La disposizione delle molecole nei solidi, liquidi e i gas non sono gli stessi. Nei solidi, sono disposti strettamente in modo che gli elettroni all'interno degli atomi della molecola si muovano negli atomi vicini orbitali. Nei gas la disposizione delle molecole non è ravvicinata, mentre nei liquidi è moderata. Pertanto l'orbitale dell'elettrone si copre parzialmente quando gli atomi si avvicinano reciprocamente. A causa della combinazione di atomi all'interno di solidi, in alternativa ai singoli livelli di energia, si formano i livelli di bande di energia. L'insieme dei livelli di energia è imballato strettamente che è noto come banda di energia.
Cos'è Energy Band?
La definizione della banda di energia è il numero di atomi all'interno una pietra di cristallo possono essere più vicini gli uni agli altri così come un numero di elettroni interagirà tra loro. I livelli di energia degli elettroni all'interno del loro guscio possono essere causati dai cambiamenti nei loro livelli di energia. La caratteristica principale di l'energia banda è che gli stati energetici dell'elettrone dell'elettronica sono stabili in intervalli diversi. Quindi, il livello di energia di un atomo cambierà nelle bande di conduzione e nelle bande di valenza.
Teoria delle bande energetiche
Secondo la teoria di Bohr, ogni guscio di un atomo include una quantità separata di energia a livelli dissimili. Questa teoria fornisce principalmente dettagli su comunicazione di elettroni tra il guscio interno e guscio esterno. Secondo la teoria della banda di energia, le bande di energia sono classificate in tre tipi che includono quanto segue.
teoria delle bande di energia
- banda di valenza
- Divario energetico proibito
- Banda di conduzione
Valance Band
Il flusso di elettroni all'interno degli atomi a livelli di energia fissi, tuttavia l'energia dell'elettrone nel guscio interno è superiore al guscio esterno degli elettroni. Gli elettroni che sono presenti all'interno del guscio esterno sono chiamati elettroni di valance.
Questi elettroni includono una sequenza di livelli di energia che formano una banda di energia chiamata banda di valenza. Questa fascia include l'energia massima occupata.
Banda di conduzione
Gli elettroni di valenza sono attaccati liberamente verso il nucleo a temperatura ambiente. Alcuni degli elettroni degli elettroni di valenza lasceranno liberamente la banda. Quindi questi sono chiamati elettroni liberi perché fluiscono verso gli atomi vicini.
Questi elettroni liberi condurranno il flusso di corrente all'interno di un conduttore noto come elettroni di conduzione. La banda che include gli elettroni è chiamata banda di conduzione e l'energia occupata sarà minore.
Forbidden Gap
Lo spazio proibito è lo spazio tra la banda di conduzione e la banda di valenza. Questa band è vietata senza energia. Quindi non c'è flusso di elettroni in questa banda. Il flusso di elettroni dalla valenza alla conduzione passerà attraverso questo spazio.
Se questo divario è maggiore, gli elettroni nella banda di valenza sono fortemente legati al nucleo. Al momento, per allontanare gli elettroni da questa banda, è necessaria una piccola forza esterna, che è equivalente al gap energetico proibito. Nel diagramma seguente, le due bande, così come uno spazio proibito, sono illustrate di seguito. In base alla dimensione del gap, il semiconduttori , conduttori e isolanti vengono formati.
Tipi di bande energetiche
Le fasce di energia sono classificate in tre tipi e cioè
- Isolanti
- Semiconduttori
- Conduttori
Isolanti
I migliori esempi di isolante sono il legno e il vetro. Questi isolanti non consentono il flusso di elettricità per fluire attraverso di loro. Gli isolanti hanno una conduttività estremamente bassa e un'elevata resistività. Nell'isolante, il divario di energia è estremamente elevato, ovvero 7eV. Il materiale non può funzionare a causa del flusso di elettroni dalle bande come la valenza alla conduzione non è fattibile.
isolatori energetici
Le caratteristiche principali degli isolanti includono principalmente il gap energetico in quanto proibito è estremamente ampio. Per alcuni tipi di isolanti, quando la temperatura aumenta, possono illustrare una certa trasmissione.
Semiconduttori
I migliori esempi di semiconduttori sono il silicio (Si) e il germanio (Ge) che sono i materiali più utilizzati. Le proprietà elettriche di questi materiali si trovano tra i semiconduttori e gli isolanti. Le immagini seguenti mostrano il diagramma delle bande di energia del semiconduttore ovunque la banda di conduzione può essere vuota e la banda di valenza è completamente riempita, tuttavia il divario proibito tra queste bande è di 1 eV minuto. Il gap proibito di Ge è 0,72eV e Si è 1,1eV. Pertanto, il semiconduttore necessita di poca conduttività.
semiconduttori energy-band-in
Le caratteristiche principali dei semiconduttori includono principalmente il gap di energia in quanto proibito è estremamente piccolo. Quando la temperatura del semiconduttore aumenta, la conduttività diminuirà.
Conduttori
Il conduttore è un tipo di materiale in cui il gap energetico proibito svanisce come la banda di valenza così come la banda di conduzione si trasforma in estremamente vicino che coprono parzialmente. I migliori esempi di conduttori sono oro, alluminio, rame e oro. La disponibilità di elettroni liberi a temperatura ambiente è enorme. Di seguito è riportato il diagramma delle bande di energia del conduttore.
conduttori di banda di energia
Le caratteristiche principali dei conduttori includono principalmente il gap energetico come proibito non esisterà. Le fasce di energia come la mantovana e la conduzione verranno sovrapposte. La disponibilità di elettroni liberi per la conduzione è ampia. La conduzione aumenterà una volta che il piccolo numero di tensione aumenta.
Quindi, si tratta di una panoramica di la fascia energetica . Dalle informazioni di cui sopra, infine, possiamo concludere che la disposizione della molecola nelle sostanze come solidi, liquidi e gas è dissimile. Nei gas le molecole non sono vicine, nei solidi le molecole sono disposte molto strettamente e nei liquidi le molecole sono disposte in modo moderato. Quindi gli elettroni all'interno degli atomi della molecola tendono a fluire negli orbitali su atomi adiacenti. Pertanto l'orbitale dell'elettrone copre parzialmente mentre gli atomi si avvicinano congiuntamente. A causa della miscelazione degli atomi all'interno dei solidi, in sostituzione dei soli livelli di energia, si formeranno le bande di energia. Questi sono imballati strettamente e si chiama bande energetiche. Ecco una domanda per te, fascia di energia nei solidi?
