ವ್ಯಾಲೆನ್ಸ್ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾಲಕತೆ ಎಂತ ?
ವೈಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾಲಕತೆ ಎಂದರೇನು?
ವೈಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನ
ಒಂದು ಅಣುವು ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಕೇಂದ್ರ ಮತ್ತು ಅದರ ಸುತ್ತಮುತ್ತಲೂ ಉಂಟಾಗಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳಿಂದ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಕೇಂದ್ರವು ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಷಿತವಾಗಿದ್ದು, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಷಿತವಾಗಿವೆ. ಅಣುವು ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಸಮಾನವಾಗಿದ್ದರಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ಶೂನ್ಯವಾಗಿದೆ.
ಅಣುವು ತನ್ನ ಶಕ್ತಿ ಮಟ್ಟದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಶೆಲ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯವಸ್ಥಿತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕೇಂದ್ರಕ್ಕೆ ಅತ್ಯಂತ ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿರುವ ಶೆಲ್ ಕನಿಷ್ಠ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು, ದೂರದಲ್ಲಿರುವ ಶೆಲ್ ಗರಿಷ್ಠ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಪ್ರತಿ ಶೆಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳಿಗಾಗಿ ಅತಿಹೆಚ್ಚು ಸಂಭವನೀಯ ಸೀಮೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ: ಮೊದಲ ಶೆಲ್ 2 ರ ಮುಂದೆ, ಎರಡನೇ ಶೆಲ್ 8 ರ ಮುಂದೆ, ಮತ್ತೆ ಹೊರಗೆ ಹೋಗುತ್ತಿದೆ.
ವೈಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಅಣುವು ಹೊರಗಿನ ಶೆಲ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು. ಅವು ರಾಸಾಯನಿಕ ಬಂಧನ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ಅಥವಾ ಚುಮ್ಬಕೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಪ್ರಭಾವಕ್ಕೆ ಸ್ವೀಕಾರ್ಯವಾಗಿದೆ. ಪ್ರಮಾಣಕ್ಕಾಗಿ ವೈಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ 1 ರಿಂದ 8 ರ ಮೇಲೆ ವರೆಯುತ್ತದೆ, ಅಂಶದ ಮೇಲೆ ಅವರೆಗೆ ಅವರೆಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ.
ವೈಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಅಂಶದ ಶಾರೀರಿಕ, ರಾಸಾಯನಿಕ, ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣಗಳನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ. ಸಂದರ್ಭದ ವೈಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಅಂಶಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಂದರ್ಭದ ಪ್ರತಿಕೃತಿ ಮತ್ತು ಬಂಧನ ರೀತಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ವೈಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ವಿಭಿನ್ನ ಸಂಖ್ಯೆಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾಲಕತೆ ಮತ್ತು ಪದಾರ್ಥ ರೀತಿಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತವೆ.
ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾಲಕತೆ
ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾಲಕತೆಯು ಪದಾರ್ಥವು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ದ್ವಾರಿಸುವ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಮಾಪುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವು ಚಲಿಸುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಆವೇಷಿಕ ಪ್ರಮಾಣಗಳಿಂದ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಮುಕ್ತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಐಓನ್‌ಗಳಿಂದ ಹೋಗುತ್ತದೆ. ಉನ್ನತ ಚಾಲಕತೆಯ ಪದಾರ್ಥಗಳು ಸುಲಭವಾಗಿ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ದ್ವಾರಿಸುತ್ತವೆ, ಅದೇ ಕಡಿಮೆ ಚಾಲಕತೆಯ ಪದಾರ್ಥಗಳು ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ವಿರೋಧಿಸುತ್ತವೆ.
ಪದಾರ್ಥದ ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾಲಕತೆ ಅದರ ತಾಪಮಾನ, ರಚನೆ, ಸಂಯೋಜನೆ, ಮತ್ತು ಶುದ್ಧತೆ ಪ್ರಮಾಣಗಳ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಆದರೆ, ಅತ್ಯಂತ ಮುಖ್ಯ ಪ್ರಮಾಣ ಪದಾರ್ಥದಲ್ಲಿನ ಮುಕ್ತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಮತ್ತು ಆಚರಣೆಯು ಆಗಿದೆ.
ಮುಕ್ತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ತಮ್ಮ ಮಾತೃ ಅಣುಗಳಿಂದ ಬೆಳೆದಿಲ್ಲದ ವೈಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಪದಾರ್ಥದ ಒಳಗೆ ಚಲಿಸಬಹುದಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು. ಈ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಲಾಭೋದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ಅಥವಾ ಪೋಟೆನ್ಷಿಯಲ್ ವ್ಯತ್ಯಾಸಕ್ಕೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾದಂತೆ ಒಂದು ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ವಿಸರಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ.
ಪದಾರ್ಥದಲ್ಲಿನ ಮುಕ್ತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಮತ್ತು ಆಚರಣೆಯು ಅದರ ಅಂಶ ಅಣುಗಳಲ್ಲಿನ ವೈಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಕಡಿಮೆ ವೈಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪದಾರ್ಥಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಮುಕ್ತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ಅದೇ ಹೆಚ್ಚು ವೈಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪದಾರ್ಥಗಳು ಕಡಿಮೆ ಮುಕ್ತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ.
ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾಲಕತೆ ಮತ್ತು ವೈಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಮೇಲೆ ಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನು ಮೂರು ಮುಖ್ಯ ವರ್ಗಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು: ಚಾಲಕಗಳು, ಸೆಮಿ-ಚಾಲಕಗಳು, ಮತ್ತು ಅಚಾಲಕಗಳು.
ಚಾಲಕಗಳು
ಚಾಲಕಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಮುಕ್ತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪದಾರ್ಥಗಳು, ಅವು ಸುಲಭವಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ದ್ವಾರಿಸಬಹುದು. ಚಾಲಕಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ತಮ್ಮ ಅಣುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು, ಎರಡು, ಅಥವಾ ಮೂರು ವೈಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಈ ವೈಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಉನ್ನತ ಶಕ್ತಿ ಮಟ್ಟದ ಮತ್ತು ತಮ್ಮ ಮಾತೃ ಅಣುಗಳಿಂದ ಬೆಳೆದಿಲ್ಲದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು. ಅವು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ಅಥವಾ ಪೋಟೆನ್ಷಿಯಲ್ ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಲಾಭಿಸಿದಾಗ ತಮ್ಮ ಅಣುಗಳಿಂದ ವಿಸರಿಸಬಹುದು ಅಥವಾ ಪದಾರ್ಥದ ಒಳಗೆ ಚಲಿಸಬಹುದು.
ಉದಾಹರಣೆಗಳೆಂದರೆ, ಕಪ್ಪು ಒಂದು ವೈಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಹೊಂದಿದೆ, ಮ್ಯಾಜನೀಸಿಯಂ ಎರಡು ವೈಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಮತ್ತು ಅಲುಮಿನಿಯಂ ಮೂರು ವೈಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಈ ಧಾತುಗಳು ತಮ್ಮ ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಮುಕ್ತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು, ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ಲಾಭಿಸಿದಾಗ ಸುಲಭವಾಗಿ ಚಲಿಸಬಹುದು.
ಕೆಲವು ಅಧಾತುಗಳು ಕೆಲವು ಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಚಾಲಕಗಳಂತೆ ಆಚರಿಸಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗಳೆಂದರೆ, ಗ್ರಫೈಟ್ (ಕಾರ್ಬನ್‌ನ ಒಂದು ರೂಪ) ತನ್ನ ಅಣುಗಳಲ್ಲಿ ನಾಲ್ಕು ವೈಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಆದರೆ ಮೂರು ವೈಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ಇತರ ಕಾರ್ಬನ್ ಅಣುಗಳೊಂದಿಗೆ ಷಣ್ಣದ ಜಾಲದಲ್ಲಿ ಬಂಧನ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ನಾಲ್ಕನೇ ವೈಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಜಾಲದ ಮೇಲೆ ಚಲಿಸಬಹುದು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ಲಾಭಿಸಿದಾಗ.
ಸೆಮಿ-ಚಾಲಕಗಳು
ಸೆಮಿ-ಚಾಲಕಗಳು ಕೆಲವು ಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ದ್ವಾರಿಸಬಹುದಾದ ಕಡಿಮೆ ಮುಕ್ತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪದಾರ್ಥಗಳು. ಸೆಮಿ-ಚಾಲಕಗಳು ತಮ್ಮ ಅಣುಗಳಲ್ಲಿ ನಾಲ್ಕು ವೈಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪದಾರ್ಥಗಳು, ಉದಾಹರಣೆಗಳೆಂದರೆ ಕಾರ್ಬನ್, ಸಿಲಿಕಾನ್, ಮತ್ತು ಜರ್ಮನಿಯಮ್. ಈ ವೈಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ನಿಯಮಿತ ಜಾಲ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಇತರ ಅಣುಗಳೊಂದಿಗೆ ಬಂಧನ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ಆದರೆ, ಗ್ರಹ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ, ಈ ವೈಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಕೆಲವು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು, ಅದು ತಮ್ಮ ಬಂಧನಗಳಿಂದ ಮುಕ್ತವಾಗಿ ಮತ್ತು ಮುಕ್ತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳಾಗಿ ಮಾರಬಹುದು. ಈ ಮುಕ್ತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರ ಲಾಭಿಸಿದಾಗ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ದ್ವಾರಿಸಬಹುದು.
ಆದರೆ, ಶುದ್ಧ ಸೆಮಿ-ಚಾಲಕದಲ್ಲಿನ ಮುಕ್ತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಕಡಿಮೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾಲಕತೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಸೆಮಿ-ಚಾಲಕಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅನುಕೂಲಕ ಪರಮಾಣುಗಳೊಂದಿಗೆ ಡೋಪ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅವು ಮೂಲ ಅಣುಗಳಿಂದ ಹೆಚ್ಚು ಅಥವಾ ಕಡಿಮೆ ವೈಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಇದು ಸೆಮಿ-ಚಾಲಕದಲ್ಲಿ ಮುಕ್ತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಅನುಕೂಲಕ ಅಥವಾ ಕಡಿಮೆ ಹೊಂದಿರುವ ಪರಿಮಾಣದೊಂದಿಗೆ ಅದರ ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾಲಕತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.
ದುವಿಡು ರೀತಿಯ ಡೋಪಿಂಗ್ ಇದೆ: n-ಟೈಪ್
