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Bons condutores de eletricidade e Isolantes

Sabemos que alguns materiais são condutores de eletricidade como a maioria dos metais: ferro, cobre, ouro… E outros são isolantes, que não permitem que a eletricidade “passe” com tanta facilidade: borracha, plástico, madeira…

Mas o que torna uns materiais isolantes e outros condutores?

Os condutores de eletricidade são meios materiais que permitem facilmente a passagem de cargas elétricas. E a  condutividade elétrica baseia-se no fato de os elétrons da última camada de cada átomo terem facilidade em saltar entre átomos vizinhos (funções de onda comuns). 

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Para ter boa condutividade, o material tem que deixar que os elétrons passem com facilidade de um átomo para outro. 

Em razão da grande distância entre essa última camada e o núcleo, os elétrons ficam fracamente ligados com o núcleo, podendo, dessa forma, abandonar o átomo em virtude das forças que ocorrem no interior dos átomos. 
Esses elétrons que abandonam o átomo são chamados de “elétrons livres”. Os metais no geral são bons condutores de eletricidade, pois eles possuem os elétrons livres.

OBS.: Condutividade é a propriedade da matéria de permitir que as cargas elétricas fluam em seu interior. Bons condutores são materiais que permitem que os elétrons se desloquem facilmente.

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Semicondutores

Assim como existem materiais condutores e materiais isolantes, existe um tipo de material que é um meio termo entre esses dois primeiros. Esse material é o semicondutor.

O semicondutor, portanto, possui um nível de condutividade entre os extremos de um isolante e um condutor.

Os materiais semicondutores mais usados na indústria eletrônica são o Germânio (Ge) e o Silício (Si), apesar do Silício predominar a produção atualmente. Seu comportamento se deve à sua ligação química, chamada ligação covalente (por compartilhar elétrons).

Cada átomo do silício se liga a quatro átomos vizinhos através da ligação covalente, ou seja, pares de elétrons (da última camada do Si) são compartilhados entre dois átomos. Os elétrons das camadas internas giram em torno do núcleo.

Um fato importante é que tanto o germânio como o silício apresentam exatamente o mesmo tipo de estrutura que o diamante, variando apenas a dimensão (constante da rede).

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