No Slide Title*
*
La teoría de bandas relacionada con la teoría de orbitales moleculares empleada para explicar el enlace metálico. La teoría de bandas da explicación a la conductividad eléctrica y térmica, la facilidad de deformación y el brillo de los metales.
La idea central de esta teoría es la de que los electrones de valencia de cada átomo se distribuyen a través de toda la estructura. El solapamiento de un gran número de orbitales atómicos conduce a un conjunto de orbitales moleculares que se encuentran muy próximos en energías y que forman virtualmente lo que se conoce como BANDA.
*
*
Los metales son conductores porque:
El nivel de Fermi es el orbital molecular de mayor energía ocupado. La banda de menor energía que está ocupada o semiocupada se denomina banda de valencia. La banda de menor energía que está vacía se denomina banda de conducción.
A) poseen una banda de conducción semillena
*
BANDA P: Cuando en los átomos existen orbitales de tipo “p” , y éstos pueden solapar formando este tipo de bandas. Como los orbitales “p” poseen mayor energía que los “s” de la misma capa se observa la separación entra ambas capas, pero si las bandas son anchas y las energías de los orbitales “s” y “p” de una misma capa no difieren mucho, ambas capas se solapan.
BANDA S: Banda formada por el solapamiento de orbitales “s”.
*
*
Si un electrón de la banda de valencia alcanzara la energía necesaria para saltar a la banda de conducción, podría moverse al estado vacío de la banda de conducción de otro átomo vecino, generando corriente eléctrica. A temperatura ambiente casi ningún electrón tiene esta energía.
Es un aislante.
-
-
-
-
*
No hay banda prohibida. Los electrones de la banda de valencia tienen la misma energía que los estados vacíos de la banda de conducción, por lo que pueden moverse generando corriente eléctrica. A temperatura ambiente es un buen conductor.
Diagramas de bandas (II)
Banda de valencia
*
Si un electrón de la banda de valencia alcanza la energía necesaria para saltar a la banda de conducción, puede moverse al estado vacío de la banda de conducción de otro átomo vecino, generando corriente eléctrica. A temperatura ambiente algunos electrones tienen esta energía. Es un semiconductor.
Diagramas de bandas (III)
ATE-UO Sem 07
*
A 0ºK, tanto los aislantes como los semiconductores no conducen, ya que ningún electrón tiene energía suficiente para pasar de la banda de valencia a la de conducción. A 300ºK, algunos electrones de los semiconductores alcanzan este nivel. Al aumentar la temperatura aumenta la conducción en los semiconductores (al contrario que en los metales).
Eg
*
*
*
La dureza es la resistencia que ofrecen los materiales a alteraciones como la penetración, la abrasión, el rayado, la cortadura, las deformaciones permanentes; entre otras. También puede definirse como la cantidad de energía que absorbe un material ante un esfuerzo antes de romperse o deformarse.
Las escalas de uso industrial actuales son las siguientes
Dureza Brinell  Dureza Knoop 
Dureza Rockwell Dureza Rosiwal 
Dureza Vickers  Dureza Webster 
*
*
*
*
*
Dado que la densidad depende de la masa, el tamaño y el empaquetamiento de los átomos, los metales, al presentar una gran cantidad de cationes en un volumen pequeño, poseen una densidad elevada. Además, según su densidad, los metales se clasifican en:
Ultraligeros: Densidad en g/cm³ inferior a 2. Los más comunes de este tipo son el magnesio y el berilio.
Ligeros: Densidad en g/cm³ inferior a 4,5. Los más comunes de este tipo son el aluminio y el titanio.
Pesados: Densidad en g/cm³ superior a 4,5. Son la mayoría de los metales.
Elevada densidad
Elevada tenacidad
*
*
La ductilidad y la maleabilidad responden a la facilidad con la que un metal se puede estirar, forjar y doblar sin romperse. Se deben, entre otros factores, a:
Las estructuras internas cristalinas metálicas, normalmente bastante simples.
A la movilidad de los electrones en la red.
Al poco carácter direccional del enlace metálico.
A que la red de electrones, no siendo de máxima densidad, puede sufrir desplazamientos relativos de los planos de cationes hacia estructuras de mayor densidad sin que ello suponga la rotura o fragmentación del metal.
Elevadas ductilidad y maleabilidad
La ductilidad, que es la facultad de ser estirado en hilos finos, es muy acusada en los metales nobles (oro, plata, platinio, rutenio, osmio, rodio, iridio y paladio).
*
*
Conductividad térmica: debido al empaquetamiento compacto de los átomos en los cristales metálicos. El calor se propaga en los metales gracias al fluido electrónico.
Elevadas conductividad térmica y eléctrica
*