От Уикилерато

Теорията на енергийните ленти е обяснителна теория, която осигурява по-добро разбиране на металната връзка, разработена от методите на квантовата механика (МК), базирана на теорията за делокализираните молекулярни орбитали. Използва се за обяснение на характерния блясък на металите, тяхната добра електрическа и топлопроводимост и тяхната ковкост.

теория

Енергийна лента възниква, когато атомните орбитали (OA) съответстват на [Неразбираема или потенциално опасна латексна формула. Извиква се грешка 1] s лента, ако са налични p орбитали, p лентата може да бъде конструирана от припокриването между тях. Тъй като p-орбиталите са енергийно по-високи от s-орбиталите, често има енергийна разлика между s-ите и p-обхвата. Ако обаче лентите обхващат широк диапазон от енергия и енергиите на орбиталите и са подобни, двете ленти се припокриват. Лентата също е конструирана от припокриващи се орбитали .

Енергийните ленти могат да бъдат напълно пълни, ако броят на валентните електрони е, което е броят на орбиталите на лентата; да бъдат частично заети, ако броят на електроните е по-малък от; или празен, когато лентата идва от незаети атомни орбитали в основно състояние на атома. Всичко това се дължи на факта, че е изпълнен Принципът за изключване на Паули, при което всяко ниво може да бъде заето от два електрона с противоположен спин и тъй като орбиталите на лентите са винаги дискретни, макар и много близки. Има припокриване на ленти, съответстващи на различни атомни орбитали. Както често се среща при металите.

Например, в случай на литий, той има електронна структура, да предположим, че се образува макроскопичен кристал от порядъка на атомите. Тяхната взаимна агрегация ще генерира енергийна лента от молекулни орбитали (OM) от атомните орбитали от този тип, тъй като орбиталите са пълни и следователно биха породили други пълни OM, които биха допринесли малко за свързването на атомите. литий.

Частично напълнената енергийна лента достига металния кристал като цяло. Тъй като всеки ОМ може да побере два електрона (с противоположни завъртания), електроните се вписват в лентата, но само електроните са достъпни от молекулни орбитали, което води до полупразна енергийна лента. Е Група Валенсия, образувани от валентните електрони на атомите.

Освен това, тъй като всеки атом има три празни атомни орбитали, друга празна енергийна лента се генерира с OM. Това е лента за шофиране, Той се припокрива отчасти с по-високите енергии на валентната лента, за да образува непрекъснат спектър от енергии. Тази суперпозиция на лентите с по-висока енергия е ситуацията, която се среща в повечето метали.

От друга страна, ОА на лития (с по два електрона всеки) поражда напълно заета лента.

Енергийната разлика между частично запълнената лента и напълно заетата лента е много голяма, като ефективно предотвратява промоцията на електрони от една лента в по-висока. Тези пропуски бяха наречени забранени енергийни зони. При диаманта тази енергийна разлика е много висока от 520 kJ/mol

Ако проводимостта не се припокрива с валентната зона, електроните не могат да имат енергийни стойности в тези области. Когато тези забранени зони представят малка вариация на енергията в най-високото ниво на валентната лента и най-ниската в зоната на проводимост, това е ситуация, типична за полупроводници. Полупроводникът, както подсказва името му, е материал, който има междинна електрическа проводимост между проводник и изолатор. Когато това увеличение на енергията е много високо, имаме случая с изолатори или изолатори.

По този начин металната тръба има полупразни ленти, изолаторът има напълно запълнена валентна лента с напълно празна лента за проводимост, които са разделени от голяма енергийна междина. В полупроводниците тази празнина е по-малка, така че няколко електрона ще имат достатъчно енергия, за да прескочат празнината и да заемат най-високите нива на проводимата лента, така че проводимата лента е частично заета с няколко електрона и валентността на лентата е частично празна, защото сега имат няколко незаети OM.

Валентните електрони в метала имат на разположение, чрез безкрайно малко увеличение на енергията, целия диапазон от енергийни състояния, който включва половината от валентната OM лента и цялата проводима зона, така че свободата на движение в металния кристал е много голяма, обяснява добрата проводимост на металите.