INFOGRAFÍA ENLACE METÁLICO

EL ENLACE METÁLICO

EXPLICACIÓN DEL ENLACE METÁLICO y redes cristalinas

PLACAS FOTOVOLTAICAS

LEVITACIÓN MAGNÉTICA

FABRICACIÓN DE CHIPS

VS

TEORÍA DE BANDAS

NUBLE ELECTRÓNICA

MODELOS

Pelayo Fernández Menéndez y Darío Fernández García | Química 2ºBach A

PROPIEDADES

BRILLO METÁLICO

SON SÓLIDOS O LÍQUIDOS DENSOS

ALTA DUCTILIDAD Y MALEABILIDAD

INSOLUBILIDAD

BUENA CONDUCCIÓN TÉRMICA

APLICACIONES

CONDUCCIÓN ELÉCTRICA

SUPERCONDUCTIVIDAD

Brillo metálico por su estructura de redes y por la nube de electrones

Son sólidos o líquidos densos porque la nube electrónica reduce la repulsión entre los cationes aportando al enlace una gran estabilidad.

Son altamente dúctiles y maleables, esto lo explica el modelo de nube ya que se puede hacer resbalar una capa de red cristalina sobre otra sin afectar a la nube y aplicando una fuerza sobre el metal.

Son insolubles por la gran fuerza de unión entre los núcleos de la red cristalina.

Buenos conductores térmicos ya que al aumentar la energía interna la vibración de los átomos se transmite a los colindantes debido a su proximidad.

MODELO DE NUBE ELECTRÓNICA: La nube electrónica de los metales es capaz de desplazarse en un mismo sentido al aplicársele un determinado potencial eléctrico.

MODELO DE BANDAS DE ENERGÍA: Lo que explica las variaciones de conductividad en un material es la separación entre las bandas de valencia y de conducción, el tamaño del gap.

ELEMENTOS AISLANTES: La banda prohibida es demasiado grande para que los electrones pasen de una banda a otra. No conducen la electricidad.

MATERIALES SEMICONDUCTORES: La banda prohibida es lo suficientemente pequeña como para que al excitar los electrones estos pasen de una banda a otra. Conducen la electricidad a temperaturas determinadas, en las que los electrones se excitan.

MATERIALES CONDUCTORES: La banda de valencia y la de conducción se encuentran superpuestas, de tal forma que los electrones pasan de una a otra sin necesidad de ser excitados. Conducen a temperatura ambiente.

EN CONJUNTOS DE ÁTOMOS DEL ORDEN DE UN MOL LOS ORBITALES TIENEN NIVELES DE ENERGÍA MUY SIMILARES, SIENDO CONSIDERADOS BANDAS, QUE FUNCIONAN COMO CAMINO PARA LOS ELECTRONES EN LA ESTRUCTURA.

TEORÍA DE BANDAS

BANDA DE VALENCIA: FORMADA POR LOS ORBITALES MOLECULARES DE VALENCIA, LA ÚLTIMA CAPA DE LA CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA.

BANDA PROHIBIDA: ENTRE LAS DOS ANTERIORES, REPRESENTA EL ESPACIO ENERGÉTICO ENTRE AMBAS, SU AMPLITU VARÍA EN FUNCIÓN DEL ENLACE.

BANDA DE CONDUCCIÓN: FORMADA POR LOS ORBITALES SUPERIORES A LOS DE VALENCIA, EN UN PRIMER MOMENTO DESOCUPADAS.

Las placas fotovoltaicas estan hechas mayoritariamente de Silicio y de Germanio , ambos no son puros sino que se usan impuros para mejorar la conductividad.Estos elementos tienen en común que son semiconductores por lo que solo permiten el paso de corriente eléctrica a determinadas temperaturas.

PLACAS FOTOVOLTAICAS

MATERIALES SUPERCONDUCTORES

Son capaces de conducir la electricidad sin resistencia alguna, en condiciones de temperatura muy bajas.Cuando llevamos estos materiales a estados de energía tan bajos se forman los denominados pares de cooper, pares de electrones que se superponen, actuando de forma bosónica. Gracias a estas estructuras los electrones son capaces de coordinarse completamente en el flujo, evitando la resistencia que proporcionan los materiales normales.

Cuando llevamos grupos de partículas a temperaturas muy bajas, sus energías tienden a buscar el punto más bajo posible, el denominado condensado de Bose-Einstein. En el caso de los electrones del enlace metálico se forman los pares de Cooper, en los que los electrones que en un principio son fermiones pasan a comportarse como bosones, entrelazándose y así estando en estados de energía menor.

En materiales comunes los electrones no siguen todos el flujo de la corriente de forma continua, sino que algunos van a diferente velocidad o sentido. Estos últimos provocan colisiones que entorpecen el flujo, es lo que conocemos como resistencia.

-LOS ATOMOS METÁLICOS FORMAN CATIONES-LOS CATIONES GENERAN REDES CRISTALINAS-LOS ELECTRONES LIBERADOS FORMAN UNA NUBE MÓVIL ALREDEDOR DE LA RED

NUBE DE ELECTRONES

En la fabricación de chips, los superconductores se utilizan para crear conexiones eléctricas de alta velocidad y eficiencia. La baja resistencia eléctrica de los superconductores permite la transmisión de corriente eléctrica sin pérdidas significativas de energía, lo que mejora el rendimiento y la eficiencia de los dispositivos electrónicos. Además, se exploran aplicaciones como los qubits superconductores en la computación cuántica para desarrollar procesadores más potentes y eficientes.

FABRICACIÓN DE CHIPS

Los materiales superconductores son usados en la levitación magnética ya que gracias a sus propiedades pueden hacer que un objeto flote sobre imanes permanentes, creando un campo magnético que contrarresta la gravedad. Esto se aplica en trenes de levitación magnética (maglev) y en sistemas de transporte que utilizan la capacidad de los superconductores para mantenerse en suspensión sobre imanes sin fricción.

LEVITACIÓN MAGNÉTICA

El enlace metálico es un enlace químico entre dos metales.Los metales son elementos electropositivos que cuando se enlazan forman redes cristalinas.El conjunto de redes cristalinas recibe el nombre de redes de Bravais(Auguste Bravais).Existen 14 redes de bravais pero las 3 más comunes son :

ENLACE METÁLICO

FCC (Cúbica centrada en las caras)

• Tiene 4 átomos por celdilla (8x1/8 +6x1/2) (8 átomos por esquina compartidos con otras 8 celdas más 6 átomos en las caras compartidos entre dos celdas)

• Índice de coordinación=12

• El lado de cada celdilla mide 4r/raíz de 2 ya que los átomos están contacto en la diagonal de la cara del cubo que forma la celda

BCC (Cúbica centrada en el cuerpo):

• Tiene 2 átomos por celdilla (8x1/8 +1) (8 átomos por esquina compartidos con otras 8 celdas más el átomo central)

• Está rodeada por 8 átomos (índice de coordinación=8)

• El lado de cada celdilla mide 4r/raíz de 3 ya que los átomos están en contacto en la diagonal del cubo que forma la celda

HCP (Hexagonal Compacta)

• Tiene 6 átomos por celdilla(12x1/6+2x1/2+3) (12 átomos por esquina compartidos con otras 6 celdas más 2 átomos en las caras de las bases compartidas con 2 celdas más 3 átomos centrales)

• Índice de coordinación=12

• El lado de cada celdilla mide 2r ya que los átomos están en contacto en todas las direcciones posibles