• Estructura de la materia, molécula, átomo, electrones, protones y neutrones.

Estructura de la Materia

La materia consiste de  partículas extremadamente pequeñas agrupadas juntas para formar el atomo.

Atomo:

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          Es la unidad mas pequeña de un elemento que mantiene su identidad o sus propiedades y no es posible dividirlo por procesos químicos, contiene un nucleo denso que representa el 99.9% de la masa del atomo. Y esta compuesto por protones y neutrones, rodeado por una nube de electrones.

Nucleo del atomo esta formado por nucleones los cuales pueden ser de dos clases
 Protones: Es una particula con carga eléctrica positiva igual a auna carga  elemental y una masa de

·     Neutrones: Son partículas carentes de carga eléctrica y con una masa un poco mayor que la del proton.

·     Electrones:  Son partículas elementales de carga negativa igual a una carga elemental que se encuentra alrededor del nucleo.

La cantidad de electrones de un atomo en su estado basal es igual a la cantidad de protones que tiene en su nucleo, es decir, al numero atomico

Molelcula

Son partículas neutrs formadas por un conjunto estable de almenos dos atomos enlazados covalentemente

• Conductores, aislantes y semiconductores en función del estado de los electrones en los cuerpos materiales.

Conductores

Un conductor eléctrico es un material que ofrece poca resistencia al paso de la electricidad, generalmente son aleaciones o compuestos con electrones libres que permiten el movimiento de las cargas, los mejores conductores eléctricos son los metales y sus aleaciones, aunque también existen materiales no metalicos que también poseen la propiedad de conducir electricidad como el grafito o las disoluciones o soluciones salinas.

Aislante.

Es un material que impide la trasmisión de energía eléctrica, el aislamiento eléctrico se produce cuando se cubre un elemento en una instalación eléctrica con un material que no es conductor de la electricidad, es decir un material que resiste el paso de corriente a través de un elemento que recubre y lo mantiene en su trayectoria a lo largo del conductor.

Semiconductores

Un semiconductor es una sustancia que se comporta como conductor o como aislante dependiendo de diversos factores, como por ejemplo un campo eléctrico o magnético

Existen dos tipos de semiconductores

Tipos de semiconductores.

Conducción Intrínseca: Un elemento tetravalente (grupo IV), si comparte todos sus electrones es un aislante perfecto y no contribuye a la conductividad eléctrica, esto ocurre a la temperatura del cero absoluto (no hay movimiento térmico). Pero si se somete a temperatura ambiente en la agitación térmica es suficiente para arrancar un electrón apareciendo así un doble efecto:

el electrón al moverse contribuye a la conducción y deja una vacante llamada hueco. Este hueco puede ser ocupado por otro electrón. Surge así un portador de carga positiva y otro negativo denominado par electrón-hueco. Si aparecen en el cristal muchos pares de este tipo puede ocurrir que choquen un electrón y un hueco produciéndose una recombinación, en este caso ninguno de los dos toman parte en la conducción. Con el tiempo se establece un equilibrio, es decir, el número de pares engendrados será igual al de recombinaciones, siendo la conductividad constante, es lo que se denomina conductividad intrínseca del material a una temperatura determinada. Si aumentamos la temperatura, el movimiento térmico aumentará la intensidad originando un mayor número de pares, con lo que se establecerá el equilibrio para una mayor concentración. Este efecto puede producirse tanto por energía térmica como por energía luminosa. El número Z de portadores de cargas libres aumenta aproximadamente de forma exponencial con la temperatura y para una temperatura determinada, depende de la energía necesaria para romper la ligadura, magnitud característica del semiconductor.

Conducción Extrínseca: Cuando a una cristal de cualquier elemento (por ejemplo el Silicio (Si)) le introducimos un átomo distinto pero que sea pentavalente (por ejemplo Antimonio (Sb)) sobra un electrón que no es necesario para producir los enlaces en la estructura cristalina. Una pequeña energía será suficiente para soltarlo del átomo introducido y convertirlo en el electrón de conducción. Sólo con la energía correspondiente a la temperatura ordinaria para que los electrones sobrantes del Sb queden sueltos eliminando los propios huecos existentes por la propia continuidad del cristal y quedando al final una conducción eléctrica producida sólo por lo electrones, el Sb queda entonces cargado positivamente y recibe el nombre de “dador”. A esta forma de conducción se le llama de tipo “N” y a la impurificación del cristal con el dador se le denomina dopar el cristal. Cuando se dopa el Si con un átomo trivalente, por ejemplo el Aluminio (Al) el proceso es análogo. Aquí hay un puesto vacante que puede ser ocupado por un electrón con lo que resulta un hueco. Al Átomo introducido (Al) se le llama “aceptor” y al mecanismo de conducción, debido a los huecos se le llama de tipo “P”. De lo dicho anteriormente podemos deducir que el tipo de conducción depende de los portadores de cargas libres que se encuentran y no del cristal, este en conjunto permanecerá neutro.

• Conductividad, resistividad, resistencia y conductancia, modelo matemático, unidades en el sistema internacional y unidades dimensionales.

Conductividad eléctrica es la capacidad de un cuerpo o medio para conducir la corriente eléctrica, es decir, para permitir el paso a través de él de partículas cargadas, bien sean los electrones,  los transportadores de carga en conductores metálicos o semimetálicos, o iones, los que transportan la carga en disoluciones de electrolitos.

Conductancia: Se denomina conductancia eléctrica (G) de un conductor, a la inversa de la oposición que dicho conductor presenta al movimiento de los electrones en su cuerpo, es decir que la conductancia es la propiedad inversa de la resistencia electrica.

No debe confundirse con conduccion, que es el mecanismo mediante el cual la carga fluye, o con la conductividad, que es la conductancia de un material específico.

Resistencia eléctrica:  Es un fenómeno físico de la oposición que presenta un material a ser atravesado por una corriente eléctrica

Resistividad: Es el comportamiento de un material frente al paso de la corriente eléctrica por lo que da una idea de lo buen o mal conductor que es. Un valor alto de resistividad indica que el material es mal conductor mientras que uno bajo indicará que es un buen conductor.

• Tabla de resistividades de materiales, tabla de conductores y tabla de clasificación de aislantes.