Propiedades termoeléctricas

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Práctica No. 5: Propiedades Termoeléctricas

Teoría atómica de los materiales conductores

La palabra electricidad deriva del griego "elektron" que significa "ámbar". Tales de Mileto (600 años A.C.) descubrió que, frotando una varilla de ámbar con un paño, aquélla atraía pequeños objetos como cabellos, plumas, étc. Se dice que la varilla se ha electrizado.
No todas las materias poseen lapropiedad de cargarse de electricidad y, aunque lo hagan, pueden comportarse de distintas maneras.

La materia está formada por moléculas, y estas a su vez, por átomos. El átomo es, por tanto, la parte más pequeña de la materia. El modelo de Bhor nos da la siguiente explicación:
Existen tres tipos de partículas subatómicas: El electrón, el protón, el neutrón.
El electrón tiene una masa muypequeña y una unidad de carga eléctrica, del tipo que llamamos negativa(-).
El protón tiene una masa mucho mayor que el electrón, y también una unidad de carga eléctrica, pero del tipo que llamamos positiva(+).
El neutrón no tiene carga eléctrica y posee una masa igual que la del protón.
El átomo está formado por núcleo y corteza.
En el núcleo se encuentran aglutinados protones y neutrones, ennúmero diferente según el elemento de que se trate.
Por ejemplo, el hidrógeno tiene un solo protón. En cambio el sodio tiene once protones y doce neutrones.
La corteza está formada por capas, en las cuales giran los electrones en órbitas circulares alrededor del núcleo.

Un átomo es, como se ha dicho, eléctricamente neutro(-). Ahora bien, debido a fuerzas externas, puede perder o ganarelectrones procedentes de otros átomos. En el caso de que gane o acepte electrones, se queda con exceso de carga negativa (es decir tiene más electrones que protones), por el contrario, cuando pierde o cede electrones, se queda con exceso de carga positiva (tiene más protones que electrones). 
En ambos casos, dicho átomo con exceso de carga (positiva o negativa) se comportará como si fuera él mismo unacarga susceptible de moverse, siendo atraído o repelido, según el caso, por otras cargas. Debido a esa capacidad de moverse que tiene ahora ese átomo cargado se le da el nombre de ión (viajero, en griego). 

El átomo que ha cedido electrones será pues un ión positivo o catión. 
El átomo que ha ganado electrones será pues un ión negativo o ani

En un átomo, los electrones están girandoalrededor del núcleo formando capas. En cada una de ellas, la energía que posee el electrón es distinta. En efecto; en las capas muy próximas al núcleo, la fuerza de atracción entre éste y los electrones es muy fuerte, por lo que estarán fuertemente ligados. 

Ocurre lo contrario en las capas alejadas, en las que los electrones se encuentran débilmente ligados, por lo que resultará más fácil realizarintercambios electrónicos en las últimas capas. 

El hecho pues, de que los electrones de un átomo tengan diferentes niveles de energía, nos lleva a clasificarlos por el nivel energético (o banda energética)  en el que se encuentra cada uno de ellos.

La Banda de Valencia y la Banda de Conducción. 

La Banda de Valencia es un nivel de energía en el que se realizan las combinacionesquímicas. Los electrones situados en ella, pueden transferirse de un átomo a otro, formando iones que se atraerán debido a su diferente carga, o serán compartidos por varios átomos, formando moléculas. 

La propiedad que poseen algunas sustancias de tener electrones libres (en la Banda de Conducción), capaces de desplazarse, se llama conductividad.
Estos materiales serán capaces, baja la acción defuerzas exteriores, de "conducir" la electricidad, ya que existe una carga eléctrica (los electrones) que pueden moverse en su interior.

Basándose en el criterio de mayor o menor conductividad, se pueden clasificar los materiales en tres grupos:

CONDUCTORES: Son aquellos con gran número de electrones en la Banda de Conducción, es decir, con gran facilidad para conducir la electricidad (gran...
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