Concetti Chiave
- I metalli presentano una struttura compatta con numeri di coordinazione elevati, che li rende ottimi conduttori con una varietà di punti di fusione.
- Il legame metallico si basa su un modello a bande, con bande semiriempite che consentono agli elettroni di muoversi liberamente, favorendo la conduzione.
- Conduttori, isolanti e semiconduttori si distinguono per le caratteristiche delle loro bande: conduttori con bande semiriempite, isolanti con gap energetici ampi e semiconduttori con gap ridotti.
- Il dopaggio dei semiconduttori influenza la conduzione: il tipo n ha più elettroni nella banda di conduzione, mentre il tipo p presenta "buchi positivi" nella banda di valenza.
- La sovrapposizione delle bande s e p nel secondo gruppo contribuisce alla formazione delle bande di conduzione nei metalli.
Metalli
-Struttura compatta (numeri di coordinazione elevati)
-Conduttori
-Varietà di punti di fusione
-Legame metallico
-Impaccamento compatto di sfere:
ogni sfera è circondata da altre 12 sfere
esagonale compatta (hcp)cubica compatta (ccp)
Legame metallico
Modello a gas elettronico non è soddisfacente-->Modello a bande (deriva dalla teoria MO):
-Bande semiriempite (caso del solido)= bande in cui gli elettroni sono liberi di muoversi-->bande di conduzione
-Bande completamente riempite= elettroni senza bande vuote accessibili-->materiali isolanti
Le bande di conduzione si originano anche dalla sovrapposizione di bande s e p (2° gruppo)
Conduttori, isolanti e semi-conduttori
a)Il conduttore metallico ha una banda semiriempita
b)Un isolante elettrico ha una banda di valenza completamente riempita e una banda di conduzione completamente vuota separate da un gap di energia molto grande
Es.
c)In un semi-conduttore il gap è piu piccolo-->la banda di conduzione può venire occupata da un piccolo numero di elettroni e la banda di valenza è parzialmente non occupata-->infatti il gap può essere superato per esempio da aumenti di energia degli elettroni dovuta a variazioni di temperatura.
Scendendo nel gruppo il gap si riduce
Es. silicio
Drogaggio dei semi-conduttori
Tipo n
-Es. silicio drogato con F
-Ha più elettroni di quanti ne avrebbe se fosse tutto silicio e vanno a finire sulla banda di conduzione
Tipo p
-Es. silicio drogato con B
-Ha meno elettroni di quanti ne avrebbe se fosse solo silicio-->”buchi positivi” nella banda di valenza
In entrambi i casi gli elettroni possono muoversi
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