가스에서 분자의 배열은 그다지 가깝지 않습니다. 즉, 널리 떨어져 있고 느슨하게 포장됩니다. 액체에서, 분자 배열은 중간 정도이며, 이는 분자가 약간 떨어져 있음을 의미한다. 고체와 관련하여, 분자는 너무 밀접하게 포장되거나 구조화되어 전자 (음의 전하를 갖는 아 원자 입자)가 주위의 원자의 궤도에 끌린다. 결과적으로, 원자가 모이면 전자 궤도가 겹치게됩니다. 단일 에너지 수준이 아닌 에너지 밴드의 생성은 고체 물체에서 원자의 혼합으로 인해 발생합니다. 에너지 밴드는 밀도가 높거나 단단히 포장 된 에너지 수준의 모음입니다.
에너지 밴드 형성
분리 된 원자 전자는 각 궤도에 정해진 에너지를 가지고 있습니다. 반면에 고체에서 가장 외부 궤도 전자의 에너지 수준은 원자가 닫기에 의해 영향을받습니다. 두 개의 분리 된 전하가 함께 근처에 배치되면, 가장 바깥 쪽 궤도의 전자는 가장 가까운 또는 이웃 원자 핵에서 매력적인 매력을 느낍니다.
결과적으로 전자 에너지는 동일하지 않으며 전자 에너지 수준은 전자의 초기 에너지 수준보다 훨씬 또는 낮은 값으로 변경됩니다. 대조적으로, 내부 궤도 전자의 에너지는 인접한 원자의 존재에 의해 영향을받지 않습니다.
같은 궤도의 전자는 다른 에너지 수준을 갖습니다. "에너지 밴드"라는 용어는 이러한 다양한 에너지 수준이 분류되는 방식과 관련이 있습니다.
에너지 밴드 이론
Bohr의 이론에 따르면 모든 원자의 껍질은 다양한 수준에서 유한 한 에너지를 가지고 있습니다. 가장 바깥 쪽과 가장 안쪽 껍질 사이의 전자의 상호 작용은 에너지 밴드 이론에 의해 설명된다. 에너지 밴드 이론에 따르면 세 가지 뚜렷한 에너지 밴드가 있습니다.
- 밸런스 밴드
- 금지 된 에너지 갭
- 전도 밴드
에너지 밴드 분류
원자가 밴드
원자가 전자는 가장 바깥 쪽 쉘의 전자입니다. 원자가 전자는 다양한 에너지 수준을 갖는 에너지 밴드 인 원자가 밴드를 형성합니다. 원자가 밴드는 가장 많은 에너지를 차지합니다.
전도 밴드
원자가 전자는 핵에 약하게 연결되어 있기 때문에 실온에서도 그 중 일부는 가장 바깥 쪽 궤도를 떠나 자유 전자가됩니다. 유리 전자는 도체에서 전류를 수행하는 능력으로 인해 전도 전자라고합니다. 전도 밴드는 가장 점유 된 에너지 수준을 가지며 전도 전자를 포함합니다.
금지 된 에너지 갭
금지 된 간격은 원자가와 전도 밴드 사이의 영역입니다. 이름에서 알 수 있듯이, 금지 된 간격은 에너지가 없으며이 밴드에는 전자가 남아 있지 않습니다. 금지 된 에너지 갭이 더 크면, 원자가 밴드 전자는 단단히 결합되거나 핵에 단단히 연결됩니다. 제한된 에너지 간격을 채우려면 특정 양의 외부 에너지가 필요합니다.
에너지 밴드의 유형
에너지 대역에는 세 가지 유형이 있습니다 :
- 절연체
- 지휘자
- 반도체
절연체
절연체는 전기가 전기를 이동 시키거나 허용하지 않는 물질 또는 재료입니다. 절연체의 제한된 에너지 갭은 전기가 흐르는 것을 방지하기에 충분히 크다. 고무와 목재는 절연체의 두 가지 예입니다.
도체
도체는 원자가 밴드와 같은 금지 된 에너지 간격이 사라지고 전도 대역이 두 밴드가 부분적으로 겹치는 지점에 접근하는 재료입니다. 가장 일반적인 지휘자는 금, 알루미늄, 구리 및 금입니다. 실온에서 접근 할 수있는 유리 전자의 양은 엄청납니다.
반도체
반도체는 도체 범위에서 절연체의 전도도가있는 물질 또는 물질입니다. 반도체에서 금지 된 에너지 갭은 매우 작으며 외부 에너지가 제공되는 경우에만 전기를 전송할 수 있습니다. 몇 가지 반도체에는 게르마늄과 실리콘이 포함됩니다.
결론
고체, 액체 및 가스는 모두 뚜렷한 분자 배열을 갖는다. 이들은 분자 원자 내의 전자가 주변 원자의 궤도로 이동하도록 고체로 단단히 조직된다. 가스에서 분자 조직은 복잡하지만 액체에서는 적당합니다. 결과적으로, 원자가 서로 접근함에 따라, 전자 궤도는 부분적으로 이들을 덮습니다. 에너지 밴드의 수준은 단일 에너지 수준이 아닌 재료 내부의 원자를 병합 한 결과로 생성됩니다. 에너지 밴드는 밀접하게 포장 된 에너지 레벨의 클러스터입니다.
