A capacidade de um material para isolar (resistir ao fluxo de calor ou eletricidade) depende de sua estrutura atômica e a maneira como os elétrons são ligados dentro desses átomos. Aqui está um colapso:
isoladores: *
ligações atômicas fortes: Os isoladores têm fortes ligações covalentes entre seus átomos. Essas ligações mantêm os elétrons firmemente, impedindo -os de se mover livremente.
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Gap grande de banda: A diferença de energia entre a banda de valência (onde os elétrons estão normalmente localizados) e a banda de condução (onde os elétrons podem se mover livremente) é grande em isoladores. Isso significa que muita energia é necessária para excitar elétrons para a banda de condução, dificultando a condução da eletricidade.
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Poucos elétrons livres: Os isoladores têm muito poucos elétrons livres. Os elétrons livres são essenciais para transportar corrente elétrica.
Exemplos: *
borracha: As cadeias de carbono na borracha são mantidas juntas por fortes ligações covalentes.
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vidro: As moléculas de dióxido de silício (SiO2) no vidro são fortemente ligadas.
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madeira: A estrutura complexa da madeira, com suas fibras de celulose, impede o fácil fluxo de elétrons.
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ar: As moléculas no ar estão distantes, dificultando a se movendo os elétrons livremente.
Condutores: *
ligações atômicas fracas: Os condutores, como metais, têm ligações metálicas fracas, permitindo que os elétrons se movam livremente entre os átomos.
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lacuna de banda pequena: A diferença de energia entre as faixas de valência e condução é pequena. Isso significa que os elétrons podem facilmente pular para a banda de condução e contribuir para a condutividade elétrica.
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Muitos elétrons livres: Os condutores têm muitos elétrons livres que podem transportar facilmente corrente elétrica.
Exemplos: *
cobre: As ligações metálicas em cobre permitem que os elétrons se movam livremente, tornando -o um excelente condutor.
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prata: Ainda melhor que o cobre, a prata tem uma densidade mais alta de elétrons livres.
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ouro: Semelhante ao cobre e prata, o ouro tem uma alta condutividade elétrica.
Semicondutores: *
Propriedades intermediárias: Os semicondutores têm propriedades entre as de isoladores e condutores. Eles podem ser manipulados para atuar como condutores ou isoladores, dependendo das condições.
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Doping: Sua condutividade pode ser alterada adicionando impurezas (doping). Isso permite a criação de transistores e outros componentes eletrônicos.
Exemplos: *
silício: O material semicondutor mais comum usado em eletrônicos.
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germânio: Outro material semicondutor importante.
em resumo: * Os isoladores têm vínculos fortes, lacunas de banda grandes e poucos elétrons livres.
* Os condutores têm ligações fracas, pequenas lacunas de banda e muitos elétrons livres.
* Os semicondutores têm propriedades que podem ser alteradas para atuar como condutores ou isoladores.
