Zenbat da Valents Elektronak eta Elektrizitatearen Geidetsia?

Zer dira Valents Elektronoak eta Elektrizitatearen Gezieztasuna?

Valents Elektronoei buruzko Definizioa

Atomo bat nukleoru batez osatuta dago, proton eta neutron dituena, elektronak iturri guztietan. Nukleoru positiboki kargatuta dago, eta elektronak negatiboki. Atomot elektrikoki neutralak dira, proton ugari eta elektron ugari dituztelako.

Atomo baten elektronak energia mailen arabera iturriz osatuta daude. Nukleorura hurbilena energia txikiagoko du, eta urrunena energia handiagoko. Iturri bakoitzak elektron kopuru maximoa du: lehena 2 elektron ditu, bigarrena 8, eta horrela abar.

Valents elektronak atomoen kanpoaldeko iturririko elektronak dira. Kimika lotzetan parte hartzen dute eta elektrizitatearen edo magnetismoaren eraginpean egon ditzakete. Valents elektron kopurua elementuaren arabera aldatzen da, 1etik 8ra bitartean.

Valents elektronak oso garrantzitsuak dira elementu baten ezaugarri fisiko, kimiko eta elektrikoak zehazteko. Valents elektron kopuru berdina duten elementuak adina kimikotasun eta lotze mota berdinak dituzte. Valents elektron kopuru desberdinek elektrizitatearen gezieztasun eta material mota desberdinak ematen dituzte.

Elektrizitatearen Gezieztasuna

Elektrizitatearen gezieztasuna neurtzen du material batek zenbat ondo elektrizitatearen korrontea igotzeko ahalmena duen. Elektrizitatearen korrontea mugitzen diren elektrizitatearen karguekin osatuta dago, arrazoian elektron libreak edo ionek eraman. Gezieztasuna altua duten materialak erraz igotzen dute korrontea, gezieztasuna baxua duten materialak, ordea, erresistentziak sortzen dituzte.

Material baten elektrizitatearen gezieztasuna hainbat faktoreen mendean dago, hala nola tenperatura, egitura, osagai eta garbiotasuna. Hala ere, faktore garrantzitsuenetako bat materialaren barruan dauden elektron libreaken kopurua eta portaera da.

Elektron libreak atomoen valents elektronak dira, ez dira estu lotuta atomo nagusiekin eta materialaren barruan aske mugitzeko ahalmena dute. Hauek dira elektronak elektrizitatearen eremu edo potentzial-diferentzia aplikatu zenean erantzuten dituztenak, eta norabide batera joateko hasieratzen dituztenak, elektrizitatearen korrontea sortuz.

Material bateko elektron libreaken kopurua eta portaera materialaren osagai atomoen valents elektron kopuruaren mendean dago. Oro har, valents elektron gutxi dituzten materialak elektron libreak gehiago izango dituzte, eta valents elektron asko dituzten materialak elektron libreak gutxiago.

Elektrizitatearen gezieztasunaren eta valents elektron kopuruaren arabera, materialak hiru talde nagusitan sailkatu daitezke: gelekiroak, semigelekiroak eta isolatzaileak.

Gelekiroak

Gelekiroak elektrizitatearen gezieztasuna altua duten materialak dira, elektron libreak asko dituztenez, elektrizitatearen korrontea erraz igotzen dute. Gelekiroek atomoen valents elektron bat, bi edo hiru dituzte. Valents elektron hauek energia altuko dituzte eta atomo nagusiarekin ahul lotuta daude. Elektrizitatearen eremu edo potentzial-diferentzia aplikatu zenean erraz atzokitzeko edo materialaren barruan mugitzeko ahalmena dute.

Metale asko elektrizitatearen gelekiro onak dira, atomoen valents elektron gutxi dituztelako. Adibidez, konponduk valents elektron bat ditu, magesiok bi valents elektron, eta aluminioak hiru valents elektron. Metal hauek kristalo egituraren barruan elektron libreak asko dituzte, elektrizitatearen eremu aplikatu zenean aske mugitzeko ahalmena dute.

Zenbait metal ez dira gelekiroak, baina baldintza batzuetan horrela jarduten dira. Adibidez, grafite (karbono modu bat) atomoen lau valents elektron ditu, baina hiru bakarrik erabiltzen ditu beste karbono atomoekin lotzerako hexagonaleko tartean. Laugarren valents elektron askea mugitzeko ahalmena du tartean elektrizitatearen eremu aplikatu zenean.

Semigelekiroak

Semigelekiroak elektrizitatearen gezieztasuna erdieskoa duten materialak dira, elektron libreak gutxi dituztenez, baldintza batzuetan elektrizitatearen korrontea igotzen dute. Semigelekiroek atomoen lau valents elektron dituzte, hala nola karbono, silicio eta germanio. Valents elektron hauek beste atomoekin lotzerako erregularrak dituzte. Baina temperatura osoan, elektron hauek batzuk energia nahikoa lortu dezakete lotzetik askatzea eta elektron libreak bihurtzea. Elektron libreak horiek elektrizitatearen eremu aplikatu zenean elektrizitatearen korrontea igotzen dute.

Baina, semigelekiro puro bateko elektron libreaken kopurua oso txikia da, eta elektrizitatearen gezieztasuna oso txarra. Beraz, semigelekiroak arrazoian impuritate atomoekin dotatuak dira, valents elektron kopuru gehiago edo gutxiago dituztenak. Horrek semigelekiroaren barruan elektron libreaken exzesioa edo falta sortzen du, elektrizitatearen gezieztasuna handituz.

Bi motatako dotazio daude: n-mota eta p-mota. N-mota dotazioan, fosforo edo arseniko bezalako hogeita bost valents elektron dituzten impuritate atomoak gehitzen dira semigelekiroari. Atomo hauek elektron libreak bat gehitu dute semigelekiroari, elektron izeneko karga negatiboa sortuz. P-mota dotazioan, borono edo galio bezalako hiru valents elektron dituzten impuritate atomoak gehitzen dira semigelekiroari. Atomo hauek semigelekirotik elektron libreak bat hartzen dute, haurrak deitzen den karga positiboa sortuz.

Semigelekiroak asko erabiltzen dira elektronikaren tresna anitzetan, hala nola transistorretan, diodetan, argienergiarako panelak, LEDetan, laserretan eta integrazio zirkuituetan. Tresna hauek semigelekiroen ezaugarri bereziak erabiltzen dituzte, hala nola gelekiro eta isolatzaile egoeretara aldatzea, argi eta tenperaturen sensibilitatea, eta beste materialen kompatibilitatea.

Isolatzaileak

Isolatzaileak elektrizitatearen gezieztasuna baxua duten materialak dira, elektron libreak gutxi edo inongo dituztenez, elektrizitatearen korrontea blokeatzen dute. Isolatzaileek atomoen bost edo gehiagoko valents elektron dituzte. Valents elektron hauek atomo nagusiarekin estu lotuta daude eta askatzea edo aktibatzeko energia handia behar dute. Beraz, isolatzaileak elektrizitatearen eremu edo potentzial-diferentzia aplikatu zenean erantzun ez dute eta elektrizitatearen korrontea blokeatzen dute.

Metal ez direnak isolatzaile onak dira, atomoen valents elektron asko dituztelako. Adibidez, azoteak bost valents elektron ditu, azufrez seirak, eta neonak zazpi. Elementu hauek elektron libreak inongo dituzte eta elektrizitatearen korrontea igotzen ez dute.