TEORIA DE BANDAS

Enlace Metálico

Es un enlace químico. En los compuestos metálicos los átomos están muy próximos los unos a los otros y forman estructuras compactas. Además, presentan unas características propias, entre las que destaca LA ELEVADA CONDUCTIVIDAD ELECTRICA. Esta propiedad, la de la conductividad es debido a que los electrones implicados en el enlace metálico tengan libertad y facilidad de movimiento. Es por este motivo que, para que los metales tengan electrones móviles, requieren 2 características a nivel atómico: la primera, una energía de ionización baja (la energía de ionización es la energía necesaria para arrancar un electrón de la capa de valencia) y la segunda, que posean orbitales de valencia vacíos y accesibles que permitan a los electrones moverse con facilidad.

Para dar la explicación a esta liberta de movimiento electrónico y a las restantes propiedades de los metales. Son dos: la llamada TEORIA DEL GAS ELECTRONICO y LA TEORIA DE BANDAS.

TEORIA DEL GAS ELECTRONICO PARA EL ENLACE METALICO

En la teoría del gas electrónica (también conocida como nube de electrones), los átomos metálicos pierden sus electrones de valencia y forma una red compacta de cationes (un catión es aquel que ha perdido electrones).Por ejemplo, en el caso del sodio, cuya configuración electrónica es:

Los cationes Na+, formados por los núcleos atómicos y los electrónicos de las capas internas, se empaquetan y los electrones de valencia se mueven con libertad. Estos electrones no pertenecen a los átomos, si no que se encuentran alrededor y aún siguen conformando la red.

Dependiendo del número de electrones de valencia que tenga el metal, habrá tantos electrones des localizados. Por ejemplo el sodio pierde un electrón, habrá tantos electrones como átomos de sodio, otro ejemplo seria el magnesio, que tiene 2 electrones de valencia y los pierde ambos, habrá el doble de electrones que de núcleos de Mg(2+).

Así los cationes se disponen formando un empaquetamiento metálico. Los electrones de valencia se mueven libremente, formando el gas electrónico. Dada la libertad de movimiento de electrones de valencia, esta teoría para el enlace metálico explica muy bien muchas de las propiedades metálicas, tales como la elevada conductividad electrónica y térmica. También explica la ductilidad y maleabilidad o a la resistencia de la deformación, porque las capas de cationes pueden deslizarse a unas sobre las otras manteniendo el tipo de estructura y la fortaleza del enlace.

Teoría de Bandas

Debido a que los sólidos son excelentes conductores de electricidad, los sólidos se pueden clasificar en tres grupos; aislantes, conductores y semiconductores. La teoría de bandas explica a profundidad, la semiconductividad, explica también porque los metales son muy buenos conductores.

Consideremos el metal litio, cuya configuración electrónica es:

Vemos que un átomo de litio presenta un orbital 1s lleno (con 2 electrones) y un orbital 2s semilleno (con 1 electrón).También podemos considerar a efectos prácticos los orbitales 2p, que estarán en la capa de valencia del litio, aunque vacíos (recordemos que en el según orbital se aceptan máximo 8 electrones con ello, se consideran los orbitales 2p).

Pues bien, la Teoría de Bandas considera que los orbitales de valencia de los equis números de átomos de litio, que están formando el enlace metálico SE COMBINAN ENTRE SI PARA DAR UNOS ORBITALES MOLECULARES

“SE OBTIENEN TANTOS ORBITALES MOLECULARES COMO ORBITALES DE ATOMICOS QUE SE COMBINEN”

Estos orbitales estarán muy próximos en energía y darán una banda 2s. Lo mismo sucederá con los orbitales 3N 2p de los N átomos de litio (cada átomo de litio tendrá 3 orbitales 2p,px,py y pz) , aunque estén vacíos, dando lugar a una banda 2p.

A LA BANDA FORMADA POR LOS ORBITALES 2s SEMILLENOS SE LE LLAMA BANDA DE VALENCIA. A LA BANDA VACIA FORMADA POR LOS ORBITALES 2P , SE LLAMA BANDA DE CONDUCCION.

Por lo tanto , en los metales, hay bandas de valencia , que son bandas en los que se hallan los electrones de valencia y pueden estar llenas o semillenas dependiendo de la configuración electrónica y las bandas de conducción que pueden hallarse vacías o parcialmente vacías y FACILITAN LA CONDUCCION .

“Los metales son conductores porque las bandas de valencia y de conducción se superponen, y esto hace que los electrones se muevan con libertad de una a otra”

Conductores

¿Qué es un conductor?

Son todos aquellos materiales o elementos que permiten que los atraviese el flujo de corriente

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