IL LEGAME METALLICO. Metalli

Dimensione: px

Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "IL LEGAME METALLICO. Metalli"

Marianna Riccio
7 anni fa
Visualizzazioni

1 IL LGAM MTALLICO 1 Non metalli Metalli Metalloidi Proprietà dei metalli levata conducibilità elettrica; levata conducibilità termica; ffetto fotoelettrico; levata duttilità e malleabilità; Lucentezza; lettropositività; Strutture cristalline molto compatte (n.c. 8-12) 2 1

2 Proprietà dei metalli Conducibilità elettrica: è dovuta alla presenza di e- liberi di muoversi sotto la sollecitazione di un campo elettrico. All aumentare di T, la conducibilità elettrica diminuisce perché il moto degli e- viene ostacolato dal progressivo aumento di oscillazioni degli atomi. ffetto fotoelettrico: facilità di estrazione di e- per irraggiamento con luce apropriata. ffetto termoionico: facilità di estrazione di e- per riscaldamento. Conducibilità termica: trasporto di energia termica dovuto alla mobilità degli e-. Duttilità e malleabilità: i piani reticolari possono slittare con una certa facilità gli uni sugli altri senza alterare le interazioni di legame. lettropositività: facilità di estrazione degli e-. Non trasparenza e Lucentezza: i metalli assorbono tutte le radiazioni visibili incidenti e le riemettono in tutte le direzioni. Gli e- possono essere eccitati a livelli energetici superiori assorbendo quantità qualsiasi di energia, variabili praticamente 3 con continuità. Modello semplificato di un reticolo metallico Mare di elettroni di, molto mobili e delocalizzati Cationi disposti secondo un reticolo ordinato 4 2

3 5 Legame metallico - La teoria delle bande Costruzione di un reticolo metallico (es. Na) OA 3s Na Na 2 Na 3 Na 4 Na 31 Na N 6 3

4 Orbitali delocalizzati nei metalli Orbitali atomici Orbitale molecolare 7 Legame metallico - La teoria delle bande Un cristallo metallico è caratterizzato da un estesa sovrapposizione degli orbitali di dei singoli atomi in modo da formare orbitali molecolari delocalizzati, estesi su tutto il reticolo cristallino (orbitali di Bloch). Costruzione di un reticolo metallico In un cristallo formato da molti atomi, i livelli energetici degli orbitali molecolari sono talmente ravvicinati da formare una banda continua TORIA DLL BAND 8 4

5 Cristallo metallico di Na Gli e - sono delocalizzati sull intero cristallo La separazione fra le diverse bande è tanto minore quanto minore è la differenza di energia tra gli orbitali atomici dei singoli atomi e quanto 9 minore è la distanza fra atomi adiacenti nel cristallo Mobilità degli elettroni nei conduttori (+) e - (-) Conducibilità diminuisce all aumentare di T 10 5

6 Conduttori, isolanti e semiconduttori Conduttore: banda di solo parzialmente riempita banda di satura ma sovrapposta con bande vuote 2p 3 2p 3 2s N e - 1s 2N e- Li: 1s 2 2s 1 2s 1s Be: 1s 2 2s 2 2N e - 2N e - 11 CONDUTTORI a) banda di solo parzialmente riempita (Li) b) banda di satura ma sovrapposta con bande vuote (Be) c) banda di parzialmente riempita ma sovrapposta con bande vuote Banda vuota Banda di non satura Banda vuota sovrapposta a quella di Banda di satura Banda vuota sovrapposta a quella di Banda di non satura Bande interne sature Bande interne sature Bande interne sature a) b) c) 12 6

7 La teoria delle bande si può applicare anche ai composti covalenti a struttura infinita (es. diamante, silice) o ai composti ionici (es. AgBr). Isolante: banda di satura e separata dalla banda di conduzione da un dislivello (GAP) energetico molto elevato. C: 1s 2 2s 2 2p 2 1s 2 2(sp 3 ) 4 2(sp 3 ) 4 4 Δ = 6 ev DIAMANT 1s 2 13 Semiconduttori: banda di satura e separata dalla banda di conduzione da un dislivello (GAP) energetico piccolo. SILICIO GRMANIO Si: [Ne]3s 2 3p 2 [Ne]3(sp 3 ) 4 Ge: [Ar]3d 10 4s 2 4p 2 [Ar]3d 10 4(sp 3 ) 4 3(sp 3 ) 4 4 Δ = 1.1 ev 4(sp 3 ) 4 4 Δ = 0.7 ev 14 7

Semiconduttori Meccanismo di conduzione elettrica nei semiconduttori puri (INTRINSCI) Conducibilità aumenta all aumentare di T Conduzione di tipo n (elettroni) Δ (+) (-) - - - + + + Gap Δ 1.

8 Semiconduttori Meccanismo di conduzione elettrica nei semiconduttori puri (INTRINSCI) Conducibilità aumenta all aumentare di T Conduzione di tipo n (elettroni) Δ (+) (-) Gap Δ 1.1 ev Si, 0.4 ev Ge Conduzione di tipo p (lacune) Irraggiamento (FOTOCONDUZION) ccitazione termica (TRMOCONDUZION) 15 Drogaggio dei semiconduttori intrinseci Drogaggio di tipo p Banda di conduzione lementi III gruppo B, Al, Ga, In, Tl 0.1 ev Banda di Conduzione di tipo p 16 8

9 Drogaggio dei semiconduttori intrinseci Drogaggio di tipo n Banda di conduzione lementi V gruppo P, As, Sb, Bi Conduzione di tipo n 0.1 ev Banda di 17 Proprietà magnetiche degli atomi Figura 5-30 apparecchiatura (bilancia magnetica) utilizzata per misurare il paramagnetismo di una sostanza. Le sostanze che contengono elettroni spaiati sono leggermente attratte da un campo magnetico e per questo sono dette paramagnetiche. Viceversa le sostanze con tutti gli elettroni accoppiati sono debolmente respinte da un campo magnetico e chiamate quindi diamagnetiche. Ferro, cobalto e nichel sono le uniche sostanze che presentano proprietà ferromagnetiche. Questa forma di interazione magnetica è molto forte rispetto al paramagnetismo; questo permette ad una sostanza di essere magnetizzata in 18 modo permanente, dopo essere stata immersa in un campo magnetico. 9

Documenti analoghi

Legame metallico. Non metalli. Semimetalli. Metalli

Legame metallico. Non metalli. Semimetalli. Metalli Legame metallico Non metalli Metalli Semimetalli Proprietà metalliche elevata conducibilità elettrica (1/T) e termica bassa energia di ionizzazione elevata duttilità e malleabilità non trasparenza lucentezza