Mi az a fémes fizika?
A fémes fizika definíciója
A fémes fizikát olyan anyagok tanulmányozása jellemzi, amelyek elektromos vezetőképessége a vezetők és izolátorok közötti tartományban helyezkedik el, főleg olyan elemek esetén, mint a szilícium és a germańium.
Fémek tulajdonságai
A fémek közepes ellenállásúak, és negatív hőmérsékleti ellenállási együtthatóval rendelkeznek, ami azt jelenti, hogy ellenállásaik csökken a hőmérséklet növekedésével.
Kovalens kötés
A fémes atomok valencia elektronjai nagy szerepet játszanak a fémes kristályban lévő atomok kötéseiben. A kötések kialakulása azért történik, mert minden atom tendenciája, hogy legyen nyolc elektronja a legkülső cellájában.
Minden fémes atomnak négy valencia elektrona van, és megoszthatja a szomszédos atomoktól kapott négy elektront, hogy teljesítse a legkülső rétegében található nyolc elektronra vonatkozó igényét. Ez az elektronok megosztása kovalens kötéket hoz létre.
Minden fémes atom négy kovalens kötést hoz létre a kristályban lévő négy szomszédos atommal. Azaz, mindegyik szomszédos fémes atommal egy kovalens kötést hoz létre. A lentiekben látható ábra a germańium kristályban kialakult kovalens kötéseket mutatja be.
A germańium kristályban minden atomnak nyolc elektrona van az utolsó pályáján. De egy elkülönített, egyedülálló germańium atomnál 32 elektron található. Az első pálya 2 elektronnal, a második pálya 8 elektronnal, a harmadik pálya 18 elektronnal rendelkezik, és 4 elektron marad a negyedik vagy legkülső pályán.
De a germańium kristályban minden atom megosztja a négy valencia elektronját a négy szomszédos atommal, hogy teljesíti a legkülső pályájának nyolc elektronos igényét. Így minden kristályban lévő atom nyolc elektronnal lesz ellátva a legkülső pályáján.
A kovalens kötések kialakulása minden valencia elektronot egy atomhoz köti, így nem hagy szabad elektronokat a tökéletes fémes kristályban. Az atomok sorrendjét ezek a kötések biztosítják, létrehozva a fém kristálystruktúráját.
Energiasáv elmélet
A fémek kis energiaüres sort tartalmaznak a valencia és a vezetési sáv között, ami lehetővé teszi, hogy az elektronok mozogjanak, és elektromosságot vezessenek, amikor energiát adunk rájuk.
Fémek típusai
Intrinszikus fémes
Extrinszikus fémes
N-típusú és P-típusú fémes
