علم الكيمياء
تاريخ الكيمياء والعلماء المشاهير
التحاضير والتجارب الكيميائية
المخاطر والوقاية في الكيمياء
اخرى
مقالات متنوعة في علم الكيمياء
كيمياء عامة
الكيمياء التحليلية
مواضيع عامة في الكيمياء التحليلية
التحليل النوعي والكمي
التحليل الآلي (الطيفي)
طرق الفصل والتنقية
الكيمياء الحياتية
مواضيع عامة في الكيمياء الحياتية
الكاربوهيدرات
الاحماض الامينية والبروتينات
الانزيمات
الدهون
الاحماض النووية
الفيتامينات والمرافقات الانزيمية
الهرمونات
الكيمياء العضوية
مواضيع عامة في الكيمياء العضوية
الهايدروكاربونات
المركبات الوسطية وميكانيكيات التفاعلات العضوية
التشخيص العضوي
تجارب وتفاعلات في الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
مواضيع عامة في الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء الحرارية
حركية التفاعلات الكيميائية
الكيمياء الكهربائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع عامة في الكيمياء اللاعضوية
الجدول الدوري وخواص العناصر
نظريات التآصر الكيميائي
كيمياء العناصر الانتقالية ومركباتها المعقدة
مواضيع اخرى في الكيمياء
كيمياء النانو
الكيمياء السريرية
الكيمياء الطبية والدوائية
كيمياء الاغذية والنواتج الطبيعية
الكيمياء الجنائية
الكيمياء الصناعية
البترو كيمياويات
الكيمياء الخضراء
كيمياء البيئة
كيمياء البوليمرات
مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية
الكيمياء الاشعاعية والنووية
Crystalline Solids: Band Theory
المؤلف:
LibreTexts Project
المصدر:
................
الجزء والصفحة:
.................
14-5-2020
1582
Band Theory was developed with some help from the knowledge gained during the quantum revolution in science. In 1928, Felix Bloch had the idea to take the quantum theory and apply it to solids. In 1927, Walter Heitler and Fritz London discovered bands- very closely spaced orbitals with not much difference in energy.
In this image, orbitals are represented by the black horizontal lines, and they are being filled with an increasing number of electrons as their amount increases. Eventually, as more orbitals are added, the space in between them decreases to hardly anything, and as a result, a band is formed where the orbitals have been filled.
Different metals will produce different combinations of filled and half filled bands.
Sodium's bands are shown with the rectangles. Filled bands are colored in blue. As you can see, bands may overlap each other (the bands are shown askew to be able to tell the difference between different bands). The lowest unoccupied band is called the conduction band, and the highest occupied band is called the valence band.
Bands will follow a trend as you go across a period:
The probability of finding an electron in the conduction band is shown by the equation:
The ∆E in the equation stands for the change in energy or energy gap. t stands for the temperature, and R is a bonding constant. That equation and this table below show how the bigger difference in energy is, or gap, between the valence band and the conduction band, the less likely electrons are to be found in the conduction band. This is because they cannot be excited enough to make the jump up to the conduction band.
ELEMENT | ∆E(kJ/mol) of energy gap | # of electrons/cm^3 in conduction band | insulator, or conductor? |
---|---|---|---|
C (diamond) | 524 (big band gap) | 10-27 | insulator |
Si | 117 (smaller band gap, but not a full conductor) | 109 | semiconductor |
Ge | 66 (smaller band gap, but still not a full conductor) | 1013 | semiconductor |