Ligação metálica - Blog do Prof. Reinaldo/UFS · É o tipo de ligação que ocorre entre os...

Ligação metálica

É o tipo de ligação que ocorre entre os

átomos de metais. Quando muitos destes

átomos estão juntos num cristal metálico,

estes perdem seus elétrons da última

camada. Forma-se, então, uma rede

ordenada de íons positivos mergulhada num

mar de elétrons em movimento aleatório. Se

aplicarmos um campo elétrico a um metal,

orientamos o movimento dos elétrons numa

direção preferencial, ou seja, geramos uma

corrente elétrica

Ligações metálicas avaliadas pela T.O.M.

ISOLANTES ELÉTRICOS

NOS ISOLANTES ELÉTRICOS, A BANDA DE

VALÊNCIA ESTÁ PREENCHIDA, SENDO IMPOSSÍVEL

UMA PERTURBAÇÃO DENTRO DESTA BANDA OU

FAIXA; E ENTRE ESSA BANDA DE VALÊNCIA E A

PRÓXIMA BANDA VAZIA HÁ UMA APRECIÁVEL

DIFERENÇA DE ENERGIA. OS ELÉTRONS NÃO PODEM

SER PROMOVIDOS PARA UM NÍVEL VAZIO, ONDE

PODEM MOVER-SE LIVREMENTE.

CONDUTORES ELÉTRICOS

NOS CONDUTORES ELÉTRICOS, OU A BANDA DE

VALÊNCIA ESTÁ PARCIALMENTE PREENCHIDA, OU

OCORRE SOBREPOSIÇÃO DAS BANDAS DE VALÊNCIA

E DE CONDUÇÃO. NÃO HÁ, PORTANTO, UM “SALTO”

ENERGÉTICO ENTRE OS ORBITAIS MOLECULARES

PREENCHIDOS E VAZIOS, E A PERTURBAÇÃO DO

ELÉTRON MANIFESTA-SE COM FACILIDADE.

SEMICONDUTORES

SEMICONDUTOR INTRÍNSECO:

A DIFERENÇA DE ENERGIA ENTRE AS

BANDAS É SUFICIENTEMENTE

PEQUENA PARA PERMITIR POR MEIO DE

ENERGIA TÉRMICA A PROMOÇÃO DE

ALGUNS ELÉTRONS DA BANDA

PREENCHIDA DE VALÊNCIA PARA A

BANDA DE CONDUÇÃO VAZIA.

SEMICONDUTOR EXTRÍNSECO

É OBTIDO QUANDO SE ADICIONA

UMA IMPUREZA ADEQUADA (DOPANTE)

A UM ISOLANTE, SITUAÇÃO EM QUE A

BANDA DE IMPUREZA SERVE DE

“PONTE” NO SALTO DE ENERGIA ENTRE

AS BANDAS DE VALÊNCIA E DE

CONDUÇÃO DO ISOLANTE.

Quando são adicionadas impurezas a um semicondutor

puro (intrínseco), este passa a ser um semicondutor

extrínseco.

As impurezas usadas na dopagem de um semicondutor

intrínseco podem ser de dois tipos: impurezas ou átomos

dadores e impurezas ou átomos aceitadores.

Átomos doadores têm cinco elétrons de valência (são

pentavalentes): Arsênio (AS), Fósforo (P) ou Antimônio (Sb).

Átomos aceitadores têm três electrões de valência (são

trivalentes): Índio (In), Gálio (Ga), Boro (B) ou Alumínio (Al).

SEMICONDUTOR EXTRÍNSECO TIPO-n:

A BANDA DE CONDUÇÃO VAZIA RECEBE ELÉTRONS DE UM

DOPANTE

SEMICONDUTOR EXTRÍNSECO TIPO-p:

O DOPANTE RETIRA ELÉTRONS DA BANDA DE VALÊNCIA.

Nessa estrutura cristalina,

cada átomo (representado

por Si) une-se a outros

quatro átomos vizinhos, por

meio de ligações

covalentes, e cada um dos

quatro eletrons de valência

de um átomo é

compartilhado com um

eletrons do átomo vizinho, de

modo que dois átomos

adjacentes compartilham os

dois eletrons.

A introdução de átomos

pentavalentes (como o Arsênio)

num semicondutor puro

(intrínseco) faz com que

apareçam electrões livres no seu

interior. Como esses átomos

fornecem (doam) elétron ao

cristal semicondutor eles

recebem o nome de impurezas

dadoras ou átomos dadores.

Todo o cristal de Silício ou

Germânio, dopado com

impurezas dadoras é designado

por semicondutor do tipo n (n de

negativo, referindo-se à carga

do elétron).

Electrão livre

do Arsénio

Semicondutor do tipo n

Semicondutor do tipo p A introdução de átomos

trivalentes (como o Índio) num

semicondutor puro (intrínseco)

faz com que apareçam lacunas

livres no seu interior. Como

esses átomos recebem (ou

aceitam) elétrons eles são

denominados impurezas

aceitadoras ou átomos

aceitadores. Todo o cristal puro

de Silício ou Germânio, dopado

com impurezas aceitadoras é

designado por semicondutor do

tipo p (p de positivo, referindo-

se à falta da carga negativa do

elétrons).