El modelo clásico de los electrones libres

El modelo clásico de los electrones libres consiste en átomos metálicos dispuestos en una estructura cristalina que es capaz de vibrar. Este electrón tiene una percepción de los electrones como si fueran gases. A diferencia de las moléculas de gas ordinarias. Este tipo de electrones se llaman así porque tienen cargas libres.

La velocidad del electrón libre es 0 y se encuentra con la ausencia del campo eléctrico. En el momento que aparece un campo eléctrico los electrones libres se dirigen hacia el potencial positivo.

Esta teoría explica la razón por la cual los metales tienen la capacidad de conducir la electricidad. En esta teoría más de la mitad de los elementos que se encuentran en la tabla periódica son metales.

Tipo de estructura:

El modelo de electrón libre es para mostrar el comportamiento de los electrones de valencia en una estructura cristalina de un metal sólido. Podemos encontrar 3 estructuras cristalinas:

-          BCC → Red cúbica centrada, los átomos se encuentran en los vértices en el medio del cubo.

-          FCC → Red cúbica de caras centradas, los átomos se encuentran en los vértices y en las caras del cubo.

-          HCP → Red hexagonal compacta, a diferencia de los anteriores esta se sitúa en el vértice de un prisma con forma hexagonal, como podemos ver en la siguiente imagen:

Tipos de modelos y teorías

En el modelo clásico de los electrones libres podemos encontrar varios modelos que lo forman:

-          El modelo de Drude → Entre el impacto, los electrones hacen un movimiento libre con la ausencia de relacionarse con otros electroimanes. El acercamiento de los electroimanes de forma independiente, también se conoce como electrones libres.

-          El modelo de Sommerfeld →En este modelo encontramos que los electrones no tienen ningún tipo de relación hacia los núcleos atómicos, siendo estos electrones parecidos a partículas libres.

Existen 3 teorías del electrón libre:

1.   Teoría clásica del electrón libre = esta teoría fue la primera en 1900 y la que contiene electrones libres que se encargan de la conductividad eléctrica.

2.   Teoría cuántica del electrón libre = partiendo de la teoría anterior esta teoría creada en 1928 establece que los electrones se desplazan libremente con un potencial constante.

3.   Teoría de la zona = aquí encontramos que el potencial tiene proporción con la tres. Esta teoría se conoce como la teoría de bandas de sólidos.