Wikillerato-tól

Az energia sávok elmélete egy magyarázó elmélet, amely jobban megérti a kvantummechanika (MC) módszereiből kifejlesztett fémes kötést, amely a delokalizált molekuláris pályák elméletén alapul. A fémek jellegzetes fényességének, jó elektromos és hővezető képességének, valamint alakíthatóságának magyarázatára szolgál.

wikillerato

Energiasáv akkor keletkezik, amikor az atompályák (OA) megfelelnek a [Páratlan vagy potenciálisan veszélyes latex képletnek. 1-es hiba] meghívásra kerül s zenekar, ha p pályák állnak rendelkezésre, a közöttük lévő átfedésből p sáv építhető. Mivel a p pályák energetikailag magasabbak, mint az s pályák, gyakran van energiahézag az s sávok és a p sáv között. Ha azonban a sávok az energia és a pályák energiájának széles skáláját ölelik fel, és hasonlóak, akkor a két sáv átfedi egymást. A sávot szintén átfedő pályák alkotják .

Az energiasávok teljesen megtelhetnek, ha a vegyérték elektronok száma a sáv pályáinak száma; részben elfoglaltnak kell lennie, ha az elektronok száma kisebb, mint; vagy üres, ha a sáv az atom alapállapotában lévő, nem elfoglalt atompályákról származik. Mindez annak a ténynek köszönhető, hogy teljesül a Pauli kizárási alapelve, amely szerint minden szintet két ellentétes spinű elektron foglalhat el, és mivel a sávok pályái mindig diszkrétek, bár nagyon közel vannak. A különböző atompályáknak megfelelő sávok átfedésben vannak. Amilyen gyakran előfordul a fémekben.

Például a lítium esetében elektronikus felépítésű, tegyük fel, hogy makroszkopikus kristály képződik az atomok sorrendjében. Kölcsönös aggregációjuk révén molekuláris pályák (OM) energiasávja keletkezik a típusú atompályákból, mivel a pályák tele vannak, és ezért más teljes OM-ket eredményeznének, amelyek kevéssé járulnak hozzá az atomok kötéséhez. lítium.

A részben feltöltött energiasáv az egész fémkristályhoz eljut. Mivel mindegyik OM két elektront képes befogadni (ellentétes pörgésekkel), az elektronok elférnek a sávban, de a molekulapályákról csak elektronok állnak rendelkezésre, ami egy félig üres energiasávot eredményez. Az a Valencia együttes, az atomok vegyérték elektronjai alkotják.

Ezenkívül, mivel minden atomnak három üres atompályája van, egy másik üres energiasáv jön létre OM-vel. Ez a hajtószalag, amely részben átfedésben van a vegyérték sáv magasabb energiáival, így folyamatos energiaspektrumot képez. A nagyobb energiájú sávok ezen szuperpozíciója az a helyzet, amely a legtöbb fémben előfordul.

Másrészt a lítium OA-ja (két-két elektronnal) teljesen elfoglalt sávot eredményez.

A részben kitöltött sáv és a teljesen elfoglalt sáv közötti energiarés nagyon nagy, ami hatékonyan megakadályozza az elektronok egyik sávból egy magasabbba való eljutását. Ezeket a hiányosságokat hívták meg tiltott energiazónák. A gyémántban ez az energiarés nagyon magas, 520 kJ/mol

Ha a vezetési sáv nem fedi át a vegyérték sávot, akkor az elektronok nem rendelkezhetnek energiaértékekkel ezeken a területeken. Amikor ezek a tiltott zónák kismértékű energiaváltozást mutatnak a vegyértéksáv legmagasabb szintjén és a legkisebbet a vezetősávban, akkor ez a helyzet félvezetők. A félvezető, amint a neve is mutatja, olyan anyag, amelynek közbenső elektromos vezetőképessége van egy vezető és egy szigetelő között. Amikor ez az energianövekedés nagyon magas, megvan az esetünk szigetelők vagy szigetelők.

Így egy fémes vezetéknek félig üres sávjai vannak, a szigetelőnek teljesen kitöltött vegyérték-sávja van, teljesen üres vezetősávval, amelyeket nagy energiahézag választ el. A félvezetőkben ez a rés kisebb, így néhány elektronnak elegendő energiája lesz ahhoz, hogy megugorja a rést és elfoglalja a vezetősáv legmagasabb szintjét, így a vezetősávot részben elfoglalja néhány elektron, és egy sávvalencia részben üres, mert Ön most van néhány betöltetlen OM-ja.

A fém vegyérték-elektronjainak végtelen kis energianövekedése révén az energia teljes tartománya rendelkezésre áll, amely magában foglalja az OM vegyérték-sáv felét és a teljes vezetősávot, így a fémkristályon belüli mozgásszabadság nagyon nagy, magyarázza a fémek jó vezetőképességét.