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Vidéo de question : Comprendre la notion de charge relative dans un semi-conducteur dopé par atome pentavalent Physique

La figure représente un réseau d’atomes de silicium contenant un atome de phosphore. L’un des électrons de la couche externe de l’atome de phosphore se déplace librement dans le réseau. Quelle est la charge électronique relative nette de l’atome de phosphore ?

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Transcription de vidéo

La figure représente un réseau d’atomes de silicium contenant un atome de phosphore. L’un des électrons de la couche externe de l’atome de phosphore se déplace librement dans le réseau. Quelle est la charge électronique relative nette de l’atome de phosphore ?

Pour commencer, rappelons qu’un atome de phosphore neutre possède cinq électrons sur sa couche électronique externe. Cette figure montre que lorsque le phosphore se trouve dans un réseau de silicium, les quatre atomes de silicium voisins partagent des électrons avec l’atome de phosphore par liaisons covalentes. Rappelons qu’il n’y a de la place que pour huit électrons sur la couche externe. Et donc que quatre électrons de la couche externe sont partagés avec les atomes voisins et que les quatre autres proviennent de l’atome de phosphore initial. Mais l’atome de phosphore contenait initialement cinq électrons sur sa couche externe. Et il n’y a plus de place pour d’autres électrons sur la couche externe maintenant que l’atome est dans le réseau. Cet électron supplémentaire devient alors un électron libre.

Alors, le phosphore était initialement neutre. Puis il a perdu un électron dont la charge relative est moins un. Cela signifie que l’atome de phosphore a maintenant une valeur de charge nette positive La charge électronique relative nette de l’atome de phosphore dans le réseau est donc positive.

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