11.18: Kuşak Teorisi

İki veya daha fazla atom bir molekül oluşturmak için bir araya geldiğinde, atomik orbitalleri birleşir ve farklı enerjilere sahip moleküler orbitaller oluşur. Bir katı içinde, çok sayıda atom vardır ve bu nedenle moleküler orbitaller halinde birleştirilebilen çok sayıda atomik orbital vardır. Bu moleküler orbital grupları, bantlar olarak bilinen sürekli enerji bölgelerini oluşturmak için çok yakın yerleştirilmiştir.

Bu bantlar arasındaki enerji farkı bant aralığı olarak bilinir.

İletken, Yarı İletken ve İzolatörler

Elektriği iletmek için, değerlik elektronları katı boyunca hareket etmek için farklı enerjilerin yörüngelerini geçmelidir. Bu, bant aralığı tarafından belirlenir. İletkenlerdeki değerlik elektronları, birçok boş yörüngeye sahip bir bandı işgal eder. Bu nedenle, elektronları bu boş orbitallere taşımak için yalnızca küçük bir miktar enerji gerekir. Bu küçük enerji farkının üstesinden gelmek “kolaydır”, bu nedenle bunlar iyi elektrik iletkenleridir. Yarı iletkenler ve izolatörler iki tür bandı gözlemler – çok az veya hiç boş orbital içeren bir değerlik bandı ve boş orbitalleri olan bir iletim bandı. Değerlik bandı ile iletim bandı arasındaki enerji farkı veya bant boşluğu, elektronların hareket etme kolaylığına karar verir. İzolatörlerde, bant aralığı o kadar “büyüktür” ki çok az elektron iletim bandının boş yörüngelerine ulaşabilir; Sonuç olarak, izolatörler zayıf elektrik iletkenleridir. Öte yandan yarı iletkenler, nispeten küçük bant boşluklarına sahiptir. Sonuç olarak, elektronları değerlik bandının dolu yörüngelerinden dışarı ve iletim bandının boş yörüngelerine taşımak için “orta” miktarlarda enerji sağlandığında elektrik iletebilirler. Bu nedenle, yarı iletkenler yalıtkanlardan daha iyidir, ancak elektriksel iletkenlik açısından iletkenler kadar verimli değildir.

Bu metin bu kaynaktan uyarlanmıştır Openstax, Chemistry 2e, Section 8.4 Molecular Orbital Theory.