Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

11.19: 能带理论
目录

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content.

Education
Band Theory
 
文字本

11.19: 能带理论

当两个或多个原子聚集在一起形成一个分子时,它们的原子轨道结合在一起,产生不同能量的分子轨道。 固体中有大量原子,因此可以将大量原子轨道组合到分子轨道中。 这些分子轨道群组紧密结合在一起,形成了连续的能量区域,称为能带。

这些能带之间的能量差异称为能带隙。

导体,半导体和绝缘体

为了导电,价电子必须通过不同能量的轨道在整个固体中移动。 这由能带隙决定。 导体中的价电子占据了一个具有许多空轨道的能带。 因此,将电子移动到这些空轨道只需要少量能量。 这种小型能量差异“容易克服”,因此它们是良好的电导体。 半导体和绝缘体观察到两种类型的能带:一种是价带,几乎没有空轨道,另一种是导带,带有空轨道。 价带和导带之间的能量差或能带隙决定电子移动的容易程度。 在绝缘体中,能带隙太“大”了,极少的电子可以到达导带的空轨道;因此,绝缘体是较差的电导体。 另一方面,半导体的能带差距相对较小。 因此,当提供“中等”量的能量以将电子移出填充的价带轨道并移入导带的空轨道时,它们就可以导电。 因此,半导体优于绝缘体,但在导电性方面不如导体高效。

本文改编自 Openstax, 化学 2e, 第8.4节:分子轨道理论。

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