H7: elektrische eigenschappen
= een functionele eigenschap
Geleidbaarheid van materialen = hoe gemakkelijk de transport van ladingsdragers verloopt
=> Om stroom I door een weerstand R te laten lopen -> potentiaalverschil/spanning V over
elektrische geleider laten lopen:
Wet van Ohm
met R = de elektrische weerstand (= componenteigenschap) [Ω] Afh van geometrie
+ materiaal
met = de resistiviteit / soortelijke weerstand (= materiaaleigenschap) [Ωm] Onafh van grootte vh deeltje
=> geleidbaarheid [Ω-1.m-1 of S.m-1]
indien > 104 : geleider (gra et, Zn, Fe, Al, Cu, Hg, ..)
indien 10-4 < 104 : halfgeleider (SI, Ge)
indien < 10-4 : isolator (glas, diamant, PET, PTFE, ..)
uitzondering: supergeleiders: vertonen geen elektrische weerstand onder een kritische
temperatuur of bij lage magnetische velden.
Elektronenstructuur van atomen
Atoom bestaat uit:
- Kern (= protonen + neutronen) Z = atoomgetal = # protonen
- Elektronenwolk errond Gedrag van de elektronen beschreven door
gol unctie . De waarschijnlijkheid dat we
een elektron in een volume aantreffen is
gelijk aan:
= waarschijnlijkheidsdichtheid
Eerste atomaire orbitaal (1s) van waterstof:
a) waarschijnlijkheidsdichtheid ifv afstand tot de kern
b) Bollen waarvoor de waarschijnlijkheid om een elektron
erin te vinden aangeduid
c) Radiale waarschijnlijkheidsdichtheid geeft aan wat de
wss is om het elektron op een schil met straal r te
vinden
Elk atoom bevat elektrische orbitalen met karakteristieke energieniveaus (voor elk atoom spec)
-> Een orbitaal wordt bepaald mbv 3 kwantumgetallen:
Kwantumgetal Symbool bepaalt .. Waarden
hoofdkwantumgetal n Grootte vh orbitaal Geheel positief (1,2,3,..) (=K,L,M,..)
Nevenkwantumgetal l Vorm vh orbitaal Geheel positief [0, n-1] (=s,p,d,f)
Magnetisch kwantumgetal ml Ruimtelijke oriëntering + Geheel [-l, +l]
aantal orbitalen voor elk
subniveau s/p/d/f
Spinkwantumgetal ms Elektronenspin, rotatie vh {+1/2, -1/2}
elektron rond zijn eigen as
De elektronen verdelen zichzelf volgens de energieniveaus -> Hoe?
- Laagste energieniveau eerst opgevuld tot alle elektronen toegewezen aan een niveau
- Uitsluitingsprincipe van Pauli: geen 2 elektronen kunnen dezelfde 4 kwantumgetallen hebben
-> s: 2 plekken, p: 6 plekken, d: 10 plekken, f: 14 plekken
ff 𝝆
𝝍 𝜎 𝜎 𝑑𝑉 fi𝑑𝑝
= een functionele eigenschap
Geleidbaarheid van materialen = hoe gemakkelijk de transport van ladingsdragers verloopt
=> Om stroom I door een weerstand R te laten lopen -> potentiaalverschil/spanning V over
elektrische geleider laten lopen:
Wet van Ohm
met R = de elektrische weerstand (= componenteigenschap) [Ω] Afh van geometrie
+ materiaal
met = de resistiviteit / soortelijke weerstand (= materiaaleigenschap) [Ωm] Onafh van grootte vh deeltje
=> geleidbaarheid [Ω-1.m-1 of S.m-1]
indien > 104 : geleider (gra et, Zn, Fe, Al, Cu, Hg, ..)
indien 10-4 < 104 : halfgeleider (SI, Ge)
indien < 10-4 : isolator (glas, diamant, PET, PTFE, ..)
uitzondering: supergeleiders: vertonen geen elektrische weerstand onder een kritische
temperatuur of bij lage magnetische velden.
Elektronenstructuur van atomen
Atoom bestaat uit:
- Kern (= protonen + neutronen) Z = atoomgetal = # protonen
- Elektronenwolk errond Gedrag van de elektronen beschreven door
gol unctie . De waarschijnlijkheid dat we
een elektron in een volume aantreffen is
gelijk aan:
= waarschijnlijkheidsdichtheid
Eerste atomaire orbitaal (1s) van waterstof:
a) waarschijnlijkheidsdichtheid ifv afstand tot de kern
b) Bollen waarvoor de waarschijnlijkheid om een elektron
erin te vinden aangeduid
c) Radiale waarschijnlijkheidsdichtheid geeft aan wat de
wss is om het elektron op een schil met straal r te
vinden
Elk atoom bevat elektrische orbitalen met karakteristieke energieniveaus (voor elk atoom spec)
-> Een orbitaal wordt bepaald mbv 3 kwantumgetallen:
Kwantumgetal Symbool bepaalt .. Waarden
hoofdkwantumgetal n Grootte vh orbitaal Geheel positief (1,2,3,..) (=K,L,M,..)
Nevenkwantumgetal l Vorm vh orbitaal Geheel positief [0, n-1] (=s,p,d,f)
Magnetisch kwantumgetal ml Ruimtelijke oriëntering + Geheel [-l, +l]
aantal orbitalen voor elk
subniveau s/p/d/f
Spinkwantumgetal ms Elektronenspin, rotatie vh {+1/2, -1/2}
elektron rond zijn eigen as
De elektronen verdelen zichzelf volgens de energieniveaus -> Hoe?
- Laagste energieniveau eerst opgevuld tot alle elektronen toegewezen aan een niveau
- Uitsluitingsprincipe van Pauli: geen 2 elektronen kunnen dezelfde 4 kwantumgetallen hebben
-> s: 2 plekken, p: 6 plekken, d: 10 plekken, f: 14 plekken
ff 𝝆
𝝍 𝜎 𝜎 𝑑𝑉 fi𝑑𝑝
