibcode:2019STAdM..20..160H. PMC 6419642. PMID 30891103. doi:10.1080/14686996.2019.1580537.
Haynes, William M., ed. (2011). CRC handbook of chemistry and physics: a ready-reference book of chemical and physical data (92nd ed., 2011 - 2012 edición). CRC Press. ISBN 978-1-4398-5511-9. |fechaacceso= requiere |url= (ayuda)
Noda Y., Kon H., Furukawa Y., Otsuka N., Nishida I.A., Masumoto K. (1992). «Preparation and Thermoelectric Properties of Mg₂Si_1−xGe_x (x=0.0~0.4) Solid Solution Semiconductors». Mater. Trans., JIM 33 (9): 845-850. doi:10.2320/matertrans1989.33.845.
Ehrlich, P. (1963) "Alkaline Earth Metals", p. 920 in Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd ed., Vol. 1. G. Brauer (ed.). Academic Press, New York.
Stock, Alfred; Somieski, Carl (1916). «Siliciumwasserstoffe. I. Die aus Magnesiumsilicid und Säuren entstehenden Siliciumwasserstoffe». Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 49: 111-157. doi:10.1002/cber.19160490114.
"Properties and Selection: Non-ferrous Alloys and Special Purpose Materials" in ASM Handbook, 10th ed., Vol. 1, 1990, ASM International, Materials Park, Ohio. ISBN 0871703785.
Borisenko, Victor E. (2013). Semiconducting Silicides: Basics, Formation, Properties. Springer Science & Business Media. pp. 187, 287. ISBN 978-3-642-59649-0.

Enlaces externos

Esta obra contiene una traducción derivada de «Magnesium silicide» de Wikipedia en inglés, concretamente de esta versión, publicada por sus editores bajo la Licencia de documentación libre de GNU y la Licencia Creative Commons Atribución-CompartirIgual 4.0 Internacional.

Datos: Q421028
Multimedia: Magnesium silicide / Q421028

Este artículo ha sido escrito por Wikipedia. El texto está disponible bajo la licencia Creative Commons - Atribución - CompartirIgual. Pueden aplicarse cláusulas adicionales a los archivos multimedia.

[1] Número CAS

[stam-2] Hirayama, Naomi (2019). «Substitutional and interstitial impurity p-type doping of thermoelectric Mg₂Si: a theoretical study». Sci. Technol. Adv. Mater. 20 (1): 160-172. Bibcode:2019STAdM..20..160H. PMC 6419642. PMID 30891103. doi:10.1080/14686996.2019.1580537.

[3] Haynes, William M., ed. (2011). CRC handbook of chemistry and physics: a ready-reference book of chemical and physical data (92nd ed., 2011 - 2012 edición). CRC Press. ISBN 978-1-4398-5511-9. |fechaacceso= requiere |url= (ayuda)

[str-4] Noda Y., Kon H., Furukawa Y., Otsuka N., Nishida I.A., Masumoto K. (1992). «Preparation and Thermoelectric Properties of Mg₂Si_1−xGe_x (x=0.0~0.4) Solid Solution Semiconductors». Mater. Trans., JIM 33 (9): 845-850. doi:10.2320/matertrans1989.33.845.

[brauer-5] Ehrlich, P. (1963) "Alkaline Earth Metals", p. 920 in Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd ed., Vol. 1. G. Brauer (ed.). Academic Press, New York.

[Stock-6] Stock, Alfred; Somieski, Carl (1916). «Siliciumwasserstoffe. I. Die aus Magnesiumsilicid und Säuren entstehenden Siliciumwasserstoffe». Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 49: 111-157. doi:10.1002/cber.19160490114.

[7] "Properties and Selection: Non-ferrous Alloys and Special Purpose Materials" in ASM Handbook, 10th ed., Vol. 1, 1990, ASM International, Materials Park, Ohio. ISBN 0871703785.

[Borisenko2013-8] Borisenko, Victor E. (2013). Semiconducting Silicides: Basics, Formation, Properties. Springer Science & Business Media. pp. 187, 287. ISBN 978-3-642-59649-0.