A QUÍMICA DOS MATERIAIS

1. O germânio dopado com arsênio será um condutor do tipo-n ou do tipo-p? Por que a condutividade é maior do que a do germânio puro?

Um semicondutor extrínseco do tipo-n, pois quando o Ge é dopado com um elemento que apresenta maior quantidade de elétrons, como é o caso do As, ele deverá apresentar um incremento de densidade eletrônica próximo à banda de condução.

2. Classifique os seguintes semicondutores com tipo-p ou tipo-n.

a) Si dopado com In

Semicondutor do tipo-p.

b) Ge dopado com Sb

Semicondutor do tipo-n.

c) Sn (cinza) dopado com As

Semicondutor do tipo-n.

3. As figuras a seguir mostram a distribuição de elétrons nas bandas dos níveis energéticos dos orbitais moleculares para quatro materiais: diamante, silício, silício dopado com alumínio e estanho branco. [pic 1]

a) Qual figura corresponde a qual material?

(1):Semicondutor do tipo-n ,ou semicondutor intrínseco como o silício;

(2):Condutor do tipo metálico, compatível com o SN;

(3):Isolante ,diamante;

(4);Semicondutor do tipo-p, compatível com o silício dopado com o alumínio.

b) Disponha os quatro materiais em ordem crescente de condutividade elétrica. Explique.

4. A figura abaixo representa a distribuição de elétrons em compostos com bandas do tipo s-d para os metais Prata, Molibdênio e Ítrio. [pic 2]

a) Qual figura corresponde a qual metal? Explique.

Associando o tamanho das bandas de valência com a quantidade relativa de elétrons de valência de cada átomo.

 A prata apresenta 11 elétrons na camada de valência, o irídio 9 (desconsiderando elétrons em orbitais f), e o molibdênio 6 elétrons.

Assim;

(1) = Irídio;

 (2) = Molibdênio

 (3) = Prata.

  Apresentam resistência elétrica nula abaixo de uma temperatura, denominada temperatura crítica .

b) Qual metal tem o maior ponto de fusão, e qual tem o menor? Por quê?

O Molibdênio deve apresentar o maior ponto de fusão, pois de acordo com a teoria das bandas, há maior quantidade relativa de elétrons em orbitais ligantes, fazendo com as ligações formadas sejam mais fortes e por tanto o ponto de fusão seja o mais elevado. Na mesma forma, espera-se que a prata apresente o ponto de fusão mais baixo já que há muitos elétrons em orbitais antiligantes e assim as ligações formadas serão mais fracas.

c) O molibdênio é bastante duro, enquanto a prata é relativamente mole. Qual a razão para isso?

Assim como o ponto de fusão aumenta com o aumento da forca de ligação, a dureza de um metal também aumenta de acordo com esta lógica. O molibdênio é o metal mais duro dos três devido a maior quantidade de ligações formadas por átomo.

5. Explique como um diodo converte corrente alternada em corrente contínua.        

6. Um LED produz luz somente quando semicondutores do tipo-n e do tipo-p forem ligados aos terminais apropriados de uma fonte elétrica. Explique porque não há emissão de luz se as conexões com a fonte elétrica for invertida.