Materiales

COMPORTAMIENTO ELECTRICO Y CONDUCTIVIDAD
Las propiedades eléctricas de un material describen su comportamiento eléctrico -que en muchas ocasiones es más crítico que su comportamiento mecánico- y describen también su comportamiento dieléctrico, que es propio de los materiales que impiden el flujo de corriente eléctrica y no solo aquellos que proporcionan aislamiento. Los electrones son aquellosque portan la carga eléctrica (por deficiencia o exceso de los mismos) e intervienen en todo tipo de material sea este conductor, semiconductor o aislante. En los compuestos iónicos, sin embargo, son los iones quienes transportan la mayor parte de la carga. Adicional a esto la facilidad de los portadores (electrones o iones) depende de los enlaces atómicos, las dislocaciones a nivel cristalino, esdecir, de su micro-estructura, y de las velocidades de difusión (compuestos iónicos). Para esto es necesario antes especificar que el comportamiento eléctrico de cualquier material, el cual se deriva a partir de propiedades como la conductividad eléctrica. Por eso la conductividad eléctrica abarca un gran rango dependiente del tipo de material. Los electrones son precisamente los portadores de lacarga en los materiales conductores (como los metales), semiconductores y muchos aislantes, por ello al observar la tabla siguiente podemos observar que dependiendo de su tipo y estructura electrónica la conductividad es alta o baja.
Materiales Estructura electrónica Conductividad (ohm-1. cm-1)
Metales alcalinos:
Na 1s22s22p63s1 2.13E+5
K …………3s23p64s1 1.64E+5
Metales alcalinotérreos:Mg 1s22s22p63s2 2.25E+5
Ca …………3s23p64s2 3.16E+5
Metales del grupo IIIA:

Al 1s22s22p63s23p1 3.77E+5
Ga …………3s23p63d104s24p1 0.66E+5
Metales de transmisión:
Fe …………3d64s2 1.00E+5
Ni …………3d84s2 1.46E+5
Metales del grupo IB:
Cu …………3d104s1 5.98E+5
Ag …………4d105s1 6.80E+5
Au …………5d106s1 4.26E+5
Materiales del grupo IV:
C(diamante) 1s22s22p2 < 10E-18
Si ……..3s23p25.00E-6
Ge ……..3d104s24p2 0.02
Sn ……..4d105s25p2 0.90E+5
Polímeros:
Polietileno 10E-15
Politetrafluoroetileno 10E-18
Poli-estireno 10E-17 a 10E-19
Epoxi 10E-12 a 10E-17
Materiales cerámicos:
Alúmina (Al2O3) 10E-14
Vidrio de sílice 10E-17
Nitruro de boro (BN) 10E-13
Carburo de silicio (SiC) 10E-1 A 10E-2
Carburo de boro (B4C) 1 a 2
COMPORTAMIENTO ELECTRONICO DEBIDOA NIVELES DE ENERGÍA
Los electrones en los metales se hallan en una disposición cuántica en la que los niveles de baja energía disponibles para los electrones se hallan casi completamente ocupados, a este concepto se lo conoce como "teoría de banda". En esta teoría se dice que los grupos de electrones residen en bandas, que constituyen conjuntos de orbitales. Cada banda tiene un margen devalores de energía, los cuales poseen electrones pero en defecto (pocos). En el caso de los metales, es el paso de electrones (electrones libres) a estas bandas con defecto de electrones lo que data sus elevadas conductividades tanto térmicas como eléctricas.
Adicionalmente, dicha banda se conforma de bandas menores: banda de valencia y banda de conducción. La banda de valencia es un nivel de energíaen el que se realizan las combinaciones químicas. 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 banda de conducción es un nivel de energía en el cual los electrones están aún más desligados del núcleo, de tal forma que, en cierto modo, todos loselectrones (pertenecientes a esa banda) están compartidos por todos los átomos del sólido, y pueden desplazarse por este formando una nube electrónica. Cuando un electrón situado en la banda de valencia se le comunica exteriormente energía, bien sea eléctricamente, por temperatura, luz, etc. puede (al ganar energía) saltar a la banda de conducción, quedando en situación de poder desplazarse por el...