¿Cuál es la teoría de los electrones libres?

La teoría de los electrones libres se refiere a los metales. A diferencia de los cristales, las biomoléculas y otros materiales donde los electrones de cada átomo o ion están localizados y confinados en la vecindad de su núcleo o, de lo contrario, compartidos o donados a un átomo vecino, en un metal, los electrones libres en la capa externa no son -localizados, sino que son compartidos por todos los átomos en el metal. En los metales, los electrones libres forman lo que se denomina un “gas de electrones”. Las propiedades de este “gas de electrones”, donde los electrones libres fluyen libremente entre y alrededor de todos los átomos del metal, explican bien las propiedades del metal, como la conductividad térmica y eléctrica, así como la resistencia. Ahora, en los semiconductores (como el silicio y el germanio), los electrones se comportan de manera diferente, lo que explica sus propiedades útiles para diseñar transistores, diodos, fotocélulas, etc.

Según esta teoría, un metal consiste en electrones que son libres de moverse en el cristal como moléculas de un gas en un recipiente. La repulsión mutua entre electrones se ignora y, por lo tanto, la energía potencial se toma como cero. Por lo tanto, la energía total del electrón es igual a su energía cinética.