Tema 8 -Conductivitat UNY (2) (2016)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Química - 3º curso
Asignatura Química Inorgànica III
Año del apunte 2016
Páginas 6
Fecha de subida 13/06/2017
Descargas 1
Subido por

Vista previa del texto

TEMA 8: CONDUCTIVITAT 8.3. Conductivitat electrònica Característiques dels metalls Els electrons de valència es troben deslocalitzats, són mòbils.
Hi ha interacció entre els electrons i fotons: - Resistència al pas de corrent - Efecte Joule L’enllaç i conductivitat s’explica per la teoria de bandes.
La conductivitat disminueix linealment en augmentar la temperatura T.
Característiques superconductors Es tracta del comportament metàl·lic a temperatures altes.
Per sota de la Tc es troba en un estat de superconductor: - Resistivitat nul·la - No hi ha efecte Joule Els fotons no ofereixen resistència: acoblament fotó electró.
Es comporten com diamagnètics: efecte Meissner-levitació Es destrueix per corrent /camps intensos.
S’explica mitjançant la teoria de la BCS.
Característiques semiconductors Les conductivitats són menors que les dels metalls.
Dos mecanismes: - Excitació a banda deslocalitzada - Salt entre veïns: mecanisme de Hopping Pot ser intrínseca o extrínseca (dopat) La conductivitat s’activa tèrmicament.
Fotoconductors: activats per la llum.
Enllaç i conductivitat en sòlids: teoria de bandes.
Bandes d’una cadena Hn: - Cadena amb espaiat uniforme - Un orbital atòmic Xn per centre - Combinacions lineals donen els orbitals de Bloch - Característiques de les bandes o Posició depèn de la energia del orbital.
o Dispersión depèn del solapament o Pendent positiu o negatiu depèn del tipus d’orbital.
Bandes per metalls de transició - Cadenes d’octaedres compartint arestes o Octaedres sense interacció: desdoblament t2g/eg o Orbitals de Bloch a partir d’orbitals d: dispersió només en direcció de la cadena.
o Combinació amb orbitals de Bloch de lligands pont (tipus eg) - El bloc d (bandes t2g i eg) o Orbital xy solapament sigma: dispersió.
o Orbital z2: banda plana o Orbital x2-y2: solapament amb ponts: banda ampla.
Conductivitat en metalls Banda de valència: Conjunt d’electrons que estan en la ultima capa de valencià o nivell energètic d’un àtom. Aquests electrons són els que formen els enllaços entre els àtoms.
(no intervenen en la conductivitat elèctrica).
Banda de conducció: Ocupada pels electrons lliures que es podran moure al llarg de l’estructura sòlida (responsables de la conducció).
En un conductor no hi ha gap energètic (separació entre bandes). Facilitat perquè el electró pugui saltar de la banda de valència a la banda de conducció.
En un aïllant ha ha un gap energètic (banda prohibida). El electró no podrà de la banda de valència a la banda de conducció.
En un semiconductor intrínsec aplicant certa energia es pot superar el petit gap que presenta entre la banda de valència i la banda de conducció.
En un semiconductor extrínsec s’afegeix una substància dopant.
- Semiconductor tipus n: portador d’electrons (Si + As) - Semiconductor de tipus p: portador del buit (Si + Ga) 8.4. Superconductors El fenomen de la superconducció es dona a temperatures molt baixes.
A temperatures baixes pràcticament no hi ha oscil·lacions ni moviment dels electrons.
No existeix resistència al pas de corrent elèctric.
Teoria BCS de la superconductivitat Bardeen-Cooper-Schrieffer.
Dades: - La estructura és idèntica en fase metàl·lica i superconductora.
- Hi a presencia d’efecte isotòpic (oscil·lador harmònic).
- Els fonons frenen els electrons i son responsables de la resistència elèctrica dels metalls.
Teoria: - Acoblament fonó-electró suprimeix la resistència elèctrica - Distorsió de la xarxa permet a un altre electró desplaçar-se, zona de càrrega positiva (parell de Cooper).
Famílies de superconductors Compostos ternaris: - Borurs: RT4B4 - Fases de Chevrel: MxMo6X8 Superconductors d’alta temperatura: La2CuO4 Ybacuo: YBa2Cu3O7 - Estructura de perovskita a la que s’eliminen oxigens o 1 de la capa YO o 1 de la capa CuO - S’obtenen dos tipus de capes de Cu-O o Capes de piràmides quadrades o Cadenes de plano quadrats - Capes de CuO i valencià mixta són comuns a la majoria dels superconductors.
- La conducció es dona a través dels plans.
- Perd fàcilment oxigen, donant no estequiometria o YBa2Cu3O7-δ (0 < δ < 1) o (0 < δ < 0,5) superconductor o (0,5 < δ < 1) aïllant ...

Comprar Previsualizar