Exercícios Resolvidos de Princípio de Pauli

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Enunciado

O arseneto de gálio é um material semicondutor intrínseco. Se desejarmos modificar a amostra substituindo uma pequena quantidade de arsênio por outro elemento para produzir um semicondutor tipo n, qual elemento devemos escolher: selênio, fósforo ou silício? Por quê?

Passo 1

Fala aí, galera!!! Primeiro de tudo é a gente entender o significado de ser um semicondutor intrínseco e semicondutor tipo n.

Um material semicondutor é aquele onde as ligações predominantes são covalentes e relativamente fracas. Os materiais semicondutores podem ser do tipo intrínseco, que é quando o comportamento elétrico depende da estrutura eletrônica do material puro, sua condutividade é pequena e varia com a temperatura.

Por sua vez também há os semicondutores do tipo n que é quando introduzimos elementos com mais elétrons do material semicondutor, onde essas “impurezas” são doadoras de elétrons.

Passo 2

Vamos dar uma analisada então primeiramente no arsênio e sua distribuição eletrônica, beleza?

A s → A r 3 d 10 4 s 2 4 p 3

Temos 5 elétrons na camada de valência. Como pela própria definição que vimos, para produzir um semicondutor do tipo “n”, precisamos adicionar uma “impureza” que tenha mais elétrons que o As.

Vamos então fazer isso:

P → 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 3

S e → 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 d 10 4 p 4

S i → 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 2

Se observarmos as distribuições eletrônicas, apenas o Se possui mais elétrons na camada de valência que o As. Pois, As, Si e P possuem 5 elétrons de valência, enquanto por sua vez, Se possui 6.

Resposta

Selênio, pois possui mais elétrons de valência que o Arsênio.

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