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Conductivité, force et bosson



  1. #1
    amauge07

    Bonjour

    Je tente d’essayer de comprendre quelque chose d’assez simple mais qui me pose pourtant bien des problèmes
    Je sais que les propriétés conductrice d’un matériau sont fonction de ses électrons de valences.(très conducteur entre 1 et 3, semi pour 4, et isolant entre 5 et 8)
    En effet lorsque l’on impose une différence de potentiel sur un fil d(e cuivre par exemple), une force électromagnétique f=qE est créée. Cette force va donc permettre aux électrons liés (de valence) de dépasser un gap d’énergie (lié au nombre d’électron de valence) pour devenir libre. Que deviennent’ ils ensuite ? passent ‘ils de noyau en noyau pour arriver de l’autre coté du générateur?

    De plus, je sais que lorsqu’un électron passe d’un niveau d’énergie plus fort à un plus faible , il émet un photon de longueur d’onde lambda. Alors par analogie, je me dis que lorsque l’on allume le générateur, les électrons, pour changer de niveau d’énergie, vont absorber un bosson ?( et qui viendrait d’où ? de ma force f=qE, mais encore ? ). En plus, toutes charges accelerées rayonnent ; que vont ils rayoner ?
    Derniere question qui me derange. On parle de Cu2+ alors que je crois que le cuivre n’a qu’un electron de valence comment cela est’il possible ?

    -----

  2. #2
    Patzewiz

    Bonsoir,

    Le problème de la conductivité des métaux est en fait assez compliqué car seule la mécanique quantique permet de comprendre ce qui se passe. La cohésion d'un métal trouve son origine dans la liaison métallique qui est une liaison délocalisée impliquant un ensemble d'électrons libres formant en première approximation ce qu'on appelle un gaz d'électrons. Les propriétés de ce gaz sont fortement liées à la périodicité du réseau d'atomes dans lequel les électrons évoluent.
    Il n'y a pas de gap dans un métal, le niveau de Fermi se trouvant dans la bande de conduction.
    La résistance d'un conducteur métallique trouve son origine dans la diffusion des ondes électroniques par les vibrations des atomes du réseau qu'on peut assimiler à une force de frottement. L'augmentation de la résistivité d'un métal avec la température s'explique par l'augmentation des amplitudes de vibrations des atomes du métal (agitation thermique).
    A l'inverse la résistivité d'un semi-conducteur diminue avec la température, car l'augmentation de l'énergie thermique des électrons leur permet de franchir le gap existant entre la bande de valence et la bande de conduction.

    Il n'y a pas déchange de photons ou d'une autre particule (boson) dans le processus de conduction qui a essentiellement un caractère collectif.
    Pour en savoir plus:
    Physique de l'Etat Solide par Charles Kittel, édition française chez Dunod.

    Cu: configuration 1s2 2s2 2p6 3s2 3P6 4s1 3 d10
    Cu2+ : config ..... 4s0 3d9
    L'énergie des niveaux 3d est très proche de celle des niveaux 4s, on doit donc considérer les électrons correspondants comme des électrons de valence. Cu2+ est efffectivement plus courant que Cu+, c'est lui qui donne des solutions avec de belles couleurs bleues (sulfate de cuivre par exemple)
    Que sais-je?

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