Bänd teoreetilisest kuivainete. Kvantmehaanika võhikutele

See artikkel selgitab, mida bänd teooria tahke. Näidatud, mis see on põhjus, miks ta on kujutatud struktuuri küsimuses. Tulemused metall erinevad dielektrikute ja pooljuhid.

Rosette ja Button

Mitu korda päevas me klõpsa eri nuppe? Keegi isegi mõelnud tulla ei saa loota seda - on muutunud nii tuttav, et hagi. Ja mees ei arva, et kõik see on võimalik ainult tänu sellele, kuidas lihtne see viib elektrivoolu metallide. Lülita valgus, keeda veekeetja, käivitage pesumasin, rääkimata tegevusi nutitelefonid, tähendab lõpule ringi ja võimaldada elektronid dirigendid asemel tööle inimesi. Selgitus selliste nähtuste nagu juhtivus komplekti. Kõige ilmsem ehk on bänd teooria tahke.

Atom ja veekeetjad

Igaüks, kes oli keskkooli, on idee struktuuri aatom. Tuletame meelde paigad positiivselt laetud rasked tuumas (koosneb prootonite ja) pööramiseks kopsudesse vähe elektrone. Arv negatiivne osakeste täpselt võrdne arv positiivne. Et mitte kandis lugejad selgitada stiilis "Kvantmehaanika võhikutele". Iga elektronide orbiit on rangelt piiratud, mille eest ta saab ümber tuuma teatud keemilise elemendi. Omakorda iga liigil on unikaalne struktuuris aatomit, nagu orbiitidel. See oli nii spectroscopists teadlased eristavad boor seleeni ja arseeni naatriumist. Kuid lisaks puhaste ainete looduses, on lõpmatu hulk erinevaid kombinatsioone. Kvantmehaanika (For Dummies, peaks lugeja meeles pidama) väidab, et kompleksühendid tiirleb ristuvad, liita, muuta, venitatud, luues ühendus. Nende kvaliteet sõltub: kovalentne ja iooniline tugevamaks, vesinik, näiteks on nõrgem.

kristallstruktuur

Tahke keha on raskem. Sest mudel, mis kasutab bänd teooria tahked ained, tavaliselt täiuslik kristall. See tähendab, et see on lõputu ja patuta - iga aatom omal koht on kogukulu on null. Kernel kõigub teatud positsiooni tasakaalu, kuid elektronide võib öelda üldiselt. Sõltuvalt sellest, kuidas "lihtsat" üks aatom loovutab selle külgneva negatiivsed osakesed, seda saadakse jäigalt etteantud elektroonilise struktuuriga dielektrikute või metallidega pilve. Pean lisama, et kaalumisel on eeldatud, et kõik elektronid hõivata minimaalse energia neile, mis tähendab, et keha on null kelvinit. Kõrgematel temperatuuridel võnkeamplituud nagu tuuma ja elektronid tugevalt ja seega viimane suudavad hõivata kõrgemat energiataset. Negatiivne osakeste jaotus muutub "lahti". Mõnes probleeme, on oluline, aga selle nähtuse kirjeldamiseks sellisena temperatuur ei ole nii oluline.

Pauli printsiip ja laaduri

Mõiste bänd teooria kuivainete on võimalik saavutada vaid hea meeles pidada, mida Pauli printsiip. Kui me ette kujutada, et elektronid - kott suhkrut, siis kui need kotid palju, tingimusliku laadur nad kehtestavad omavahel. Iga "kotti" võtab oma koha ruumis. Elektronide, tähendab see, et antud riigis ainult üks võib olla ühes süsteemis. See on Pauli printsiip. Pange tähele, et meil on meeles ideaalsed tingimused, st temperatuur null Kelvin ja lõpmatu kristall. Kogu süsteem on sama temperatuuri, mehaaniliste stress, vead on samad kõikides osades tervikuna.

Elektrooniline kristallid tsooni

Kristallis hulga üht tüüpi aatomitest. Üks mool aine sisaldab kümne kahekümne kolmanda astme elemente. Mitu mooli kilogrammi kohta, näiteks soola? Nii saate isegi öelda, et isegi väikseim kristall sisaldab kujuteldamatult palju aatomeid. Iga keemilise elemendi on oma muster elektronide orbiidid, ja mida teha, kui nad on üks keha mõne? Lõppude lõpuks, vastavalt Pauli printsiip, peavad nad hõivata eri riikides. Band teooria kuivainete pakub järgmisel viisil - elektron tiirleb muutunud erinevate energiatega. Nende vahe on nii väike, et nad on pressitud, toetudes üksteisele väga tihedalt, et moodustada pideva tsooni. Seega on iga taseme elektron aatomis muundatakse tsooni lahtiselt kristall. Elemendid bänd teooria kuivainete aitab selgitada erinevust isolaatorite ja dirigendid.

Elektrooniline tsoonisiseselt

Oleme juba arutanud, mis toimub palju elektrone, mis aatomi samale orbiidil, moodustamise kristall. Aga oma käitumist sees tsoon kuni jätsime põle. Jagage seda juba oluline, sest see määrab vahe metallid ja mittemetallid metall. Nagu juba eespool mainitud, bänd teoreetilisest kuivainete näitab, et energiataset sees bändi üksikute aatomite erineval orbiidil erinevad nii vähe, et peaaegu moodustavad pideva spektri. Seega, et vältida võimalikku barjääri vahel elektronide ei ole raske - ta liigub neid vabalt, sest see on piisavalt ühtlase soojuse. Kuid iga lubatud bänd on oma piirid. Alati on energia taset, mis on suurem või väiksem kui teised.

Valence keelatud, juhtivus

Nende vahel tsoonid on energeetika valdkonnas, kus puudub tase, mis elektronide võiks olla. Graafikute tundub valge lõhe. Ja ta kutsus keelutsooni. Selle barjääri ületamiseks elektroni võib ainult jobu. Niisiis, ta peab saama sobiv seda energiat. Tsooni suurima energia, mis seda tüüpi aatomit lubatud olemasolu, nimetatakse valents bänd, ja pärast seda - juhtivus.

metal dielektriline

Juhtiva bändi teooria kuivainete väidab, et olemasolu või puudumine elektronide juhtivuse bänd näitab, kuidas kergesti voolab selles praegune aine. Seega erinevad metallid ja dielektrikud. Esimesel juhul, juhtivuse bänd juba sisaldab elektronid kuna kattub valents. Vahend negatiivsed osakesed võivad vabalt liikuda toimel elektromagnetvälja, ilma täiendava energiakuluga. Seega elektrivoolu metall tundub nii lihtne, tegelikult - koheselt, niipea kui valdkonnas. Ja samal põhjusel, traat on valmistatud terasest, vasest, alumiiniumist.

Materjalid, mille valents ja juhtivuse bändid eraldatud energiat nimetatakse dielektrikuid. Need elektronid lõksus madalamal tasemel lubatud. Keelutsooni eraldab negatiivset osakesed tasandil, kus nad saaks vabalt liikuda. Ja energia, mis tuleb teatada elektronide selle ületamiseks, hävitada materjali. Või muuta selle omadusi tundmatuseni. Seega, kile juhtmed sulab ja põletusi, kuid ei teosta elektri.

pooljuhtide

Aga seal on vahe klassi materjale, mis on bandgap, kuid teatud tingimustel on võimeline juhtima elektrivoolu. Neid nimetatakse - pooljuhid. Nagu dielektriline nad on energia vahe juhtivuse ja valents. Siiski on vähem ja saada mõned pingutust. Klassikaline pooljuhtide on räni (Ladina - Räni). Kuulus Silicon Valley on tuntud tehnoloogiate põhinevad kristallide kasutamist selle aine on luua elektroonilisi seadmeid.