Explique como ocorre a condução com base na teoria de bandas.
A condução ocorre em uma rede metálica quando os orbitais moleculares dos metais se sobrepõem formando uma banda de valência ( B V), onde estão os elétrons de valência e uma banda de condução (B C), se a B V e B C forem muito próximas, o metal será condutor. Se houver um pequeno espaço (gap) entre elas, o metal poderá conduzir se houver fornecimento de energia suficiente para o elétron sair da BV e saltar para a BC, nesse caso será semicondutor. E se as bandas forem muito distantes, tem-se um material isolante.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão pede para explicarmos como acontece a condução elétrica usando a teoria de bandas. Para isso, precisamos entender o que são as bandas de valência e de condução nos materiais, especialmente em redes metálicas, semicondutores e isolantes.

Passo 2

Primeiro, imagine que os elétrons em um metal estão distribuídos em níveis de energia chamados orbitais moleculares. Quando esses orbitais se sobrepõem em uma rede metálica, eles formam faixas contínuas de energia chamadas banda de valência ( BV) e banda de condução ( BC).
A banda de valência é onde residem os elétrons que participam das ligações químicas, enquanto a banda de condução é onde os elétrons podem se mover livremente, permitindo a condução elétrica.

Passo 3

Agora, se a banda de valência ( BV) e a banda de condução ( BC) estiverem bem próximas uma da outra, praticamente sem espaço entre elas, os elétrons podem facilmente se mover de uma banda para a outra sem precisar de muita energia. Isso significa que os elétrons estão bem livres para se deslocarem pelo material, fazendo com que o metal seja um bom condutor de eletricidade.

Passo 4

Por outro lado, se houver um pequeno espaço (chamado de gap) entre a banda de valência e a banda de condução, o material não conduz tão bem. Nesse caso, o material pode atuar como um semicondutor. Para que a condução ocorra, os elétrons precisam receber energia suficiente (como calor ou luz) para saltar do BV para o BC.
Matematicamente, isso pode ser representado como:
Energia necessária = Egap = EBC - EBV á
Onde Egap é a diferença de energia entre as bandas.

Passo 5

Finalmente, se as bandas de valência e de condução estiverem muito distantes uma da outra, com um grande gap entre elas, é difícil para os elétrons obterem a energia necessária para passar do BV para o BC. Nesse caso, os elétrons ficam presos na banda de valência, e o material não conduz eletricidade facilmente, sendo classificado como isolante.

Resposta

Resumindo, a condução elétrica em materiais depende da posição e da distância entre as bandas de valência e de condução. Quando essas bandas estão próximas, os metais conduzem bem. Se houver um pequeno espaço, os materiais se comportam como semicondutores, necessitando de energia para conduzir. Já quando as bandas estão muito distantes, o material não conduz eletricidade, atuando como isolante. A teoria de bandas é fundamental para entender essas propriedades e como os elétrons se movimentam nos diferentes tipos de materiais.

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