固體的帶理論。 傻瓜量子力學

這篇文章解釋了固體能帶理論。 所示，它是什麼，它是一個表示原因 物質的結構。 從電介質和半導體的不同金屬的結果。

羅塞特和按鈕

有多少次，每天我們會點擊不同的按鈕？ 沒有甚至想到要來不能指望它一個 - 已經變得如此熟悉的行動。 而男人並不認為這一切僅僅是歸功於它是多麼容易攜帶金屬的電流。 打開燈，煮水壺，運行洗衣機，更不用說對智能手機的行動，意味著完成電路並允許在導體中的電子工作，而不是人。 等現象的導電性集的解釋。 最明顯的，或許是固體的帶理論。

Atom和水壺

大家誰在高中的時候，有一個想法 的原子結構。 圍繞一個帶正電的重核（包括質子和中子）回想旋轉肺小電子。 數 負顆粒 正好等於正數。 為了不使讀者孔，在風格的解釋“量子力學的傻瓜。” 每個電子軌道被嚴格限制，為此，它可以在給定的化學元素在芯周圍旋轉。 反過來，每個物種具有獨特的圖案原子例如軌道。 就這樣spectroscopists科學家從鈉硒和砷區分硼。 然而，除了在自然界純物質，也有不同的組合的無限數量。 量子力學（傻瓜，讀者應記住）認為，配位化合物的軌道相交，合併，變換，拉伸，創建連接。 其質量取決於類型：共價鍵和離子強，氫，例如，是弱。

晶體結構

固體本體更加困難。 對於模型，它使用固體的帶理論，通常採取了完善的晶體。 這意味著它是無止境的，沒有罪 - 在自己的一席之地每一個原子，總電荷為零。 內核附近波動平衡的一個特定位置，但電子可以說整體。 取決於“容易”一個原子如何捐贈與其相鄰的負顆粒，它得到的電介質或金屬的剛性雲預定的電子結構。 我要補充一點，當考慮假定所有的電子佔據能量的最小量對他們來說，這意味著身體處於零開爾文。 在較高溫度下， 振動的振幅 為核和電子強烈，因此，後者是能夠佔據較高 能量水平。 負粒子分佈更加“寬鬆”。 在一些問題，這一點很重要，然而，這樣的溫度是不那麼重要了描述這種現象。

泡利原理和裝載機

固體能帶理論的概念僅能獲得很好的記住什麼泡利原理。 如果我們想像中的電子 - 一包糖，那麼，如果這些塑料袋很多，有條件的裝載機將它們強加給對方。 每個“包”取代其位置的空間。 對於電子，這意味著在給定的狀態只有一個可以在一個系統中。 這是泡利不相容原理。 需要注意的是我們心目中的理想條件，即零開爾文的溫度，以及無限的結晶。 整個系統是在溫度，在相同的條件 的機械應力， 缺陷是在一個整體的所有部分是相同的。

電子晶體區

在晶體中，多個一種類型的原子的。 物質的一摩爾包含10到二十三度的元件。 有多少摩爾的每公斤，例如，鹽？ 所以，你甚至可以說，即使是最小的晶體中含有許多超乎想像的原子。 每個化學元素都有自己的電子軌道的模式，如果他們在一個主體中的幾個做什麼？ 畢竟，根據泡利不相容原理，它們必須佔據不同的狀態。 固體能帶理論提供以下方式 - 電子軌道成為不同的能量。 它們之間的區別是如此之小，它們被壓，靠在彼此非常緊密，形成連續的區間。 因此，在該原子上的電子的每個電平被轉換成在塊狀晶體的區域。 固體能帶理論的元素可以幫助解釋絕緣體和導體之間的差異。

區內電子

我們已經討論了什麼是有很多電子，這在一個原子佔據相同的軌道上，晶體的形成發生。 但他們在區域內的行為，直到我們保持熄滅。 分享此已經很重要，因為它決定了金屬和非金屬之間的差異。 如上面已經提到的，固體的帶理論表明，單個原子的頻帶內的能量水平不同的軌道不同，從而小，幾乎形成連續的頻譜。 因此，克服了電子之間的勢壘不難 - 它移動他們自由，因為這是足夠均勻的熱量。 然而，每個所允許的頻帶的有其局限性。 總有一種能量水平比別人高或低。

禁止價，電導率

這些區域之間有能量，那裡沒有在哪一級電子可能是一個區域。 在圖中，它顯示為白色間隙。 而她所謂的帶隙。 為了克服這一障礙的電子只能混蛋。 所以，他必須接受適當的這種能量。 以最大的能量的區域，這對於這種類型的原子的允許電子的存在被稱為價帶，和跟隨它 - 導電性。

金屬介質

固體的導帶理論認為電子在導帶中的存在或不存在指示如何容易地在當前的物質流動。 因此，不同的金屬和電介質。 在前者的情況下，導帶中已經包含的電子，由於具有化合價重疊。 A表示負顆粒是自由的電磁場的作用下移動，而沒有任何額外的能量輸入。 因此，在金屬電流似乎很容易，其實 - 瞬間，只要現場。 出於同樣的理由，金屬絲製成的鋼，銅，鋁等。

材料的量，導帶由能量所謂電介質分離。 這些電子被俘獲在所允許的較低的水平。 帶隙分開的，他們可以自由走動水平的負粒子。 而這必須報告給電子的能量來克服它，破壞材料。 或更改其屬性面目全非。 因此，保鮮膜絲熔化和燒傷，但不導電。

半導體

但有一個中間類的具有帶隙的材料，但是能夠傳導電流的在一定條件下。 他們被稱為 - 半導體。 像電介質，它們具有導帶和價之間的能隙。 然而，這是少一些努力克服。 古典半導體是矽（拉丁文 - 單晶矽）。 著名的 矽谷 是著名的基礎上，利用這種物質的晶體的技術是建立電子設備。