Molekyylien järjestely kiinteissä aineissa, nesteitä ja kaasut eivät ole samat. Kiinteissä aineissa ne on järjestetty tiiviisti siten, että molekyyliatomien sisällä olevat elektronit siirtyvät naapuriatomeihin. Kaasuissa molekyylijärjestely ei ole lähellä, kun taas nesteissä se on kohtalainen. Siksi elektronirata kiertää osittain, kun atomit lähestyvät toisiaan. Koska kiinteät aineet yhdistyvät atomeissa, yksittäisten energiatasojen vaihtoehtona muodostuu energiatasojen tasot. Joukko energiatasoja on pakattu tiiviisti, mikä tunnetaan nimellä energiakaista.
Mikä on Energy Band?
Energiakaistan määritelmä on sisällä olevien atomien lukumäärä kristallikivi voivat olla lähempänä toisiaan, samoin kuin monet elektronit ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa. Kuoren sisällä olevien elektronien energiatasot voivat johtua niiden energiatasojen muutoksista. Tärkein ominaisuus energiaa kaista on, että elektroniikan elektroniikan energiatilat ovat vakaat eri alueilla. Joten atomin energiataso muuttuu johtamiskaistoissa ja valenssikaistoissa.
Energiakaistan teoria
Bohrin teorian mukaan kukin atomin kuori sisältää erillisen energiamäärän erilaisilla tasoilla. Tämä teoria antaa lähinnä tietoja elektronien viestintä sisäkuoren ja ulkokuoren joukossa. Energiakaistan teorian mukaan energiakaistat luokitellaan kolmeen tyyppiin, jotka sisältävät seuraavat.
energia-alue-teoria
- Valence-yhtye
- Kielletty energiakuilu
- Johtokanta
Valance-yhtye
Elektronien virtaus atomien sisällä kiinteillä energiatasoilla, mutta elektronin energia sisäkuoressa on ylivoimainen elektronien ulkokuoreen nähden. Ulkokuoressa olevat elektronit nimetään valance-elektroneiksi.
Nämä elektronit sisältävät sekvenssin energiatasoja, jotka muodostavat energiakaistan, jota kutsutaan valenssikaistaksi. Tämä kaista sisältää maksimaalisen varatun energian.
Kapellimestari
Valenssielektronit kiinnittyvät löyhästi kohti ydintä huoneenlämpötilassa. Osa valenssielektronien elektroneista jättää kaistan vapaasti. Joten näitä kutsutaan vapaiksi elektroneiksi, koska ne virtaavat kohti vierekkäisiä atomeja.
Nämä vapaat elektronit johtavat virran virtausta johtimessa, joka tunnetaan johtavana elektronina. Elektroneja sisältävä kaista on nimetty johtamiskaistaksi ja tämän varattu energia on sitä pienempi.
Kielletty aukko
Kielletty rako on johto- ja valenssikaistan välinen rako. Tämä bändi on kielletty ilman energiaa. Siksi tässä kaistassa ei ole elektronivirtausta. Elektronien virtaus valenssista johtavuuteen kulkee tämän aukon läpi.
Jos tämä aukko on suurempi, elektronit valenssikaistalla sitoutuvat voimakkaasti kohti ydintä. Tällä hetkellä elektronien ajamiseksi tältä kaistalta tarvitaan pieni ulkopuolinen voima, joka vastaa kiellettyä energiaväliä. Seuraavassa kaaviossa kaksi nauhaa sekä kielletty rako on kuvattu alla. Raon koon perusteella puolijohteet , johtimet ja eristimet muodostetaan.
Energiakaistojen tyypit
Energiakaistat luokitellaan kolmeen tyyppiin, nimittäin
- Eristimet
- Puolijohteet
- Kapellimestarit
Eristimet
Parhaita esimerkkejä eristimestä ovat puu ja lasi. Nämä eristimet eivät salli sähkön virtaus virtaamaan niiden läpi. Eristimillä on erittäin alhainen johtavuus ja korkea resistiivisyys. Eristimessä energiavaje on erittäin suuri, se on 7eV. Materiaali ei toimi, koska elektronit virtaavat nauhoista, kuten valenssi johtokykyyn on mahdotonta.
energia-alue-eristeet
Eristimien pääominaisuudet sisältävät pääasiassa kielletyn kaltaisen energiavajeen. Joidenkin tyyppisten eristimien kohdalla, kun lämpötila nousee, ne voivat havainnollistaa jonkin verran leviämistä.
Puolijohteet
Parhaita esimerkkejä puolijohteista ovat pii (Si) ja germanium (Ge), jotka ovat eniten käytettyjä materiaaleja. Näiden materiaalien sähköiset ominaisuudet ovat sekä puolijohteiden että eristeiden joukossa. Seuraavat kuvat esittävät puolijohteiden energiakaavion kaavioita missä johtoalue voi olla tyhjä ja valenssikaista on täysin täytetty, mutta näiden kaistojen välinen kielletty rako on minuutti, joka on 1eV. Ge: n kielletty rako on 0,72 eV ja Si on 1,1 eV. Siksi puolijohde tarvitsee vähän johtavuutta.
energia-alue-puolijohteet
Puolijohteiden pääominaisuudet sisältävät pääasiassa kielletyn kaltaisen energiavajeen. Kun puolijohteen lämpötila nousee, johtavuus laskee.
Kapellimestarit
Johdin on eräänlainen materiaali, jossa kielletty energiarao häviää, kuten valenssikaista, samoin kuin johtojännite muuttuu äärimmäisen lähelle, jonka ne peittävät osittain. Parhaita esimerkkejä johtimista ovat kulta, alumiini, kupari ja kulta. Vapaiden elektronien saatavuus huoneenlämmössä on valtava. Johtimen energiakaistakaavio on esitetty alla.
energia-kaista-johtimet
Johtimien pääominaisuuksiin kuuluu pääasiassa sellainen energiavaje, jota kiellettyä ei ole. Energiakaistat, kuten valance ja johtuminen, menevät päällekkäin. Ilmaisten elektronien saatavuus johtamiseen on runsaasti. Johtavuus kasvaa, kun pieni määrä jännitettä kasvaa.
Näin ollen kyse on yleiskatsauksesta energia-alue . Edellä olevista tiedoista voidaan lopuksi päätellä, että molekyylin sijoittuminen aineisiin, kuten kiinteisiin aineisiin, nesteisiin ja kaasuihin, on erilainen. Kaasuissa molekyylit eivät ole lähellä, kiinteissä aineissa molekyylit ovat hyvin lähellä ja nesteissä molekyylit ovat kohtalaisia. Joten molekyylin atomien sisällä olevat elektronit pyrkivät virtaamaan vierekkäisten atomien kiertoradoille. Siksi elektronin kiertorata peittää osittain samalla kun atomit lähestyvät yhdessä. Koska atomit sekoittuvat kiinteissä aineissa, vain energiatasojen korvikkeena muodostuvat energiakaistat. Ne on pakattu tiiviisti ja sitä kutsutaan energiakaistoiksi. Tässä on kysymys sinulle, kiinteiden aineiden energiakaista?
