Teoria de bandas.

Teoría de la banda de conducción

La teoría de bandas esta basada en la mecánica cuántica y procede de la teoría de los orbitales moleculares(TOM). En esta teoría se considera el enlace metálico como un caso extremo de enlace covalente, en el que los electrón de valencia son compartidos de forma conjunta y simultanea por todo los cationes. Desaparecen los orbitales atómicos y se forman orbitales moleculares con energías muy parecidas, tan próximas entre ellas que todos en conjunto ocupan lo que se franja se denomina una “banda de energía”.

La Banda ocupada por los orbitales moleculares con los electrones de valencia se llama banda de valencia, mientras que la banda formada por los orbitales moleculares vacios se llama banda de conducción. A veces, ambas bandas se solapan energéticamente hablando.

Este modelo explica bien el comportamiento electrico no solo de las sustancias conductoras sino también de las semiconductoras y las aislantes.

Conductividad

Es la medida de la capacidad de un material o sustancia para dejar pasar libremente la corriente eléctrica. La conductividad depende de la estructura atómica y molecular del material. Los metales son buenos conductores porque tienen una estructura con muchos electrones con vínculos débiles, y esto permite su movimiento. La conductividad también depende de otros factores físicos propio material, y de la temperatura. El advenimiento de la mecánica cuántica permitió construir modelos teóricos mas refinados a partir de la teoría de bandas de energía que explican detalladamente en el comportamiento de los materiales conductores

Conductores(Cu, Ag, Fe, Al, etc.)

-La plata es el mejor conductor de electricidad, ya que contiene un mayor numero de atomos móviles

-El cobre es menos conductor que la plata pero es mas barato y se usa como conductor eficaz

-Aluminio, en comparación por unidad de peso, es en realidad mas conductor que el cobre y el costo es menor. Pero no es una opción común ya que tiene varios defectos estructurales

-El Oro es un buen conductor y no se empaña como otros metales cuando se expone al aire pero es especialmente costoso

-El acero es una aleación de hierro, que es también un conductor,  y es un metal rigido que es altamente corrosivo al exponerse al aire.

-El Latón es un metal de tracción. Es menos corrosivo que el acero, ligeramente mas conductor y mas barato.

Aislantes

Presentan gran resistencia a que las cargas que lo forman se desplacen, tienen la función de evitar el contacto entre las diferentes partes conductoras y proteger a las personas frente a las tensiones eléctricas. Algunos materiales aislantes son:

-Porcelana

-Vidrio

-Aire

-Exafloururo de Azufre

Semiconductores

A temperaturas muy bajas los semiconductores puros se comportan como aislantes. Sometidos a altas tempraturas, mezclado con impurezas o en presencia de luz, la conductividad de los semiconductores pueden aumentar de forma espectacular y llegar alcanzar niveles cercano a los metales.

-Silicio su resistividad a la corriente eléctrica a temperatura ambiente varia entre los metales y la de los aislantes.

-Silicio, Germanio y Selenio bajo determinadas condiciones esos mismos elementos permiten circulación de la corriente eléctrica en un sentido, pero no en el sentido contrario. Esa propiedad se utiliza para rectificar corriente alterna, detectar señales de radio, amplificar señales de corriente eléctrica, funcionar como interruptores o compuertas utilizadas en electrónica digital, etc.

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