<ol><li>Esboce a estrutura atômica do cobre e discuta por que ele é um bom condutor e como sua estrutura é diferente da do germânico, do silício e do arseneto de gálio.</li></ol>

Passo 1

<p>Vamos trocar uma ideia sobre ciência dos materiais e por que o cobre é o queridinho da eletrônica, enquanto o silício e companhia jogam em outro time.</p>
<p>O problema pede três coisas principais:</p>
<ul>
<li>Um esboço da <b>estrutura atômica do cobre</b>.</li>
<li>Uma explicação de por que ele <b>conduz eletricidade</b> tão bem.</li>
<li>Uma <b>comparação</b> entre a estrutura do cobre (metal) e a do Germânio, Silício e Arseneto de Gálio (semicondutores).</li>
</ul>
<p>Para entender condutividade, precisamos olhar para os <b>elétrons de val��ncia</b> (aqueles que ficam na última camada).</p>
<ul>
<li>
<b>Metais (Cobre):</b> Têm uma ligação chamada “metálica”, onde os elétrons não pertencem a um átomo só, mas sim a uma “nuvem” que se move livremente.</li>
<li>
<b>Semicondutores (Si, Ge, GaAs):</b> Têm ligações <b>covalentes</b>. Os elétrons estão “presos” compartilhando espaço entre átomos vizinhos, formando uma estrutura cristalina rígida. Eles só conduzem se receberem um “empurrão” de energia.</li>
</ul>

Passo 2

<p>O cobre tem número atômico 29. Sua configuração eletrônica termina em <svg xmlns:xlink=“http://www.w3.org/1999/xlink” width=“3.307ex” height=“2.509ex” style=“vertical-align: -0.338ex;” viewBox=“0 -934.9 1423.9 1080.4” role=“img” focusable=“false” xmlns=“http://www.w3.org/2000/svg” aria-labelledby=“MathJax-SVG-1-Title”>
<title> 4 s 1 </title>
<defs aria-hidden=“true”>
<path stroke-width=“1” id=“E1-MJMAIN-34” d=“M462 0Q444 3 333 3Q217 3 199 0H190V46H221Q241 46 248 46T265 48T279 53T286 61Q287 63 287 115V165H28V211L179 442Q332 674 334 675Q336 677 355 677H373L379 671V211H471V165H379V114Q379 73 379 66T385 54Q393 47 442 46H471V0H462ZM293 211V545L74 212L183 211H293Z”></path>
<path stroke-width=“1” id=“E1-MJMATHI-73” d=“M131 289Q131 321 147 354T203 415T300 442Q362 442 390 415T419 355Q419 323 402 308T364 292Q351 292 340 300T328 326Q328 342 337 354T354 372T367 378Q368 378 368 379Q368 382 361 388T336 399T297 405Q249 405 227 379T204 326Q204 301 223 291T278 274T330 259Q396 230 396 163Q396 135 385 107T352 51T289 7T195 -10Q118 -10 86 19T53 87Q53 126 74 143T118 160Q133 160 146 151T160 120Q160 94 142 76T111 58Q109 57 108 57T107 55Q108 52 115 47T146 34T201 27Q237 27 263 38T301 66T318 97T323 122Q323 150 302 164T254 181T195 196T148 231Q131 256 131 289Z”></path>
<path stroke-width=“1” id=“E1-MJMAIN-31” d=“M213 578L200 573Q186 568 160 563T102 556H83V602H102Q149 604 189 617T245 641T273 663Q275 666 285 666Q294 666 302 660V361L303 61Q310 54 315 52T339 48T401 46H427V0H416Q395 3 257 3Q121 3 100 0H88V46H114Q136 46 152 46T177 47T193 50T201 52T207 57T213 61V578Z”></path>
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</g>
</g>
</svg>. Isso significa que ele tem apenas <b>um elétron</b> na sua camada mais externa.</p>
<p>No estado sólido, os átomos de cobre se organizam em uma rede <b>Cúbica de Faces Centradas (CFC)</b>. Imagine um cubo onde tem um átomo em cada quina e um no meio de cada “parede” do cubo.</p>
<p>Como o cobre tem apenas esse elétron solitário na última camada e ele está fracamente ligado ao núcleo, quando vários átomos de cobre se juntam, esses elétrons “pulam fora” e formam o que chamamos de <b>“Mar de Elétrons”</b>.</p>
<ul><li>Se você aplica uma tensão (voltagem), esses elétrons livres conseguem fluir pela rede sem quase nenhuma resistência. É como uma rodovia livre sem pedágio!</li></ul>
<p>No Silício ou no Germânio, os elétrons estão ocupados demais “dando as mãos” para os átomos vizinhos para formar o cristal. </p>
<p>Não sobra elétron livre para carregar corrente, a menos que você forneça energia para quebrar essa ligação. </p>
<p>Já no Arseneto de Gálio, temos uma mistura de dois elementos, mas a lógica é a mesma: ligações fortes que prendem os elétrons no lugar.</p>

Resposta

<p>Ver o desenvolvimento</p>

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