Uspořádání molekul v pevných látkách, kapaliny a plyny nejsou stejné. V pevných látkách jsou uspořádány těsně, takže elektrony uvnitř atomů molekul se pohybují do sousedních atomů na oběžné dráze. U plynů není uspořádání molekul blízké, zatímco u kapalin mírné. Proto se elektronový orbitál částečně kryje, když se atomy vzájemně přibližují. Díky kombinaci atomů v pevných látkách se jako alternativa jednotlivých energetických úrovní vytvářejí úrovně energetických pásem. Sada energetických úrovní je zabalena těsně, což je známé jako energetické pásmo.
Co je to energetické pásmo?
Definice energetického pásma je počet atomů uvnitř křišťálový kámen mohou být k sobě blíže, stejně jako řada elektronů budou vzájemně interagovat. Energetické hladiny elektronů v jejich obalu mohou být způsobeny změnami jejich energetických hladin. Hlavním rysem energie pásmo spočívá v tom, že energetické stavy elektronů elektronů jsou stabilní v různých rozsazích. Úroveň energie atomu se tedy bude měnit ve vodivých a valenčních pásmech.
Teorie energetického pásma
Podle Bohrovy teorie zahrnuje každá skořápka z atomu samostatné množství energie na různých úrovních. Tato teorie uvádí hlavně podrobnosti o komunikace elektronů mezi vnitřní skořepinou a vnější skořepinou. Podle teorie energetického pásma jsou energetické pásma rozděleny do tří typů, které zahrnují následující.
teorie energetického pásma
- Valenční pásmo
- Zakázaná energetická mezera
- Vodivé pásmo
Valance Band
Tok elektronů v atomech ve fixovaných energetických úrovních, avšak energie elektronu ve vnitřním obalu je lepší než vnější obal elektronů. Elektrony, které jsou přítomny ve vnějším plášti, jsou pojmenovány jako záclonové elektrony.
Tyto elektrony obsahují sled energetických úrovní, které tvoří energetické pásmo pojmenované jako valenční pásmo. Toto pásmo zahrnuje maximální obsazenou energii.
Vodivé pásmo
Valenční elektrony jsou při pokojové teplotě volně připojeny k jádru. Některé z elektronů z valenčních elektronů pásmo volně opustí. Tito se nazývají volné elektrony, protože proudí směrem k sousedním atomům.
Tyto volné elektrony budou řídit tok proudu uvnitř vodiče, který je známý jako vodivé elektrony. Pás, který zahrnuje elektrony, je pojmenován jako vodivé pásmo a jeho obsazená energie bude tím menší.
Forbidden Gap
Zakázanou mezerou je mezera mezi vodivým pásmem a valenčním pásmem. Toto pásmo je zakázané bez energie. Proto v tomto pásmu nedochází k toku elektronů. Tok elektronů z valence do vedení projde touto mezerou.
Pokud je tato mezera větší, pak jsou elektrony ve valenčním pásmu silně vázány k jádru. V současné době je pro vyhnání elektronů z tohoto pásma nutná malá vnější síla, která je ekvivalentem zakázané energetické mezery. V následujícím diagramu jsou tato dvě pásma, stejně jako zakázaná mezera, znázorněna níže. Na základě velikosti mezery je polovodiče , jsou vytvořeny vodiče a izolátory.
Druhy energetických pásem
Energetická pásma jsou rozdělena do tří typů, jmenovitě
- Izolátory
- Polovodiče
- Vodiče
Izolátory
Nejlepší příklady izolátoru jsou dřevo a sklo. Tito izolátoři neumožňují tok elektřiny protékat jimi. Izolátory mají extrémně nízkou vodivost a vysoký odpor. V izolátoru je energetická mezera extrémně vysoká, a to 7 eV. Materiál nemůže fungovat kvůli toku elektronů z pásem, protože valence k vedení je neproveditelná.
energetické pásové izolátory
Mezi hlavní vlastnosti izolátorů patří hlavně energetická mezera, protože zakázaná je extrémně velká. U některých typů izolátorů, když teplota stoupá, mohou ilustrovat určitý přenos.
Polovodiče
Nejlepší příklady polovodičů jsou křemík (Si) a germánium (Ge), které jsou nejpoužívanějšími materiály. Elektrické vlastnosti těchto materiálů spočívají mezi polovodiči i izolátory. Následující obrázky ukazují diagram energetického pásma polovodiče všude tam, kde může být vodivé pásmo prázdné a valenční pásmo je zcela zaplněno, avšak zakázaná mezera mezi těmito pásmy je minutová, což je 1 eV. Zakázaná mezera Ge je 0,72 eV a Si je 1,1 eV. Polovodič proto potřebuje malou vodivost.
energetické pásmo v polovodičích
Mezi hlavní charakteristiky polovodičů patří hlavně energetická mezera, protože zakázaná je extrémně malá. Když se teplota polovodiče zvýší, vodivost se sníží.
Vodiče
Vodič je typ materiálu, kde se zakázaná energetická mezera mizí jako valenční pásmo a vodivé pásmo se mění v extrémně blízko, které částečně zakrývají. Nejlepší příklady vodičů jsou zlato, hliník, měď a zlato. Dostupnost volných elektronů při pokojové teplotě je obrovská. Níže je uveden diagram energetického pásma vodiče.
energetické pásmo ve vodičích
Mezi hlavní vlastnosti vodičů patří hlavně energetická mezera, jako by zakázaná neexistovala. Energetická pásma jako záclonka a vedení se překrývají. Dostupnost volných elektronů pro vedení je dostatečná. Vodivost se zvýší, jakmile se zvýší malý počet napětí.
Jedná se tedy o přehled energetické pásmo . Z výše uvedených informací nakonec můžeme usoudit, že uspořádání molekuly v látkách, jako jsou pevné látky, kapaliny a plyny, je odlišné. V plynech nejsou molekuly blízko, v pevných látkách jsou molekuly uspořádány velmi těsně a v kapalinách jsou molekuly uspořádány ve střední míře. Takže elektrony uvnitř atomů molekuly mají tendenci proudit do orbitalů na sousedních atomech. Proto se elektronový orbitál částečně kryje, zatímco atomy se přibližují společně. Vzhledem k míchání atomů v pevných látkách, jako náhrada pouze energetických hladin, budou vytvořena energetická pásma. Jsou zabaleny těsně a říká se tomu energetické pásma. Zde je otázka pro vás, energetické pásmo v pevných látkách?
