INFORMACIÓN REQUERIDA PARA LA SOLICITUD DE EXAMEN DE COMPETENCIAS PARA SER LLENADO POR EL RESPONSABLE DEL PROGRAMA EDUCATIVO

[pic 1][pic 2][pic 3]Universidad Autónoma de Baja California

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    Facultad de Ciencias

Folio

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Formato Unico de Solicitud de Examen

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DATOS DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE SOLICITADA

INFORMACIÓN REQUERIDA PARA LA SOLICITUD DE EXAMEN DE COMPETENCIAS

PARA SER LLENADO POR EL RESPONSABLE DEL PROGRAMA EDUCATIVO

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Vo.Bo. Responsable de Programa Educativo

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He leído los términos de la Evaluación Permanente, Examen de Regularización, Examen de Competencias y  
Examen Especial plasmados en esta solicitud (Para pago exclusivo cajas uabc)

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Firma Alumno

La materia se encuentra en varios estados; los más conocidos son el gaseoso, el líquido y el sólido. El estado sólido presenta arreglos espaciales ordenados y repetitivos (con ciertas excepciones) de los átomos que lo conforman; tal es el caso del diamante, el cloruro de sodio, el cuarzo, la cal, etc. Las primeras capas de átomos de un sólido, que separan al material de sus alrededores, conforman la superficie.

Las superficies forman una parte muy importante de la materia debido a que sus átomos se encuentran en un ambiente distinto al que rodea a los átomos del bulto del material. Pensemos en un compuesto monoatómico, cuyos átomos tienen un arreglo cúbico, es decir, se acomodan en los vértices de una red formada de muchos cubos. Si pensamos en la superficie podemos observar que podemos formarla al hacer un corte en una cierta dirección de la red cúbica, dejando expuestos átomos que antes se encontraban completamente rodeados por otros átomos. Debido a que se han roto enlaces químicos en la formación de la superficie los átomos en ella tenderán a formar nuevos enlaces y la química de la superficie será distinta a la química del resto de los átomos.

Al describir arreglos periódicos de átomos o moléculas en dos o tres dimensiones no se puede prescindir del concepto de red de Bravais. Una red de Bravais es: un arreglo infinito de puntos discretos, con una disposición y orientación que el arreglo se mira exactamente igual, desde cualquiera de los puntos del que sea vea. En tres dimensiones existen sólo 14 posibles redes de Bravais, mientras que en dos dimensiones son posibles únicamente 5 (Ashcroft y Mermin, 1976). Esto nos indica que los átomos en la superficie de un material no pueden tener la misma disposición que los átomos en el bulto, por lo que sus propiedades fisicoquímicas se ven modificadas.

Conforme disminuyen las dimensiones de las partículas que forman a los cristales, una mayor fracción de los átomos se encuentran en la superficie que en el bulto del material. Por ejemplo, en un arreglo cúbico de esferas de diámetro d conformado por 1'000,000 de esferas tan sólo 58,808 se encuentran en la superficie y representan el 5.88% del total de las esferas, mientras que en el caso de tener un arreglo de 1000 esferas en total 488 se encuentran sobre la superficie, o sea un porcentaje de 48.8, ¡casi la mitad de las esferas!

Ciertos materiales están compuestos únicamente por átomos superficiales, es decir, forman monocapas. Un ejemplo es el grafeno cuya estructura suele llamarse “de panal” debido a que sus átomos se acomodan en un patrón similar al de un panal de abejas.

Cuando átomos ajenos a los de la superficie interaccionan con ella puede ocurrir el fenómeno de adsorción, que es la adhesión de partículas sobre una superficie. Las partículas adsorbidas se denominan adsorbatos. Se pueden diferenciar dos tipos de adsorción: fisisorción y quimisorción. La fisisorción se refiere a la adsorción de una sustancia sin sufrir cambios en su estructura química (Kolasinski, 2012). Por otro lado, la quimisorsción es la modificación química de una partícula al adsorberse sobre una superficie, un proceso que involucra un intercambio electrónico entre la superficie y la especie adsorbida (Kolasinski, 2012). Este fenómeno es de vital importancia en la catálisis debido a que en todos los catalizadores de estado sólido las reacciones que se realizan tienen lugar mediante quimisorción. Los fenómenos de fisisorción y quimisorción se distinguen con facilidad, sin embargo no existe algún criterio que defina cuando un fenómeno de adsorción es o bien quimisorción, o fisisorción. El siliceno es un material que consiste en una monocapa de átomos de silicio con una distribución hexagonal. Mediante cálculos de primeros principios utilizando la teoría del funcional de la densidad, Cahangirov y colaboradores observaron que el siliceno puede presentarse en tres configuraciones distintas: plana, con bajo grado de deformación y con alto grado de deformación (en inglés low buckled y high buckled, respectivamente) (Rubio-Pereda y Takeuchi, 2013b). El grafeno es un material similar al siliceno con la diferencia que no presenta una deformación de la red. Esto puede explicarse debido a que la hibridación de los orbitales p y s del silicio es energéticamente más favorable que en el carbono, por lo que el siliceno tiende hacia un carácter sp3 (Osborn, Farajian, Pupysheva, Aga, y Lew Yan Voon, 2011, Dimoulas, 2015).

Cuando se forma una capa relativamente inerte de un material sobre otro nombramos al fenómeno pasivación. El siliceno puede pasivarse con el hidrógeno, el cual muestra cambios en su estructura de bandas, y la hidrogenación total del siliceno es capaz de cambiar las propiedades electrónicas del material (Osborn et al., 2011, Zhang, Li, Hu, Wu, y Zhu, 2012). A su vez, la incorporación de hidrógeno al material es posible realizar reacciones vía radicales libres sobre el siliceno, representadas de la siguiente manera (Linford y Chidsey, 1993):

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Las nanociencias nacen como el estudio de los fenómenos que tienen lugar en sistemas de dimensiones nanométricas. En este aspecto lo nano se encuentra muy próximo a las escalas en que se trabaja en química, biología y algunas ramas de la física. En 1959 Richard Feynman, premio Nobel de física en 1965, dio una charla llamada “There is plenty of room at the bottom”, en la cual habló de las consecuencias de manipular la materia a escala nanométrica y de posibles aplicaciones. Sin embargo el estudio de los sistemas nanométricos y superficies tuvo auge hasta la década de los 80's con el desarrollo del microscopio de efecto túnel (STM), el microscopio electrónico y el microscopio de fuerza atómica (AFM)(Lindsay, 2008).

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