Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

11.19: Теория полос
СОДЕРЖАНИЕ

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content.

Education
Band Theory
 
ТРАНСКРИПТ

11.19: Теория полос

Когда два или более атомов объединяются, образуя молекулу, их атомные орбитали объединяются и получаются молекулярные орбитали различных энергий. В твердом виде существует большое количество атомов, и поэтому большое количество атомных орбиталей, которые могут быть объединены в молекулярные орбитали. Эти группы молекулярных орбиталей настолько тесно связаны друг с другом, чтобы сформировать непрерывные области энергий, известные как полосы.

Разница в энергопотреблении между этими диапазонами называется разницей частот.

Проводник, полупроводник и изоляторы

Для проведения электричества, валентные электроны должны пересекать орбитальные частицы различных энергий, чтобы двигаться по всему массиву. Это определяется зазором ленты. Электроны валентности в проводниках занимают полосу, в которой много пустых орбиталей. Таким образом, для перемещения электронов к этим пустым орбитам требуется лишь небольшое количество энергии. Эта небольшая разница в энергопотреблении “легко” преодолеть, так что они являются хорошими проводниками электричества. Полупроводники и изоляторы наблюдают за двумя типами полос — валентной полосой, с немногими до непустыми орбиталями, и полосой проводимости, с пустыми орбиталями. Разница в энергии или разрыв полосы между полосой валентности и полосой проводимости определяет легкость, с которой могут двигаться электроны. В изоляторах полоса пропускания настолько “велика”, что очень мало электронов может достичь пустых орбиталей полосы проводимости; в результате изоляторы являются плохими проводниками электричества. Полупроводники, с другой стороны, имеют сравнительно небольшие разрывы в полосе частот. В результате, они могут проводить электричество, когда “умеренные” количества энергии предоставляются для того, чтобы переместить электроны из заполненных орбит диапазона валентности и в пустые орбита полосы проводимости. Таким образом, полупроводники лучше изоляторов, но не так эффективны, как проводники с точки зрения электропроводности.

Этот текст был адаптирован из Openstax, Химия 2е изд., раздел 8.4 молекулярная орбитальная теория.

Tags

Band Theory Molecular Orbital Theory Electronic Behavior Solids Atoms Molecule Atomic Orbitals Molecular Orbitals Energy Levels Solid Closely Spaced Molecular Orbitals Bands Of Energy Energy Gaps Conductors Copper Valence Electrons Empty Orbitals Electrical Conductivity Semiconductors Insulators Valence Band Conduction Band

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter