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La figure suivante montre cinq atomes de silicium. Seuls les électrons des couches externes des atomes sont représentés. Laquelle des réponses suivantes décrit le mieux pourquoi la figure ne montre pas correctement la structure d’un réseau de silicium ? (A) Un total de quatre électrons ont disparu des couches externes de ces atomes. (B) Un total de cinq électrons ont disparu des couches externes de ces atomes. (C) Un réseau doit contenir un nombre pair d’atomes. (D) Les couches externes des atomes se chevauchent.
En regardant notre arrangement des atomes de silicium, nous voyons qu’en effet les couches externes se chevauchent. Cependant, c’est une condition nécessaire pour que les atomes forment un réseau. Parce que ces couches externes se chevauchent, des liaisons entre les atomes de silicium peuvent se former, où le partage d’électrons est alors activé. En raison de sa structure électronique, un seul atome de silicium a quatre électrons dans sa couche externe ou de valence. Lorsque les atomes de silicium forment un réseau avec des couches externes qui se chevauchent, des liaisons covalentes se forment entre les atomes adjacents, permettant le partage d’électrons.
L’effet global de cela est que pour tous les atomes de silicium au centre du matériau global - dans notre exemple, voici notre atome de silicium central - grâce au partage d’électrons, ces atomes centraux ont huit électrons dans leur couches de valence. C’est comme ça que ça devrait être. Mais ici, nous voyons que notre atome de silicium central a un, deux, trois, quatre électrons de valence. Il en manque quatre, pourrait-on dire, de cet couche.
Si nous regardons les autres atomes de silicium dans notre arrangement, nous pouvons voir la raison de la pénurie d’électrons. L’atome de silicium au bas de notre arrangement n’a qu’un, deux, trois électrons de valence représentés ici. La même chose est vraie pour l’atome de silicium à gauche de notre atome central ; il a un, deux, trois électrons de valence. Et comme nous regardons l’atome de silicium à droite et au-dessus de notre atome central, nous voyons la même chose pour ceux-ci.
Il manque un électron de valence à chacun de nos quatre atomes de silicium extérieurs. Ces électrons ne sont donc pas disponibles pour être partagés avec l’atome de silicium central. Cet atome central contribue à ses un, deux, trois, quatre électrons de valence mais n’en a aucun ajouté par partage avec les autres atomes. L’option de réponse (A) décrit le mieux ce scénario. Un total de quatre électrons a disparu des couches extérieures de ces atomes. C’est la meilleure raison pour laquelle l’agencement donné ne représente pas la structure d’un réseau de silicium.
