వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్స్ మరియు విద్యుత పరివహనం ?

వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్స్ మరియు విద్యుత్ కండక్టివిటీ ఏంటి?

వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్స్ నిర్వచనం

ఒక అణువు ప్రోటన్లు మరియు న్యూట్రాన్లను కలిగిన న్యూక్లియస్‌తో మరియు దాని చుట్టూ ఉన్న ఎలక్ట్రాన్లతో మొత్తంగా తయారైనది. న్యూక్లియస్ ధనాత్మక శక్తితో ఉంటుంది, మరియు ఎలక్ట్రాన్లు రసాయనిక శక్తితో ఉంటాయి. అణువులు విద్యుత్ నైపుణ్యం లేనివి ఎందుకంటే వాటికి సమానంగా ఉన్న ప్రోటన్లు మరియు ఎలక్ట్రాన్లు ఉంటాయి.

అణువులోని ఎలక్ట్రాన్లు వాటి శక్తి స్థాయిపై ఆధారపడి శెల్స్‌లో వ్యవస్థితంగా ఉంటాయి. న్యూక్లియస్‌కు దగ్గరగా ఉన్న శెల్ కన్నా తక్కువ శక్తి ఉంటుంది, దూరంలోని శెల్ కన్నా ఎక్కువ శక్తి ఉంటుంది. ప్రతి శెల్ ఎలక్ట్రాన్ల గరిష్ఠ సంఖ్యను కలిగి ఉంటుంది: మొదటి శెల్ 2, రెండవ శెల్ 8, ముగిసి వ్యవస్థితం అవుతుంది.

వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్స్ అణువుల బాహ్య శెల్‌లోని ఎలక్ట్రాన్లు. వారు రసాయనిక బాండింగ్‌లో భాగంగా ఉంటారు మరియు విద్యుత్ క్షేత్రాలు లేదా చుమృపు క్షేత్రాల ద్వారా ప్రభావితం అవుతారు. వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్స్ సంఖ్య 1 నుండి 8 వరకు మారుతుంది, అంశం ప్రకారం.

వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్స్ అంశం యొక్క భౌతిక, రసాయనిక, మరియు విద్యుత్ లక్షణాలను నిర్ధారించడంలో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తారు. సమానంగా ఉన్న వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్స్ అంశాలు సాధారణంగా సమానంగా ఉన్న ప్రతిక్రియాశీలత మరియు బాండింగ్ రకాలను కలిగి ఉంటాయి. వివిధ వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్స్ సంఖ్యలు వివిధ విద్యుత్ కండక్టివిటీ మరియు పదార్థ రకాలను ఫలితంగా చూపుతాయి.

విద్యుత్ కండక్టివిటీ

విద్యుత్ కండక్టివిటీ ఒక పదార్థం ఎంత మెచ్చుకోగా విద్యుత్ ప్రవాహం దాని ద్వారా ప్రవహించేను కొలుస్తుంది. విద్యుత్ ప్రవాహం ప్రవహించే విద్యుత్ చార్జులను, సాధారణంగా స్వీయ ఎలక్ట్రాన్లు లేదా ఆయన్లను కలిగి ఉంటుంది. ఎక్కువ కండక్టివిటీ యొక్క పదార్థాలు సులభంగా విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని కండక్ట్ చేస్తాయి, తక్కువ కండక్టివిటీ యొక్క పదార్థాలు దానిని విరోధిస్తాయి.

ఒక పదార్థం యొక్క విద్యుత్ కండక్టివిటీ ఆ పదార్థం యొక్క తాపం, నిర్మాణం, సంయోజనం, మరియు ప్రతిష్టానుసారం ఆధారపడి ఉంటుంది. కానీ, అత్యంత ముఖ్యమైన అంశం ఆ పదార్థంలో ఉన్న స్వీయ ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య మరియు వారి విధానం.

స్వీయ ఎలక్ట్రాన్లు వాటి మాతాపితృ అణువులకు తీవ్రంగా బాండింగ్ చేయబడని వాటికి స్వీయంగా ప్రవహించవచ్చును. ఈ ఎలక్ట్రాన్లు అప్లై చేయబడిన విద్యుత్ క్షేత్రం లేదా పోటెన్షియల్ వ్యత్యాసం యొక్క ప్రతిక్రియకు స్పందించి ఒక దిశలో డ్రిఫ్ట్ చేస్తాయి, విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని సృష్టిస్తాయి.

ఒక పదార్థంలోని స్వీయ ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య మరియు వారి విధానం ఆ పదార్థంలోని అంశాల వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్స్ సంఖ్యపై ఆధారపడి ఉంటాయి. సాధారణంగా, తక్కువ వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్స్ యొక్క పదార్థాలు ఎక్కువ స్వీయ ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటాయి, ఎక్కువ వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్స్ యొక్క పదార్థాలు తక్కువ స్వీయ ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటాయి.

విద్యుత్ కండక్టివిటీ మరియు వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్స్ సంఖ్య ప్రకారం, పదార్థాలను మూడు ప్రధాన వర్గాల్లో విభజించవచ్చు: కండక్టర్స్, సెమికండక్టర్స్, మరియు ఇన్స్యులేటర్స్.

కండక్టర్స్

కండక్టర్స్ అనేవి ఎక్కువ విద్యుత్ కండక్టివిటీ కలిగి ఉన్న పదార్థాలు, ఎందుకంటే వాటికి ఎక్కువ స్వీయ ఎలక్ట్రాన్లు ఉంటాయి, వాటి ద్వారా విద్యుత్ ప్రవాహం సులభంగా కండక్ట్ చేయబడుతుంది. కండక్టర్స్ యొక్క అణువులు సాధారణంగా ఒక, రెండు, లేదా మూడు వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటాయి. ఈ వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లు ఎక్కువ శక్తి స్థాయిని కలిగి ఉంటాయి మరియు వాటి మాతాపితృ అణువులకు తీవ్రంగా బాండింగ్ చేయబడవు. వారు విద్యుత్ క్షేత్రం లేదా పోటెన్షియల్ వ్యత్యాసం అప్లై చేయబడినప్పుడు స్వీయంగా విడుదల అవుతారు లేదా పదార్థంలో ముందుకు ప్రవహించవచ్చు.

అనేక ధాతువులు విద్యుత్ కండక్టర్స్ అగును, ఎందుకంటే వాటి అణువులు తక్కువ వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, కాప్పర్‌లో ఒక వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్, మెగ్నీషియంలో రెండు వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లు, మరియు అల్యూమినియంలో మూడు వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లు ఉంటాయి. ఈ ధాతువులు వాటి క్రిస్టల్ నిర్మాణంలో ఎక్కువ స్వీయ ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటాయి, విద్యుత్ క్షేత్రం అప్లై చేయబడినప్పుడు వారు సులభంగా ప్రవహించవచ్చు.

కొన్ని అధాతువులు కొన్ని పరిస్థితులలో కండక్టర్స్ అయి ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, గ్రాఫైట్ (కార్బన్ రూపం) అణువులు నాలుగు వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటాయి, కానీ వాటిలో మూడు మాత్రమే ఇతర కార్బన్ అణువులతో హెక్సాగోనల్ లాటిస్‌లో బాండింగ్ చేయబడతాయి. నాల్గవ వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్ విద్యుత్ క్షేత్రం అప్లై చేయబడినప్పుడు లాటిస్‌లో స్వీయంగా ప్రవహించవచ్చు.

సెమికండక్టర్స్

సెమికండక్టర్స్ అనేవి కొన్ని పరిస్థితులలో విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని కండక్ట్ చేయగల తక్కువ స్వీయ ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉన్న పదార్థాలు. సెమికండక్టర్స్ యొక్క అణువులు నాలుగు వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటాయి, వాటికి ఉదాహరణగా కార్బన్, సిలికాన్, జర్మనియం ఉంటాయి. ఈ వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లు ఇతర అణువులతో ఒక నియమిత లాటిస్ నిర్మాణంలో బాండింగ్ చేయబడతాయి. కానీ, తాపం వద్ద, ఈ వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లలో కొన్ని సాధారణంగా బాండ్లను తప్పించి స్వీయ ఎలక్ట్రాన్లు అవుతాయి. ఈ స్వీయ ఎలక్ట్రాన్లు విద్యుత్ క్షేత్రం అప్లై చేయబడినప్పుడు విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని కండక్ట్ చేయవచ్చు.

కానీ, శుద్ధ స