Što je valentni pojas?
Valencijski pojas:Dom elektrona u krutim tijelima
Valentni pojas je ključni koncept u fizici čvrstog stanja i opisuje raspon energetskih razina elektrona koje zauzimaju elektroni na temperaturi apsolutne nule . To je kao "more" elektrona koji su vezani za atome unutar materijala.
Evo raščlambe koncepta:
1. Elektroni u atomima:
- Elektroni u atomu zauzimaju specifične energetske razine koje se nazivaju "orbitale".
- Najviša razina energije koju zauzimaju elektroni u osnovnom stanju naziva se valentni pojas .
2. Čvrsto stanje:
- Kada se atomi spoje i tvore krutinu, njihove se atomske orbitale preklapaju i "rašire" u energetske vrpce.
- Valentni pojas u čvrstom tijelu je najviša energetska vrpca koja je potpuno zauzeta elektronima na apsolutnoj nuli.
3. Značaj valentne trake:
- Valentni pojas je ključan za razumijevanje električne vodljivosti materijala:
- Izolatori: Valentni pojas potpuno je popunjen i postoji veliki energetski jaz ("razmak pojasa") koji ga odvaja od vodljivog pojasa. Ovaj jaz sprječava elektrone da lako preskoče na više energetske razine i provedu elektricitet.
- Dirigenti: Valentni pojas preklapa se s vodljivim pojasom, omogućujući elektronima slobodno kretanje i lako provođenje elektriciteta.
- Poluvodiči: Zazorni pojas je manji nego u izolatorima, dopuštajući nekim elektronima da prijeđu u vodljivi pojas na sobnoj temperaturi, što dovodi do umjerene vodljivosti.
4. Valentni elektroni:
- Elektroni koji se nalaze u valentnom pojasu nazivaju se valentni elektroni .
- Ovi elektroni odgovorni su za kemijsko vezivanje i električna svojstva materijala.
5. Primjer:
- U kristalu silicija valentni pojas tvore 3s i 3p orbitale atoma silicija. Ove se orbitale preklapaju, stvarajući "more" elektrona koji se mogu pobuditi u vodljivi pojas, omogućujući siliciju da djeluje kao poluvodič.
Ukratko, valentni pojas je temeljni koncept u fizici čvrstog stanja koji određuje električnu vodljivost materijala. Predstavlja zauzete energetske razine elektrona u materijalu i igra ključnu ulogu u objašnjenju raznih elektroničkih fenomena.